論時間效應對后壓漿灌注樁承載力的影響

樊春義

（山西省工業設備安裝集團有限公司 山西太原 030032）

隨著我國高層建筑突飛猛進的發展，對樁基承載力要求越來越高，為了滿足設計要求，出現了大量的新型樁型如后壓漿灌注樁、擴徑樁、異形樁、嵌巖樁等，而樁基承載力的時間效應是受不同土質、不同樁型、不同尺寸的影響，承載力達到穩定值所需要的時間由幾十天到數百天不等，其最終單樁極限承載力比初始值增長約40～400%。在我國有些地區，地貌屬于山前沖積平原單元，地質在穿過粘土層后是一層較厚的砂礫石或碎、卵石層，該層可作為樁基的持力層，后壓漿灌注樁是在普通灌注樁中將鋼管與鋼筋籠連接共同埋設在樁身內，待樁混凝土達到設計強度后將水泥漿液通過鋼管壓入樁端砂、礫石層中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙膠結成一個高強度的結合體。水泥漿液在壓力作用下由樁端在碎石層的孔隙里向四周擴散，對于單樁區域，向四周擴散相當于增加了端部的直徑，向下擴散相當于增加了樁長；群樁區域所有的漿液連成一片，使得砂、礫石層成為一個整體，從而提高了地基承載能力。在水下鉆孔灌注樁泥漿護壁施工過程中，無論如何清孔，孔底都會留有沉渣，混凝土因落差太大造成樁底部位的混凝土離析形成“虛尖”，而孔壁泥皮過厚，造成樁側摩阻力損失，降低樁基的承載力，后壓漿液壓入樁端后首先和樁端的沉渣相結合，增強該部分的密實程度，后通過預埋的樁側注漿管沿樁土結合層滲入，消除了樁側泥皮，同時漿液橫向滲流到樁側土層中也起到了加大樁徑的作用。在實際工程中由于開始打樁到投入使用約需1～3年時間，樁基的時間效應對承載力的影響程度是工程設計中應考慮的重要問題，而后壓漿技術對承載力的貢獻與樁的時間效應能否總結出一套理論參數，有待我們工程技術人員通過大量的工程實踐經驗總結。本文通過工程實例3根試樁的承載力試驗來探討樁基時間效應與后壓漿技術對承載力的貢獻。

該項目位于某市建設路以東，東中環路以西，南內環街以南，長風街以北，擬建建筑物共32層剪力墻結構，采用后壓漿鉆孔灌注樁墻下布樁形式，樁徑為0.7m，樁長39.0m（入土深度46m，孔深約41m），樁端進入⑧層粉砂層2m。樁身混凝土強度為C35，樁側、樁端注漿工藝，樁側注漿管兩道分別在距樁底12m和24m處；注漿量分別為樁側1.0t、樁端為1.5t。根據相關規范后壓漿樁側、樁端阻力提高系數計算出單樁承載力極限標準值預估為6500kN。

場地土層情況：①素填土，主要以粉土為主，具中～高壓縮性，層厚1.1m，地基承載力特征值100kPa；②濕陷性粉土，褐黃色，稍密狀態，可見大孔隙，自重濕陷II級，層厚10.49m，地基承載力特征值120kPa，樁的極限側阻力標準值40kPa；③粉土，褐黃色，中密狀態，層厚7.63m，地基承載力特征值140kPa，樁的極限側阻力標準值45kPa；④粉土，黃褐色，中密狀態，層厚7.02m，地基承載力特征值150kPa，樁的極限側阻力標準值45kPa，樁的極限端阻力標準值750kPa；⑤粉土，黃褐色，中密狀態，層厚5.03m，層底深度31.27m，地基承載力特征值120kPa，樁的極限側阻力標準值40kPa，樁的極限端阻力標準值750kPa；⑥粉土，黃褐色，中密狀態，層厚7.23m，層底深度38.5m，地基承載力特征值140kPa，樁的極限側阻力標準值50kPa，樁的極限端阻力標準值800kPa；⑦粉土，黃褐色，中密狀態，層厚5.55m，層底深度44.05m，地基承載力特征值160kPa，樁的極限側阻力標準值55kPa，樁的極限端阻力標準值800kPa；⑧粉砂，雜色，層厚3.62m，層底深度47.67m，地基承載力特征值190kPa，樁的極限側阻力標準值60kPa，樁的極限端阻力標準值820kPa。場地地下水類型為潛水，具有微承壓性，以⑤層為主要含水層，水位埋深為29.5～30.1m之間。

本工程開挖至樁頂標高以上2.0m，孔深41m，樁身下部10在水位以下，采用泥漿護壁旋挖鉆機成孔工藝。在施工過程中由于場地受限北側局部13根樁高出地面的注漿管被鉆機行走時碾壓后管體堵塞，至使漿液無法注入，1號試樁（S1）在此其中（無注漿），該樁在成樁431d后靜載荷試驗，試驗結果為“S1試樁最大加載至6800kN總沉降量為13.18mm”；西南側2號試樁成樁后10d按設計要求注漿，33d后靜載荷試驗，試驗結果為“S2試樁最大加載至6800kN總沉降量為20.71mm”；西北側3號試樁成樁后10d按設計要求注漿，28d后靜載荷試驗，試驗結果為“S3試樁最大加載至6800kN總沉降量為12.66mm”；根據靜載荷試驗報告均滿足設計要求。一號試樁S1雖未能按設計要求注漿但因成樁時間較長，由于土的觸變作用，被損失的強度隨時間逐步恢復。對于泥漿護壁成樁的情況下，附著于孔壁的泥漿也有觸變硬化的過程。就1號試樁由于時間效應承載力達到6800kN，且沉降變形較小，而2號和3號試樁成樁時間雖短但由于后注漿提高了承載力，使其達到6800kN。2號、3號試樁在時間效應的作用下承載力增長的幅度可能會更大，遺憾的是因工期要求未能取得2號、3號試樁的431靜載荷試驗數據。

樁基的時間效應對承載力的影響應通過大量的工程實踐或室內模擬試驗來總結參數，為設計人員提供相對準確的設計依據，為給建設單位在地基處理項目中節約造價，縮短工期，創造更大的經濟效益和社會效益。

參與文獻

[1]《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）.

[2]《樁基工程手冊》.