復式后注漿在局部地質差異性較大地層灌注樁施工的應用

白紹苓

摘 要：本文通過胡家廟樁基工程實例，闡述了灌注樁因局部地質差異性導致單樁承載力達不到設計要求時，可配合采用復式后注漿工藝進行施工。筆者通過對復式后注漿灌注樁承載力和注漿量的估算提出采用復式后注漿工藝提高單樁極限承載力的建議，通過靜載荷試驗證明復式后注漿灌注樁達到了預期的承載力。文章還介紹了復式后注漿施工過程關鍵技術的控制，同時也給出了結論和建議。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；復式后注漿；單樁極限承載力

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0151-02

樁基作為重要的基礎形式，在各類型建筑物或構筑物經常使用。在具體設計中，樁基承載力滿足設計要求是保證建筑物安全的基本條件之一。但在實際工程中，常常出現樁的承載力達不到設計要求的情況，當實測樁的承載力不滿足要求時，應首先分析造成承載力不滿足要求的原因，再進行相應的設計并行進規范嚴格的設計計算，對預選取的設計方案進行驗證估算。目前廣泛采用的灌注樁復式后注漿施工工藝，它能明顯改善樁土結合狀態，可使承載力提高。

1 工程實例概述[1]

西安胡家廟鐵路小區棚戶區改造項目樁基工程位于西安市金花北路西側，櫻花路南側。其擬建A、B、C單元樓為地上32層，地下1層建筑，剪力墻結構，旋挖成孔泥漿護壁灌注樁基礎。

1.1 樁基圖紙設計描述[2]

根據地基土物理力學性質，試樁設計以樁端進入勘察報告第⑨層中粗砂層不小于2m，設計樁徑600mm，樁長36m，混凝土強度C50。每單元樓分別設計三組試樁，單樁極限承載力7000KN。

1.2 樁基靜載試驗結果

A、B、C單元樓試樁施工完畢，養護齡期達到28天后進行試樁靜載試驗，結果為表1所示。

依據規范要求對試驗結果進行判定，A、C單元樓三組試樁均滿足設計要求7000KN。B單元樓3組靜載荷試驗（試驗點編號S1～S3），各試驗點分別在荷載7000kN、7000kN、6300kN壓力作用下因樁頂沉降量大于60mm終止試驗，對應沉降量均為90.000mm。在上一級荷載6300kN、6300kN、5600kN壓力作用下對應沉降量均小于60mm。因各試驗點的Q～s曲線均為陡降型，s～lgt曲線尾部有明顯向下彎曲。根據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2003）第4.4.2～4.4.4條規定，各試驗點的單樁豎向極限承載力分別可取為6300kN、6300kN、5600kN，平均值為6066kN，極差小于平均值的30%。B單元樓的泥漿護壁鉆孔灌注樁單樁豎向抗壓極限承載力可取5600kN，不滿足7000kN的設計要求。

1.3 B單元樓試樁不合格原因分析

經過對勘察報告、現場施工記錄和樁基檢測現場記錄結合當地實地考察，分析結果如下：

（1）非樁身質量問題造成承載力不滿足要求。對承載力不滿足要求的樁進行低應變檢測，樁身完整性良好。現場查看沒有出現樁頭破壞的情況，可排除樁身質量問題對承載力的影響。（2）通過對勘察報告鉆孔地質剖面圖分析，判定樁基靜載試驗達不到設計的主要原因是局部地質差異性大，B單元樓多數樁基樁端持力層處于中密狀態的第⑧層細砂層中，而非設計的密實狀態第⑨層中粗砂層。

2 后注漿灌注樁承載力估算及設計方案建議

2.1 后注漿灌注樁極限承載力的估算

經過反復多次的假定驗算，提出原設計樁長及其余參數不變，增加復式（樁端、樁側）后注漿補強。樁端兩根注漿管對稱布置，深度置于樁底部，依據規范要求，將樁側一根注漿管設計置于第⑥層中砂層處，距離樁底以上14m處。按假定設計計算如下：

依據《建筑樁基技術規范》（JGJ94—2008），后注漿單樁極限承載力標準值可按下式估算[5]：

Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk

=u∑qsjklj+u∑βsiqsiklgi+βpqpkAp

用參數法求得：

Quk=1.885×（50×4.85+76×3.65+76×1.5）+1.885×（1.6×76×9.8+1.9×80×1.8+1.6×76×6.8+1.8×64×7.6） +2.6×1700×0.2827=8415.5（KN）

通過估算復式后注漿設計能夠滿足設計7000KN極限承載力要求，按規范也有一定的安全系數。

2.2 注漿量計算

依據《建筑樁基技術規范》JGJ94—2008，后注漿單樁注漿量的設計應根據樁徑、樁長、樁端樁側土層性質、單樁承載力增幅及是否復式注漿等因素確定，可按6.7.4公式計算[5]：

Gc=αpd+αsnd

依據本工程復式后注漿設計，樁端土層為第⑧層細砂層，樁側土層為第⑥層中砂層，樁側注漿斷面數為1，因此注漿量GC=1.5×0.6+0.5×1×0.6=1.2（t），樁端、樁側注漿各0.6t。

2.3 灌注樁復式后注漿設計方案及應用效果

因B單元樓三組試樁檢測達不到設計要求，如再次進行試樁，勢必增加經濟成本且延誤工期，同時也致使A、B、C單元樓樁基工程樁不能同時施工，對后續主體施工的場地整體布置和整體項目工期影響較大。鑒于上述原因，依據后注漿灌注樁承載力估算、注漿量的估算、經濟成本的考慮（無需增加樁長）以及多年的施工經驗，建議設計B單元樓樁基采用復式后注漿直接與A、C單元樓同步進行工程樁施工。最終經設計單位的驗算后同意按該建議方案實施，并要求施工完畢后對工程樁按規范要求嚴格檢測并提供最終承載力數據。

最終采用的設計方案為：在原設計的基礎上增加復式后注漿，樁端設置2根直徑32mm鋼管，樁側設置1根直徑25mm鋼管且置于第⑥層中砂層處，距離樁底以上14m處。樁端樁側各注漿0.6t。實踐證明，該方案達到了預期效果，通過了質量驗收。

3 單樁極限承載力靜載試驗結果

樁基施工完畢后按規范要求需進行單樁靜載荷試驗，后注漿灌注樁一般在樁身混凝土強度達到設計要求的條件下，承載力檢驗應在后注漿20d后進行，漿液中摻入早強劑時可于注漿15d后進行。本工程在施工完畢后20d進行了靜載試驗，結果匯總如表2所示。

由表2及可見，B單元樓工程樁復式后注漿灌注樁3組靜載荷試驗在終止荷載7000kN壓力作用下最終沉降量分別為22.986mm、25.873mm和24.359mm，各試驗點Q～s曲線均為緩變型，沒有明顯的陡降段，s～lgt曲線尾部沒有明顯向下彎曲。根據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2003）第4.4.2～4.4.4條規定，3組試驗點單樁豎向極限承載力標準值可取7000kN。

由于工程樁檢測樁最終將作為高層樓受力樁，不采取破壞性試壓，即壓至設計承載力7000KN即告終止。因此尚不知該三組樁的極限承載力。

4 結論及建議

（1）同一場地地質局部差異性較大時，樁基設計時應結合地層剖面圖分別計算。復式后注漿技術具有一定優越性，實際應用效果好。

（2）復式后注漿可提高單樁承載力，并有效降低沉降變形量，預估單樁承載力需進行嚴格的設計計算。

（3）采用后注漿的樁基，單樁承載力預估僅作為設計參考，單樁承載力必須通過現場靜載荷試驗確定。

（4）復式后注漿技術施工全過程必須進行嚴格的控制，才能達到預期的效果。

參考文獻

[1]黃強，等.中華人民共和國行業標準，《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008.