武漢地區后注漿灌注樁承載力和影響因素研究分析

賀大榮 胡永華 胡福洪

（1武漢輕工建筑設計有限公司，湖北 武漢 430070；2恩施自治州翔宇建設工程有限公司，湖北 恩施 445000；3武漢地質勘察基礎工程有限公司，湖北 武漢 430070）

0 前言

樁基礎的承載力研究主要針對豎向承載力和水平承載力兩個方面，豎向承載力的研究尤為重要[1，2]。這些研究大部分都是建立在理論模型和實踐經驗的基礎上，與實際情況有一定出入，甚至誤差較大。特別是對樁基礎的豎向極限承載力的取值方法不下20余種，沒有形成統一的理論[3]。本文對于武漢地區后注漿灌注樁單樁承載力，建筑樁基技術規范承載力計算公式，給出了比較詳細的計算模型。

1 灌注樁承載力計算公式分析

建筑樁基技術規范[4，5]里面關于后注漿單樁極限承載力：后注漿灌注樁的單樁極限承載力，應通過靜載試驗確定，后注漿技術實施規定的條件下，其后注漿單樁極限承載力標準值如式1所示：

式中：Qsk—后注漿非豎向增強段的總極限側阻力標準值；Qgsk—后注漿豎向增強段的總極限側阻力標準值；Qgpk—后注漿總極限端阻力標準值。

由式（1）可以發現影響單樁承載力的因素主要有：樁-土荷載的傳遞、樁側和樁端土層或者巖層的分布與性質、樁的性狀和尺寸、成樁工藝。本文主要就樁-土荷載的傳遞、樁側和樁端土層或者巖層的分布與性質對樁的承載力進行分析。

2 灌注樁單樁承載力影響因素分析

2.1 樁土荷載傳遞影響因素分析

樁-土荷載傳遞主要表現在：

1）樁側阻，主要是不同土層和巖層提供的摩阻力不一樣。對于土層樁側阻需要注意相關場地是否會出現負摩阻力。一般對于樁側有深厚填土（填土時間不長，屬于欠固結土，隨著時間推移填土會產生沉降）、淤泥或者淤泥質土（淤泥或者淤泥質土由于排水固結會產生沉降），容易產生負摩阻力。目前武漢地區容易產生深厚填土區域主要在武昌光谷東片區、漢陽磨山村片區、漢陽漢江村片區等。存在淤泥或者淤泥質土區域主要在沿長江兩側、漢口后湖片區、東西湖區環金銀湖片區、漢口東西湖區吳家山片區、漢陽墨水湖片區，武昌白沙洲環青菱河片區及部分泥塘回填區等。

2）端阻，主要表現在不同土層和巖層提供的端阻不一樣。對于端阻，需要注意當持力層為傾斜地層、基巖面凹凸不平或者基巖種類復雜、巖土中有洞穴時。目前武漢地區石灰巖地區存在基巖起伏較大的不穩定因素（石灰巖地區易產生溶洞、石牙造成基巖面起伏較大）。武漢地區基巖種類一般有強中風化和中風化的豎向分層交叉性，泥巖、泥質粉砂巖和灰巖的種類交叉性。武漢地區石灰巖易產生溶洞地區主要在南、北、中三條石灰巖帶，具體為北部從漢口岱家山、諶家磯過江到武鋼；中部從漢陽十里鋪、龜山、蛇山到武大等；南部的一條從漢陽太子湖，穿長江到武昌武泰閘、陸家街等。

3）后注漿增強效果，主要表現在不同的土層和巖石提供的側阻力增強系數和端阻力增強系數不同。

2.2 樁側和樁端土層或者巖層的分布厚度與性質影響因素分析

樁側和樁端土層和巖層的分布厚度和性質主要體現在：

1）土層和巖層厚度，主要是不同厚度的土層和巖層厚度提供的摩阻力不一樣，這里就需要對土層的厚度進行嚴格的劃分。

武漢地區目前需要注意的土層劃分主要體現在：對于新近回填下的泥塘下的淤泥和淤泥質土進行合理的劃分，因為淤泥和淤泥質土的摩阻力不盡相同。武漢地區沿長江、漢江區域的深厚軟土，因為這一層由于長時間的自固結壓實，自上到下的摩阻力依次增大、沿長江一級階地的粘土與粉土互層、粉土和粉砂互層應區別對待。對于以粘土為主的和以砂土為主的摩阻力和后壓漿增強系數不一樣。

2）土層的性質，主要是有些土層的性質的變化極易影響土的摩阻力、土的濕陷性、脹縮性、可液化性、欠固結度、壓縮性等方面。

在武漢地區主要存在砂土和粉土的可液化性、填土的欠固結性和極易壓縮性等。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

該項目位于武漢市江漢區沿江大道。該項目主樓采用φ1000鉆孔灌注樁，樁長約50m，入中風化泥質粉砂巖不小于9.0m，采用樁端樁側復式注漿，要求單樁承載力不小于11000KN。

3.2 場地地質條件和相關巖土力學性質

根據現場實際成孔發現，在該項目部分區域發現石英砂巖夾層，厚度最小在4.0m，部分工程樁入持力層9.0m還未揭穿。而勘察報告未提到這一層，經過試驗室檢測，該石英砂巖單軸抗壓強度為45MPa，該層灰巖端阻可以取4500KPa。

3.3 樁基承載力對比分析

按照公式（1），參照某一地層剖面，按照樁長49.4m，分成不同工況對樁基礎承載力進行驗算：

表1的計算分析表明：施工中保證后壓漿質量、入巖深度能保證單樁承載力滿足設計要求；施工中若遇強度更高基巖，可以有根據地調整入巖深度。

表1 不同工況承載力計算對比表

4 結論

本文以建筑樁基技術規范中對后注漿灌注樁承載力計算公式為出發點，并結合武漢地區相關巖土特征和性質，輔以工程實例，對后注漿灌注樁承載力進行了研究分析，得出為保證后注漿灌注樁承載力，需保證好后注漿質量、穩定的持力層和合理的持力層深度。