大直徑長(zhǎng)鉆孔灌注樁后注漿前后承載力分析

□文/劉大鵬 劉衛(wèi)未

傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁工藝受到泥漿質(zhì)量、工人操作水平、工序銜接的影響，極易造成樁底沉渣的清理不到位，樁孔泥皮厚度不易控制，進(jìn)而影響單樁的承載力和樁頂位移。后注漿工藝的出現(xiàn)，很好地解決了這一問(wèn)題，提高了單樁承載力，降低了樁頂位移，完善了鉆孔灌注樁施工工藝。

1 工程概況

天津嘉里中心工程地上5層；地下3層，局部4層，地上總高度28 m；酒店裙房地上3層，局部4層；地下3層，局部4層，地上總高度22.65 m。這2棟建筑物的抗壓樁均采用有效樁長(zhǎng)為35 m的鉆孔灌注樁（以下簡(jiǎn)稱“灌注樁”），樁徑800mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，樁頂標(biāo)高-13.100 m(大沽標(biāo)高)，樁底標(biāo)高-49.100 m（大沽標(biāo)高）,采用后注漿工藝。為驗(yàn)證后注漿工藝的適用性，進(jìn)行了 1組 3根（C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#）灌注樁在未注漿和注漿后情況下的承載力試驗(yàn)。

2 注漿前后承載力對(duì)比

1）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值估算結(jié)果為7089kN。

2）注漿前C2TP02#灌注樁的單樁豎向抗壓極限承載力≮8 240 kN；C2TP03#樁的單樁豎向抗壓極限承載力≮11 330 kN；C3TP05#樁的單樁豎向抗壓極限承載力≮10 300 kN；注漿后 C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#樁的單樁豎向抗壓極限承載力均≮12 360 kN。

3）內(nèi)力測(cè)試結(jié)果標(biāo)明，注漿前 C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#樁在最大荷載作用下，灌注樁設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高處（大沽標(biāo)高-13.1 m）的軸力分別為5816、9232、8002 kN；注漿后 C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#樁在最大荷載作用下，灌注樁設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高處（大沽標(biāo)高-13.1 m）的軸力分別為10 323、10 270、10 454 kN。注漿前后試樁樁頂沉降量對(duì)比見(jiàn)表1，注漿前后試樁Q-s曲線見(jiàn)圖1-圖3。

表1 注漿前后試樁樁頂沉降量對(duì)比

圖1 注漿前后C2TP02#樁靜載試驗(yàn)Q-s曲線

圖2 注漿前后C2TP03#樁靜載試驗(yàn)Q-s曲線

圖3 注漿前后C2TP05#樁靜載試驗(yàn)Q-s曲線

4）注漿前后單樁承載力及樁頂位移分析。注漿前的試驗(yàn)結(jié)果較理論計(jì)算稍高，但承載力不穩(wěn)定；注漿后單樁極限承載力提高，注漿后的Q-s曲線沒(méi)有明顯拐點(diǎn)，雖然只加載至12 360 kN，但仍有繼續(xù)加載的余地。

注漿前3根試樁的極限承載力≮8 240 kN，注漿后的3根試樁極限承載力≮12 360 kN，注漿后單樁極限承載力提高了25%～30%左右。

3根試樁注漿后的Q-s曲線較為平穩(wěn)，可見(jiàn)后注漿技術(shù)彌補(bǔ)了樁基施工過(guò)程中的質(zhì)量波動(dòng)，使樁基承載力更為均勻分布。注漿后樁頂位移均有所減少并且隨荷載的增大，減小趨勢(shì)越為明顯。

5）注漿前后單樁軸力及側(cè)阻力分析試驗(yàn)中取得的樁身軸力分布圖、樁最大側(cè)阻力-深度關(guān)系曲線見(jiàn)圖4-圖 9。

由圖4、圖7和圖8可知，樁身傳遞的軸力有減小趨勢(shì)。同時(shí)樁最大側(cè)阻力－深度關(guān)系曲線也顯示注漿后樁身的側(cè)阻力，較注漿前增大。說(shuō)明樁端注漿使得樁與周邊土體之間的摩擦力增大。后續(xù)土方工程開(kāi)挖后顯示，部分工程樁樁身包裹了一層水泥硬殼，說(shuō)明樁端注漿過(guò)程中，水泥漿上涌。JGJ 94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中5.3.10條也提到單一樁端后注漿時(shí)，豎向增強(qiáng)段為樁端以上12 m。說(shuō)明，后注漿對(duì)樁側(cè)的加固作用是較為明顯的。

圖9 注漿前后C3TP05#樁樁最大側(cè)阻力-深度關(guān)系曲線

3 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)結(jié)果表明，注漿后灌注樁的承載力明顯提高且各樁的承載力較為均勻穩(wěn)定。樁頂位移降低較為明顯，豎向剛度提高。后注漿對(duì)樁底沉渣和樁孔泥皮均有較好的加固作用。采用后注漿工藝使工程樁質(zhì)量更為均勻穩(wěn)定，完善了鉆孔灌注樁施工工藝。