天津地區(qū)灌注樁樁底注漿承載力估算公式研究

聶細(xì)江 李連營 溫 煦

(天津市勘察院，天津 300191)

Quk=u∑hiqsik+(BEs1-2+CGcp)Ap

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天津地區(qū)灌注樁樁底注漿承載力估算公式研究

聶細(xì)江 李連營 溫 煦

(天津市勘察院，天津 300191)

通過天津地區(qū)42個場地鉆孔灌注樁樁底注漿的靜載荷試樁結(jié)果，采用1stOpt曲線擬合軟件對實(shí)測試樁數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合并建立回歸計算公式，分析了天津地區(qū)鉆孔灌注樁樁底注漿單樁豎向極限承載力估算值的估算方法和估算公式。

鉆孔灌注樁，樁底注漿，曲線擬合，回歸計算公式，計試比

0 引言

鉆孔灌注樁樁底注漿技術(shù)在天津地區(qū)已廣泛應(yīng)用于高層及超高層建筑基礎(chǔ)，JGJ 94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范提供樁底注漿的承載力計算方法，公式考慮了后注漿豎向增強(qiáng)段內(nèi)及后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)，但經(jīng)過多項(xiàng)工程試樁結(jié)果驗(yàn)證，計算值與試樁結(jié)果經(jīng)常有較大的差異，且計算結(jié)果普遍偏小，增強(qiáng)系數(shù)的選取也有較大的分歧；《樁底注漿鉆孔灌注樁的承載力研究》一文在充分考慮樁底注漿所用水泥用量、持力層的壓縮模量及由于樁底注漿對樁側(cè)阻力提高等方面給出了鉆孔灌注樁樁底注漿單樁豎向極限承載力估算值的估算公式，但該文提供的估算公式未區(qū)分樁端土性的差別，實(shí)際應(yīng)用時存在一定的不合理性。本文通過收集試樁結(jié)果對鉆孔灌注樁樁底注漿后的承載力做進(jìn)一步的研究。

1 樁底注漿工藝

鉆孔灌注樁樁底注漿是在鉆孔樁施工時在樁身預(yù)埋注漿管、在樁端預(yù)埋注漿裝置，成樁后將高壓固化漿液(一般采用水泥漿)通過預(yù)埋的裝置均勻注入樁端持力層，加固樁端土體，大幅提升樁基承載力，并減小工后沉降的施工工藝。該工藝能夠通過高壓固化漿液的滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結(jié)等多種作用途徑，直接有效地加固成樁時形成的樁底沉渣、樁底擾動土體乃至原狀土體，使得樁端與土體的整體性加強(qiáng)，改變了樁土接觸條件，有效地減少了基礎(chǔ)變形。該工藝將樁底土體加固技術(shù)和樁的施工技術(shù)整合為一體，天津地區(qū)經(jīng)過多年工程應(yīng)用，已形成一整套成熟的施工技術(shù)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

2 不同土性下估算公式的擬合

為更切合實(shí)際地估算鉆孔灌注樁樁底注漿后的單樁豎向極限承載力，《樁底注漿鉆孔灌注樁的承載力研究》一文在結(jié)合試樁結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程地質(zhì)資料和鉆孔灌注樁樁底注漿施工資料，從樁底注漿水泥用量、樁端持力層的壓縮模量及注漿對樁側(cè)阻力的提高等方面給出了鉆孔灌注樁樁底注漿單樁豎向極限承載力的估算公式：

Quk=u∑hiqsik+(BEs1-2+CGcp)Ap

(1)

式中:u——樁的周長，m；Ap——樁的橫截面面積，m2；qsik——按JGJ 94—2008確定的各層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；

Gcp——樁底注漿水泥用量，kg；

Es1-2——持力層的壓縮模量，MPa；

hi——各層土的厚度，m；

B——壓縮模量提高系數(shù)，kPa/MPa；

C——樁底水泥土的修正系數(shù)，kPa/kg。

從工程實(shí)踐看，估算公式中的壓縮模量提高系數(shù)B和樁底水泥土的修正系數(shù)C與樁端土的砂粘性是有密切關(guān)系的。受成文時工程場地數(shù)量限制，文中未能根據(jù)土的砂粘性分開研究，造成實(shí)際應(yīng)用時存在一定的不合理性。

本次研究根據(jù)34個場地試樁資料及相應(yīng)工程地質(zhì)資料，將注漿后的單樁豎向極限承載力估算值與樁底注漿所用水泥用量Gcp、樁端持力層土的壓縮模量Es1-2，采用1stOpt曲線擬合軟件對實(shí)測試樁數(shù)據(jù)根據(jù)樁端持力層的砂粘性分類進(jìn)行擬合，分別建立樁端為砂(粉)土和粘性土?xí)r注漿后的單樁豎向極限承載力估算值回歸計算公式，擬合結(jié)果及相關(guān)系數(shù)如下。

1)樁端為砂(粉)土的回歸計算公式見圖1。

Quk=u∑hiqsik+(156.4Es1-2+1.7Gcp)Ap

(2)

相關(guān)系數(shù)r=0.850。

2)樁端為粘性土的回歸計算公式見圖2。

Quk=u∑hiqsik+(140.5Es1-2+1.4Gcp)Ap

(3)

相關(guān)系數(shù)r=0.835。

從估算式(2)，式(3)可看出，樁底注漿后的單樁豎向極限承載力估算值與樁端持力層土的砂粘性有直接關(guān)系,持力層土性不同時應(yīng)采用不同的修正系數(shù)，相同注漿量時，砂(粉)土注漿后的單樁豎向極限承載力提高量將會更多。

3 工程驗(yàn)證

為檢驗(yàn)式(2)，式(3)在天津地區(qū)的適用情況，分別選取了4個工程場地工程驗(yàn)證，情況如下：

1)樁端為砂(粉)土的鉆孔灌注樁。

根據(jù)各驗(yàn)證工程的工程地質(zhì)情況，按式(2)分別計算樁底注漿后的單樁豎向極限承載力，并對比試樁結(jié)果，計算計試比列于表1。

表1 樁端為砂(粉)土的回歸計算公式計算結(jié)果與試樁結(jié)果對比分析表

2)樁端為粉質(zhì)粘土的鉆孔灌注樁。

根據(jù)各驗(yàn)證工程的工程地質(zhì)情況，按式(3)分別計算樁底注漿后的單樁豎向極限承載力，并對比試樁結(jié)果，計算計試比列于表2。

表2 樁端為粘性土的回歸計算公式計算結(jié)果與試樁結(jié)果對比分析表

4 結(jié)語

1)鉆孔灌注樁樁底注漿后的單樁豎向極限承載力估算值與樁端持力層土性砂粘性大小相關(guān)性大，估算公式分為樁端為粉土、砂土及樁端為粉質(zhì)粘土兩種情況是合理的，與實(shí)際應(yīng)用情況也是相符的。

2)經(jīng)過8項(xiàng)工程的驗(yàn)證，當(dāng)樁端土為粉(砂)土?xí)r，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的計試比介于0.893～0.989，平均為0.952；當(dāng)樁端土為粉質(zhì)粘土?xí)r，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的計試比介于0.896～0.975，平均為0.927；驗(yàn)證結(jié)果表明，采用本文中的式(2)，式(3)能夠較準(zhǔn)確地估算鉆孔灌注樁樁底注漿后的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

3)采用1stOpt曲線擬合軟件對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得出的樁端為粉土、砂土的回歸計算公式相關(guān)系數(shù)r=0.850，樁端為粉質(zhì)粘土的回歸計算公式相關(guān)系數(shù)r=0.835，具有較高的實(shí)用價值，可應(yīng)用于樁底注漿后的單樁豎向極限承載力估算和初步設(shè)計使用。

4)為確保本文計算結(jié)果應(yīng)用于天津地區(qū)實(shí)際工程時的安全性，在擬合結(jié)果超過試樁結(jié)果時，對工程試樁報告進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)這些工程是試樁兼作工程樁，加載并未到破壞，報告結(jié)果是偏于保守的。在實(shí)際工程中，采用本文所提供的計算公式，對樁底注漿鉆孔灌注樁的單樁豎向極限承載力進(jìn)行估算是安全可靠的。

[1]JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范.

[2]李連營，林 波，邵 建.樁底注漿鉆孔灌注樁的承載力研究.巖土工程技術(shù),2005(1):24-27.

[3]王步云，吳 宏，鐘信營.鉆孔灌注樁樁底壓漿技術(shù)的應(yīng)用.山西勘察,2002(2)：10-12.

[4]劉金礪，高文生.高層建筑樁基工程技術(shù).北京：中國建筑工業(yè)出版社,1998.

[5]1stOpt軟件使用手冊.

Study on bored pile bottom grouting bearing capacity estimation formula in Tianjin region

Nie Xijiang Li Lianying Wen Xu

(TianjinSurveyInstitute,Tianjin300191,China)

Through static load pile test results of 42 fields bored pile bottom grouting in Tianjin region, the paper applies 1stOpt curve-fitting software for fitting and establishing regressive calculation formula of actual testing pile data, and analyzes estimation methods and estimation formula of single pile vertical ultimate bearing capacity estimation value bored pile bottom grouting in Tianjin region.

bored pile, pile bottom grouting, curve-fitting, regressive calculation formula, calculation-testing ratio

1009-6825(2015)18-0079-03

2015-04-14

聶細(xì)江(1983- )，男，工程師； 李連營(1965- )，男，教授級高級工程師； 溫 煦(1984- )，男,工程師

TU473.14

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