武漢地區(qū)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(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430070；2恩施自治州翔宇建設(shè)工程有限公司，湖北 恩施 445000；3武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司，湖北 武漢 430070）

0 前言

樁基礎(chǔ)的承載力研究主要針對(duì)豎向承載力和水平承載力兩個(gè)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，與實(shí)際情況有一定出入，甚至誤差較大。特別是對(duì)樁基礎(chǔ)的豎向極限承載力的取值方法不下20余種，沒(méi)有形成統(tǒng)一的理論[3]。本文對(duì)于武漢地區(qū)后注漿灌注樁單樁承載力，建筑樁基技術(shù)規(guī)范承載力計(jì)算公式，給出了比較詳細(xì)的計(jì)算模型。

1 灌注樁承載力計(jì)算公式分析

建筑樁基技術(shù)規(guī)范[4，5]里面關(guān)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(yīng)通過(guò)靜載試驗(yàn)確定，后注漿技術(shù)實(shí)施規(guī)定的條件下，其后注漿單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值如式1所示：

式中：Qsk—后注漿非豎向增強(qiáng)段的總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；Qgsk—后注漿豎向增強(qiáng)段的總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；Qgpk—后注漿總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值。

由式（1）可以發(fā)現(xiàn)影響單樁承載力的因素主要有：樁-土荷載的傳遞、樁側(cè)和樁端土層或者巖層的分布與性質(zhì)、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(cè)和樁端土層或者巖層的分布與性質(zhì)對(duì)樁的承載力進(jìn)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(xiàn)在：

1）樁側(cè)阻，主要是不同土層和巖層提供的摩阻力不一樣。對(duì)于土層樁側(cè)阻需要注意相關(guān)場(chǎng)地是否會(huì)出現(xiàn)負(fù)摩阻力。一般對(duì)于樁側(cè)有深厚填土（填土?xí)r間不長(zhǎng)，屬于欠固結(jié)土，隨著時(shí)間推移填土?xí)a(chǎn)生沉降）、淤泥或者淤泥質(zhì)土（淤泥或者淤泥質(zhì)土由于排水固結(jié)會(huì)產(chǎn)生沉降），容易產(chǎn)生負(fù)摩阻力。目前武漢地區(qū)容易產(chǎn)生深厚填土區(qū)域主要在武昌光谷東片區(qū)、漢陽(yáng)磨山村片區(qū)、漢陽(yáng)漢江村片區(qū)等。存在淤泥或者淤泥質(zhì)土區(qū)域主要在沿長(zhǎng)江兩側(cè)、漢口后湖片區(qū)、東西湖區(qū)環(huán)金銀湖片區(qū)、漢口東西湖區(qū)吳家山片區(qū)、漢陽(yáng)墨水湖片區(qū)，武昌白沙洲環(huán)青菱河片區(qū)及部分泥塘回填區(qū)等。

2）端阻，主要表現(xiàn)在不同土層和巖層提供的端阻不一樣。對(duì)于端阻，需要注意當(dāng)持力層為傾斜地層、基巖面凹凸不平或者基巖種類復(fù)雜、巖土中有洞穴時(shí)。目前武漢地區(qū)石灰?guī)r地區(qū)存在基巖起伏較大的不穩(wěn)定因素（石灰?guī)r地區(qū)易產(chǎn)生溶洞、石牙造成基巖面起伏較大）。武漢地區(qū)基巖種類一般有強(qiáng)中風(fēng)化和中風(fēng)化的豎向分層交叉性，泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和灰?guī)r的種類交叉性。武漢地區(qū)石灰?guī)r易產(chǎn)生溶洞地區(qū)主要在南、北、中三條石灰?guī)r帶，具體為北部從漢口岱家山、諶家磯過(guò)江到武鋼；中部從漢陽(yáng)十里鋪、龜山、蛇山到武大等；南部的一條從漢陽(yáng)太子湖，穿長(zhǎng)江到武昌武泰閘、陸家街等。

3）后注漿增強(qiáng)效果，主要表現(xiàn)在不同的土層和巖石提供的側(cè)阻力增強(qiáng)系數(shù)和端阻力增強(qiáng)系數(shù)不同。

2.2 樁側(cè)和樁端土層或者巖層的分布厚度與性質(zhì)影響因素分析

樁側(cè)和樁端土層和巖層的分布厚度和性質(zhì)主要體現(xiàn)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(duì)土層的厚度進(jìn)行嚴(yán)格的劃分。

武漢地區(qū)目前需要注意的土層劃分主要體現(xiàn)在：對(duì)于新近回填下的泥塘下的淤泥和淤泥質(zhì)土進(jìn)行合理的劃分，因?yàn)橛倌嗪陀倌噘|(zhì)土的摩阻力不盡相同。武漢地區(qū)沿長(zhǎng)江、漢江區(qū)域的深厚軟土，因?yàn)檫@一層由于長(zhǎng)時(shí)間的自固結(jié)壓實(shí)，自上到下的摩阻力依次增大、沿長(zhǎng)江一級(jí)階地的粘土與粉土互層、粉土和粉砂互層應(yīng)區(qū)別對(duì)待。對(duì)于以粘土為主的和以砂土為主的摩阻力和后壓漿增強(qiáng)系數(shù)不一樣。

2）土層的性質(zhì)，主要是有些土層的性質(zhì)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(jié)度、壓縮性等方面。

在武漢地區(qū)主要存在砂土和粉土的可液化性、填土的欠固結(jié)性和極易壓縮性等。

3 工程實(shí)例分析

3.1 工程概況

該項(xiàng)目位于武漢市江漢區(qū)沿江大道。該項(xiàng)目主樓采用φ1000鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)約50m，入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖不小于9.0m，采用樁端樁側(cè)復(fù)式注漿，要求單樁承載力不小于11000KN。

3.2 場(chǎng)地地質(zhì)條件和相關(guān)巖土力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際成孔發(fā)現(xiàn)，在該項(xiàng)目部分區(qū)域發(fā)現(xiàn)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(bào)告未提到這一層，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室檢測(cè)，該石英砂巖單軸抗壓強(qiáng)度為45MPa，該層灰?guī)r端阻可以取4500KPa。

3.3 樁基承載力對(duì)比分析

按照公式（1），參照某一地層剖面，按照樁長(zhǎng)49.4m，分成不同工況對(duì)樁基礎(chǔ)承載力進(jìn)行驗(yàn)算：

表1的計(jì)算分析表明：施工中保證后壓漿質(zhì)量、入巖深度能保證單樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求；施工中若遇強(qiáng)度更高基巖，可以有根據(jù)地調(diào)整入巖深度。

表1 不同工況承載力計(jì)算對(duì)比表

4 結(jié)論

本文以建筑樁基技術(shù)規(guī)范中對(duì)后注漿灌注樁承載力計(jì)算公式為出發(fā)點(diǎn)，并結(jié)合武漢地區(qū)相關(guān)巖土特征和性質(zhì)，輔以工程實(shí)例，對(duì)后注漿灌注樁承載力進(jìn)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(zhì)量、穩(wěn)定的持力層和合理的持力層深度。