后壓漿鉆孔灌注樁在沖洪積地質(zhì)特征中的應(yīng)用與研究

靳皓宇，舒寅笛，宋家由，燕旭楠

（嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 嘉興 314000）

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多大型建筑物拔地而起，而鉆孔灌注樁憑其得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)，成為該類工程中處理承載力不夠和沉降量超標(biāo)等問題的首選方法之一[1]，但鉆孔灌注樁也存在許多不足，諸如樁底沉渣、泥皮等[2]。許多學(xué)者、科研人士以及常年工作在一線工程上的經(jīng)驗(yàn)派前輩們，不斷總結(jié)、摸索和研究，終于找到了一套既可以解決鉆孔灌注樁的通病，又可以提高承載力和減小沉降量的方法，即鉆孔灌注樁后壓漿。

1 后壓漿機(jī)理

后壓漿是指在鉆孔灌注樁成樁后8d～15d后，混凝土達(dá)到一定硬度，通過預(yù)先一同與鋼筋籠下放到孔底的注漿管，將一定比例的化學(xué)漿液在高壓作用下壓到樁側(cè)和樁端，在漿液的作用下使得樁土成為一個(gè)結(jié)石體，從而增大樁端和樁側(cè)的抗壓抗拔強(qiáng)度，最終達(dá)到提高單樁整體承載力和減小沉降量的效果的一種技術(shù)。后壓漿技術(shù)注漿通常位于樁端和樁側(cè)或者樁端和樁側(cè)聯(lián)合注漿三種部位注漿模式[3]，如圖1所示。

圖1 不同部位注漿示意圖

2 后壓漿工藝流程

后壓漿技術(shù)是繼鉆孔鉆注樁成樁后輔助加強(qiáng)的過程，把先制好的注漿裝置隨同鋼筋籠一起下放到孔底，澆筑混凝土后8d～15d后，混凝土達(dá)到適合注漿的硬度后，通過預(yù)先埋設(shè)好的注漿裝置，注入某種漿液的整個(gè)過程，必須地表和地下協(xié)同作業(yè)才能更好地完成和取得好的成效。

3 后壓漿常見問題及處理辦法

①注漿過程中發(fā)現(xiàn)地面有突起的小包，或者樁基產(chǎn)生了“浮樁”現(xiàn)象，可能由于壓力大、地下滲透等作用原因，壓力無處釋放而發(fā)生倒反，應(yīng)該減少壓力，同時(shí)觀察注漿液是否可降低稠度。

②注漿過程中發(fā)現(xiàn)鄰近的樁體有漿液溢出現(xiàn)象，或者產(chǎn)生“噴漿”應(yīng)該檢查注漿壓力、注漿量等是否達(dá)到設(shè)計(jì)值，若近似達(dá)到則可以停止注漿，若相差很多，應(yīng)該檢查是否地下存在“相通”裂縫，并增加漿液稠度。

4 工程實(shí)例

本項(xiàng)目主要由2棟44層超高層住宅樓，1棟37層超高層辦公樓，1棟6層集中商業(yè)及聯(lián)體商業(yè)步行街組成，并設(shè)滿鋪4層地下室組成。擬建項(xiàng)目凈規(guī)劃用地面積21404.94m2，總建筑面積154000m2，地下室建筑面積64500m2。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告得到工程位置整體地基處于良好狀態(tài)，但部分關(guān)鍵樁體處于地下不良地基處，值得引以重視，經(jīng)過綜合考慮決定采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，并采用新型后注漿技術(shù)作為樁的承載力，提高和沉降量減小技術(shù)解決工程關(guān)鍵點(diǎn)問題。

4.1 場地地質(zhì)和試樁概況

擬建場地原始地貌屬長江沖洪積三級階地長江古河道段，自上而下主要有五個(gè)地層單元（1）單元為新近填土層（Qml）；(2)單元為第四季全新統(tǒng)沖積（Q4al）一般黏性土層；（3）單元層為第四系上更新統(tǒng)沖洪積（Q3Al+p）l老黏性土層；（4）單元層為長江古河道沖洪積（Q3al+pl）砂性土，礫卵石層；（5）單元為志留系（S）強(qiáng)～中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，泥質(zhì)粉巖及石英巖狀砂巖層。地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1所示，由于地層存在不良地質(zhì)作用以及特殊巖土工程問題，主要有弱膨脹潛勢土、地下水、原有建筑基礎(chǔ)及地下人防工程等。據(jù)上述問題經(jīng)綜合考慮后，決定工程設(shè)計(jì)樁基持力層為礫卵石層（4-4），并采用鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)，提高樁體承載力和降低沉降量。且進(jìn)行實(shí)地試樁，通過樁基技術(shù)規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式，以及前人計(jì)算方法確定，試樁設(shè)計(jì)單樁抗壓承載力為8500kN、9000kN，加載方式為分級加載，并對SZHY-1、SZHY-2進(jìn)行后注漿，SZH-1、SZH-2未進(jìn)行后注漿。樁身混凝土強(qiáng)度等級為C40，樁徑為800mm，并采用GP-25型鉆機(jī)成孔和大泵量4PN泵正循環(huán)清孔施工工藝成孔。

具體后壓漿與未進(jìn)行后壓漿承載力參數(shù)見表2所示，樁土對應(yīng)地下地層綜合柱狀圖見圖2，由表2數(shù)據(jù)可以看出，采用后壓漿技術(shù)不僅能夠達(dá)到設(shè)計(jì)荷載值，且在設(shè)計(jì)荷載值條件下沉降量依然在允許范圍內(nèi)，而未采用后壓漿技術(shù)的單樁未能達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，就已經(jīng)產(chǎn)生了極大的沉降。

圖2 樁土地層綜合柱狀圖

4.2 檢測結(jié)果

①SZHYJ-1樁試驗(yàn)加載到20400kN時(shí)，其總沉降量是29.75mm，小于40mm，且Q-S曲線無明顯的陡降段，S-㏒T曲線尾部無明顯向下彎曲，因此單樁豎向抗壓極限承載力QU≥20400kN，如圖3所示。

圖3 SZHYJ-1試樁Q-S曲線圖

②SZHYJ-2樁試驗(yàn)加載到21600kN時(shí)，其總沉降量是31.12mm，小于40mm,且Q-S曲線無明顯的陡降段，S-㏒T曲線無明顯向下彎曲，因此單樁豎向抗壓極限承載力QUU≥21600kN，如圖4所示。

圖4 SZHYJ-2試樁Q-S曲線圖

試樁相關(guān)參數(shù) 表2

③0kN時(shí)，急劇下沉，總沉降量為46.62mm，已經(jīng)超過40mm，且該級沉降量超過上級的5倍，故終止加載。因此，單樁豎向抗壓極限承載力取破壞荷載的前級荷載QU=11900kN。

④SZH-2樁試驗(yàn)加載到13600kN時(shí)，急劇下沉，總的沉降量為43.57mm，已經(jīng)超過40mm，且該級超過上級的5倍，故必須終止繼續(xù)加載，因此單樁豎向抗壓極限承載力取破壞荷載的前級荷載QU=11900kN。

4.3 工程結(jié)論

①應(yīng)用后壓漿技術(shù)不但可以保留鉆孔灌注樁的所有優(yōu)點(diǎn)，還可以消除其通病，而且大大提高單樁承載力和減少沉降量。

②利用后壓漿技術(shù)可以解決特殊地層工程帶來的地下隱蔽問題。

圖5 SZH-1 Q-S曲線圖

圖6 SZH-2 Q-S曲線圖

5 結(jié)論與展望

后壓漿技術(shù)到目前為止還沒有系統(tǒng)的理論知識，加上不同地區(qū)，由于地質(zhì)特點(diǎn)的復(fù)雜多變，參數(shù)的確定不得不依靠經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)合實(shí)地試樁來確定，但隨著該技術(shù)被更多工程利用和推廣，憑其顯著的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以提高單樁承載力減小沉降量，而且能夠解決樁底沉渣、泥皮等問題，大大縮短了工期，減少經(jīng)濟(jì)投入，并且環(huán)保，不斷被推廣到許多工程領(lǐng)域里應(yīng)用和完善?？傊笞{技術(shù)能夠準(zhǔn)確保證施工質(zhì)量，而且操作簡單，能夠取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，隨著理論知識的不斷發(fā)展，一定會有更好的發(fā)展和應(yīng)用前景。