鮑遠(yuǎn)成 高永良

(浙江嘉興市叁壹工程檢測(cè)有限公司，浙江嘉興 310058)

樁端后注漿是指鉆孔灌注樁在成樁后，由預(yù)埋的注漿通道用高壓注漿泵將一定壓力的水泥漿壓入樁端土層和樁側(cè)土層，通過(guò)漿液對(duì)樁端沉渣和樁端持力層及樁周泥皮起到滲透、填充、壓密、劈裂、固結(jié)等作用來(lái)增強(qiáng)樁端土和樁側(cè)土的強(qiáng)度，從而達(dá)到提高樁基極限承載力、減少群樁沉降量的一項(xiàng)技術(shù)措施。因此，對(duì)注漿樁抗壓靜載試驗(yàn)分析就十分必要［1］。

本文通過(guò)對(duì)杭州某工程2根注漿樁與2根非注漿樁進(jìn)行的靜載試驗(yàn)，分析了注漿樁與非注漿樁承載力及沉降的不同。試驗(yàn)結(jié)果表明，注漿樁單樁承載力比非注漿樁增加至少20%，樁端后注漿對(duì)鉆孔灌注提高承載力效果顯著，根據(jù)單樁沉降計(jì)算理論分析，樁端后注漿由于顯著的提高了樁端土層的彈性模量，因此，對(duì)減少灌注樁沉降量將產(chǎn)生顯著的效果。

1 工程概況及地質(zhì)情況

高新產(chǎn)業(yè)大樓位于杭州市高新區(qū)公建中心地塊。本工程主樓26層，裙樓為4層，地下室2層，落地面積為4 355．9m2，建筑面積為93 218．9 m2，框剪結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，抗壓試樁樁徑700 mm，1 000 mm，樁長(zhǎng)為46 m，樁身采用C35混凝土，持力層為⑥-2層，入持力層深度不小于2．5 m，φ1 000 mm樁實(shí)行樁底注漿。設(shè)計(jì)要求單樁豎向承載力極限值為5 700 kN(樁徑700 mm樁底未注漿)、11 200 kN(樁徑1 000 mm樁底注漿)。

2 靜載試驗(yàn)試樁情況

為了評(píng)價(jià)其實(shí)際承載力，設(shè)計(jì)要求對(duì)本工程做4組抗壓靜載試驗(yàn)樁，這4根靜載試驗(yàn)樁的施工記錄見(jiàn)表1。

表1 試樁施工記錄簡(jiǎn)表

本工程4組試樁采用錨樁—反力架裝置，并用千斤頂反力加載—百分表測(cè)讀樁頂沉降的試驗(yàn)方法。加載方法采用千斤頂反力加載，并采用分級(jí)及沉降觀測(cè)，荷載分級(jí)為設(shè)計(jì)預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1/8～1/12取值，第一級(jí)取其2倍［2］。試驗(yàn)采用慢速維持荷載法，即每級(jí)荷載按 1'，5'，15'，30'，45'，60'，90'…各觀測(cè)一次，直至每小時(shí)沉降增量小于0．1 mm為止，同時(shí)加下一級(jí)荷載。

3 靜荷載試驗(yàn)結(jié)果及分析

經(jīng)對(duì)高新產(chǎn)業(yè)大樓4組試樁按慢速維持荷載法的抗壓靜載試驗(yàn)，得到了荷載與沉降Q—S曲線，如圖1～圖4所示。

圖1 樁底注漿S1號(hào)試樁Q—S曲線

圖2 樁底注漿S4號(hào)試樁Q—S曲線

圖3 未注漿S5號(hào)試樁Q—S曲線

圖4 未注漿S3號(hào)試樁Q—S曲線

從圖中數(shù)據(jù)可看出:

1)樁底注漿S1號(hào)試樁(樁徑1 000 mm，樁長(zhǎng)46．5 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載2 240 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為2．22 mm，樁端累計(jì)沉降為0;加到第五級(jí)荷載6 720 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為9．41 mm，樁端累計(jì)沉降為0．87 mm;繼續(xù)加載到第九級(jí)荷載11 200 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為24．89 mm，樁端累計(jì)沉降為12．32 mm，此時(shí)錨樁最大上拔量為6．91 mm。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為7．36 mm，樁頂殘余沉降量為17．53 mm，樁端回彈量為4．29 mm，樁端殘余沉降量為8．03 mm。

2)樁底注漿 S4號(hào)試樁(樁徑1 000 mm樁底注漿，樁長(zhǎng)46．8 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載2 240 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為2．04 mm，樁端累計(jì)沉降為0;加到第五級(jí)荷載6 720 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為9．80 mm，樁端累計(jì)沉降為1．01 mm;繼續(xù)加載到第十級(jí)荷載11 176 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為31．38 mm，樁端累計(jì)沉降為15．78 mm，此時(shí)錨樁最大上拔量為9．64 mm。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為9．72 mm，樁頂殘余沉降量為21．66 mm，樁端回彈量為6．49 mm，樁端殘余沉降量為9．29 mm。

3)未注漿 S5號(hào)試樁(樁徑700 mm樁底未注漿，樁長(zhǎng)46．5 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載1 140 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為1．86 mm;加到第五級(jí)荷載3 420 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為8．73 mm;繼續(xù)加載到第九級(jí)荷載5 700 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為27．13 mm，此時(shí)錨樁最大上拔量為6．32 mm。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為7．78 mm，樁頂殘余沉降量為19．35 mm。

4)未注漿 S3號(hào)試樁(樁徑700 mm樁底未注漿，樁長(zhǎng)46．5 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載1 140 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為1．66 mm;加到第五級(jí)荷載3 420 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為9．23 mm;繼續(xù)加載到第九級(jí)荷載5 700 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為28．06 mm，此時(shí)錨樁最大上拔量為12．48 mm。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為8．32 mm，樁頂殘余沉降量為29．65 mm。

按照試樁規(guī)范結(jié)合實(shí)測(cè)資料綜合分析得出試樁靜載結(jié)果見(jiàn)表2。可以看出，同樣樁長(zhǎng)1 000 mm樁徑鉆孔灌注樁，注漿后單樁豎向極限承載力最小為11 200 kN，而樁徑700 mm的未注漿樁則只有5 700 kN，根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告結(jié)合700 mm樁徑樁的承載力推算，可得未注漿1 000 mm樁徑樁承載力應(yīng)為9 500 kN左右，因此本工程中同樁長(zhǎng)同樁徑注漿樁單樁承載力增加至少約20%，因此，樁端后注漿對(duì)鉆孔灌注提高承載力效果顯著。

表2 高新產(chǎn)業(yè)大樓樁靜載試驗(yàn)成果表

單樁的沉降主要由樁端以下土層的壓縮及樁身壓縮之和所得，樁身壓縮量可由下式計(jì)算:

其中，ΔL為樁身壓縮量;F為單樁平均受力;A為樁身截面積;E為樁身彈性模量。

由于本次試樁樁身彈性模量及樁長(zhǎng)均相同，根據(jù)樁的極限承載力和樁身截面積之比，可得注漿的1 000 mm直徑樁與未注漿的700 mm直徑樁其樁身壓縮量比值為0．963，基本相同。

而樁端以下土層的壓縮量根據(jù)分層總和法，主要取決于擴(kuò)展樁基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力及樁端以下土層的彈性模量。經(jīng)計(jì)算1 000 mm直徑與700 mm直徑樁擴(kuò)展基礎(chǔ)的計(jì)算面積基本相等，而如果均未注漿時(shí)，樁端以下土層彈性模量相同，因此，理論上加載至11 200 kN的單樁，樁端以下土層的壓縮量將明顯高于加載到5 700 kN時(shí)的壓縮量，從而導(dǎo)致前者的樁頂沉降量明顯要高于后者，但試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)S1號(hào)、S4號(hào)的沉降量與S5號(hào)、S3號(hào)相差不大，因此，可以推斷樁端后注漿可以提高樁端以下土層的彈性模量，進(jìn)而對(duì)控制鉆孔樁沉降有很大作用。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)對(duì)高新產(chǎn)業(yè)大樓4根樁的靜載試驗(yàn)表明:

1)同樣樁長(zhǎng)1 000 mm樁徑鉆孔灌注樁，注漿后單樁豎向極限承載力最小為11 200 kN，而樁徑700 mm的未注漿樁則只有5 700 kN，同樁長(zhǎng)同樁徑注漿樁單樁承載力增加至少約20%。2)根據(jù)單樁沉降計(jì)算理論分析，樁端后注漿由于顯著的提高了樁端土層的彈性模量，因此，對(duì)減少灌注樁沉降量將產(chǎn)生顯著的效果。

［1］張忠苗．灌注樁后注漿技術(shù)及工程應(yīng)用［M］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009．

［2］JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］．

［3］李軍方，王 燕．大直徑鉆孔灌注樁樁底后注漿技術(shù)的應(yīng)用［J］．山西建筑，2012，38(14):68-69．