方新雷，宋廣鋒

(湖北工業(yè)大學(xué) 土建學(xué)院，湖北 武漢 430068)

后注漿工藝灌注樁在超高層建筑中的運(yùn)用

方新雷，宋廣鋒

(湖北工業(yè)大學(xué) 土建學(xué)院，湖北 武漢 430068)

超高層建筑使得基底荷載越來越大，往往要求樁基穿越深厚的土層進(jìn)入相對較好的持力層以獲取較高的承載力并控制變形，大直徑超長樁的應(yīng)用成為一種趨勢，且普遍采用后注漿工藝，本文介紹這一工藝應(yīng)用技術(shù)及要求。

超高層；基礎(chǔ);灌注樁；后注漿

隨著我國工程項(xiàng)目建設(shè)的日益增多，施工技術(shù)的發(fā)展也越來越完善，但對于超高層建筑因?qū)A(chǔ)承載力的要求很高，大部分采用大直徑超長樁的應(yīng)用，但在實(shí)際工程中，在復(fù)雜多變的土層中，只單單靠大直徑超長樁樁端以及樁身的摩擦力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)顯示樁端的承載力遠(yuǎn)沒有發(fā)揮；繼而專家們提出了后注漿工藝，很好的解決了這一問題，本文根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目參與，對后注漿工藝在超高層建筑的運(yùn)用提出了一些自己的見解，希望能給實(shí)際工程實(shí)踐帶些借鑒作用。

一、大直徑超長樁在超高層建筑的運(yùn)用

由于后注漿工藝一般運(yùn)用于超長樁，其原因是承載力較高的土層埋深一般較大，只能通過加大樁徑和樁長，進(jìn)入較好持力層獲取較高的承載力并控制沉降。表一是大直徑超長樁在超高層建筑的運(yùn)用實(shí)例。

表1 大直徑超長樁在超高層建筑的運(yùn)用

二、后注漿工藝對樁基承載力的影響

(一)荷載～位移關(guān)系曲線

樁端清渣干凈和采用樁端后注漿工藝的超長灌注樁，加載至極限承載力的資料極少，Q～S曲線在試驗(yàn)荷載作用下基本呈緩變型，無明顯拐點(diǎn)，其極限承載力往往由樁頂變形值確定。在超長樁的沉降計(jì)算，除要計(jì)算樁端力及樁側(cè)摩阻力傳遞到樁端引起的樁端沉降外，還要充分考慮到樁身壓縮變形量極限荷載作用下樁頂沉降主要表現(xiàn)為樁身壓縮，壓縮量由彈性壓縮和塑性變形兩部分組成，在高應(yīng)力水平下，不能將其僅作為彈性桿件進(jìn)行計(jì)算。

從圖1,圖2可以看出，去除樁身壓縮量影響，荷載與位移基本成正相關(guān)性，但并未得出樁端力及樁側(cè)摩阻力各自所承擔(dān)的荷載與位移。

圖1 某大型電視塔試樁Q～S曲線 圖2 某超高層建筑試樁Q～S曲線

(二)側(cè)摩阻力的發(fā)揮

為了更好說明后注漿工藝對樁基承載力的影響，本文在工程中繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，如圖2上部土層的側(cè)摩阻力先于下部發(fā)揮作用，荷載達(dá)到一定水平后，下部土層的側(cè)摩阻力才逐漸發(fā)揮出來。樁身上部變形大且與土體之間發(fā)生滑移，相對位移可達(dá)20mm以上，導(dǎo)致側(cè)阻軟化。如圖3所示

圖3 樁側(cè)土t-z曲線

(三)樁端阻力的發(fā)揮

表2顯示樁身下部位移小，深層側(cè)阻和端阻的發(fā)揮有明顯的滯后性，且得不到充分發(fā)揮。由于樁身長且端阻很難充分發(fā)揮，樁側(cè)摩阻力占總承載力的比例較大，超長樁主要表現(xiàn)為摩擦型樁。

表2 超長樁試樁樁端位移與端阻力所占比例

(四)端阻與側(cè)摩阻力的關(guān)系

樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮與樁端支承條件有關(guān)，當(dāng)樁端軟弱或沉渣較厚，不僅端阻承載力低還會使側(cè)摩阻力的發(fā)揮大打折扣，使得其在相對較小的荷載作用下便發(fā)生陡降破壞。樁端后注漿改善了樁端支承條件，樁端的嵌固作用加強(qiáng)，樁側(cè)摩阻力可以發(fā)揮到較高的水平。如圖4,5所示。

圖4 注漿前后樁端阻力曲線 圖5 注漿前后樁側(cè)阻力曲線

三、工程實(shí)踐

某工程項(xiàng)目位于繁華地段，屬超高層建筑，建筑高度632m,層高121，地下室5層，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒+巨型框架+伸臂桁架，基底壓力約1200kP。

地質(zhì)概況，場地屬濱海平原地貌類型，在深度150米范圍內(nèi)揭露的土層為飽和的粘土、粉土和砂土組成。根據(jù)大廈荷載的要求，采用灌注樁，必將為大直徑超長的后注漿灌注樁，預(yù)估樁徑在1000mm左右，到達(dá)樁端持力層總樁長約80m，

(一)試樁實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

樁型：后注漿鉆孔灌注樁，樁徑：1000mm，樁長：88m，持力層：某層粉砂夾中粗砂，試樁樁身混凝土強(qiáng)度等級：C50，錨樁樁身混凝土強(qiáng)度等級：C35。

樁端后注漿量：2.5t，樁側(cè)后注漿：4道，0.5t/道，雙套管隔離開挖段側(cè)摩阻力后注漿灌注樁，預(yù)估極限承載力：24000～26000kN。

試樁根數(shù)：4根；zSYZA - 2根：樁端樁側(cè)聯(lián)合后注漿灌注樁；zSYZB - 1根：樁端后注漿灌注樁；zSYZC - 1根：常規(guī)灌注樁錨樁根數(shù)：9根(樁側(cè)后注漿)。

雙套管設(shè)計(jì)外套管內(nèi)徑：Φ1160mm內(nèi)套管內(nèi)徑：Φ1050mm壁厚：12mm防失穩(wěn)支撐肋；z間距5m設(shè)置1道；z支撐肋與內(nèi)套管焊接；z支撐肋與外套管內(nèi)壁的間距為2mm；外套管管底進(jìn)行封堵。如圖6所示。

圖6 試樁實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖

(二)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3根后注漿灌注樁承載力皆不小于26000kN，能滿足設(shè)計(jì)要求；常規(guī)灌注樁SYZC1極限承載力遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，注漿后第二次載荷試驗(yàn)表明極；限承載力不小于30000kN，從承載力角度，必須采用后注漿措施；除SYZA01外，其它三根試樁的雙套管均成功起到了隔離作用，使得其載荷試驗(yàn)結(jié)果能真實(shí)反應(yīng)實(shí)際受力狀態(tài)；施工單位結(jié)合試樁的機(jī)具與工藝，編制了詳盡的工程樁施工操作指南與控制標(biāo)準(zhǔn)，為工程樁質(zhì)量提供了保障；該試驗(yàn)為超高層建筑采用大直徑超長灌注后注漿工藝的成功應(yīng)用實(shí)例。

四、結(jié)語

1.樁基技術(shù)的進(jìn)步與后注漿技術(shù)改進(jìn)和更新有緊密聯(lián)系，通過分析得到樁端后注漿工藝的超長灌注樁，在試驗(yàn)荷載作用下基本呈緩變型，無明顯拐點(diǎn)。

2.通過具體實(shí)例的超高層建筑采用大直徑超長灌注后注漿工藝應(yīng)用，可為其為工程樁質(zhì)量提供了保障。

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2095-4654(2015)02-0197-02

2014-12-13

TU473.14

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