瞿慎俊 （大連市建筑設(shè)計研究院有限公司,遼寧 大連 116011）

0 前言

灌注樁后注漿作為一種提高灌注樁承載力的技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中，此技術(shù)即灌注樁成樁后一定時間，通過預(yù)設(shè)于樁身內(nèi)的注漿導(dǎo)管及與之相連的樁端、樁側(cè)注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側(cè)土體（包括沉渣和泥皮）得到加固，從而提高單樁承載力，減小沉降。根據(jù)已有的工程經(jīng)驗及資料顯示：注漿對承載力的提高幅度因樁周土性、樁端土類別、注漿壓力、漿液配比、施工工藝等因素的不同而變化，通長的提高幅度在20%～100%，一般來說，由于粗粒土屬于滲透注漿，故后注漿技術(shù)在碎石土層、中粗砂土層的效果顯著。

超高層建筑因其自身荷載較大，一般普通樁基礎(chǔ)承載力難以滿足要求，通常會采用后注漿技術(shù)來提高樁身承載力，以增強樁身的質(zhì)量穩(wěn)定性與改善樁基礎(chǔ)沉降。

1 工程概況

本項目位于沈陽市和平區(qū)，地上共十棟超高層住宅建筑，采用全現(xiàn)澆的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地下四層（其中含一層設(shè)備層），地上46 層，建筑高度為約139.0m。超高層住宅的基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，根據(jù)地質(zhì)條件，可滿足設(shè)計要求。但因其中兩棟超高層住宅附近有規(guī)劃即建地鐵線，為避免后期地鐵開挖施工對高層住宅基礎(chǔ)產(chǎn)生不利影響，經(jīng)方案論證及專家評審，改用直徑800mm 的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，采用樁端樁側(cè)后注漿工藝。

場地地形平坦，地貌形態(tài)為沖積平原，地層結(jié)構(gòu)為沉積韻律，成層條件穩(wěn)定，各巖土層分布較均勻。場地地面絕對標(biāo)高46.36～48.32m，地層共劃分為12個大類土層，各土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁設(shè)計參數(shù)見表2。

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94- 2008）中第5.3.1 規(guī)定，建筑樁基的承載力應(yīng)通過單樁靜載試驗確定[1]。樁徑為800mm，有效樁長24m，樁身采用C50 的混凝土，注漿閥六個：樁端注漿閥兩個，樁側(cè)注漿閥四個，注漿閥分三組埋置與樁頂下8m（樁側(cè)注漿閥），16m（樁側(cè)注漿閥），24m（樁端注漿閥），樁身斷面見圖1。

2 試樁工藝要求

2.1 泥漿護(hù)壁灌注樁成樁工藝要點

①施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m 以上，在受水位漲落影響時，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m 以上；

土層物理力學(xué)指標(biāo) 表1

圖1 樁身斷面詳圖

鉆孔灌注樁設(shè)計參數(shù) 表2

②在清孔過程中，應(yīng)不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土；

③灌注混凝土前，孔深度必須保障達(dá)到設(shè)計要求的深度，并進(jìn)行清孔，此時孔底500mm 以內(nèi)的泥漿相對密度應(yīng)小于1.25，含砂率≤8%，粘度≤28s；

④在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定的措施；

⑤鉆孔達(dá)到設(shè)計深度，灌注混凝土之前應(yīng)清孔，孔底沉渣厚度指標(biāo)應(yīng)≤50mm。

2.2 泥漿護(hù)壁灌注樁后注漿工藝要點

①后注漿導(dǎo)管采用Q235BΦ42×3.5mm 無縫鋼管，且應(yīng)與鋼筋籠加勁筋綁扎牢固或焊接。

②后注漿閥應(yīng)具備下列功能：注漿閥應(yīng)能承受1MPa 以上靜水壓力；注漿閥外部保護(hù)層應(yīng)能抵抗砂石等硬質(zhì)物的刮撞而不致使注漿閥受損；注漿閥應(yīng)具備止逆功能。

③根據(jù)試樁工藝及結(jié)果，漿液配比、終止注漿壓力、流量、注漿量應(yīng)符合下列參數(shù)：本工程注漿水泥采用42.5 普通硅酸鹽水泥；漿液水灰比根據(jù)本場地土的飽和度及滲透性確定為0.55；樁端終止注漿壓力為2.8MPa；注漿流量不宜超過75L/min；單樁注漿量（以水泥質(zhì)量計）為3.05t。

3 試樁單樁承載力估算

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94- 2008）中第5.3.10 規(guī)定，后注漿灌注樁的單樁承載力特征值可按下式估算：

式中：R為單樁承載力特征值（kN）;u 為樁身周長（m）；l為后注漿非豎向增強段第j 層土厚度（m）；l為后注漿豎向增強段第i 層土厚度（m）；q為后注漿非豎向增強段樁側(cè)阻力特征值（kPa）；q為后注漿豎向增強段樁側(cè)阻力特征值（kPa）；q為樁端阻力特征值（kPa）；A為樁端截面面積（m）；β、β分別為后注漿側(cè)阻力、端阻力增強系數(shù)。

根據(jù)地層信息，采用樁端樁側(cè)后注漿技術(shù)，根據(jù)式（1）～（3）估算的三個試樁點的單樁承載力特征值為：

試樁承載力綜合評估給出單樁承載力估算值為R=7100kN。

1#樁靜載試驗成果 表3

2#樁靜載試驗成果 表4

3#樁靜載試驗成果 表5

圖2 1#樁Q-s 曲線

圖3 2#樁Q-s 曲線

圖4 3#樁Q-s 曲線

單樁豎向承載力特征值對比表 表6

4 試樁靜載試驗結(jié)果

試樁的試驗結(jié)果詳見表3～表5，根據(jù)試樁結(jié)果繪制1～3# 樁的Q- s 曲線，如圖3～圖4 所示。

根據(jù)表3～5 及圖2～4 的荷載位移曲線可知，樁體未達(dá)到破壞。因本次試樁試驗為驗證性試驗，即按照地質(zhì)資料和設(shè)計規(guī)范估算出單樁承載力特征值，然后指導(dǎo)試樁試驗。按照《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106- 2014）的規(guī)定：在試樁過程中按估算的單樁極限承載力的1.1 倍加載后，樁未發(fā)生破壞，說明此單樁承載力可按預(yù)先估算值用于設(shè)計。

若此樁不使用樁端、樁側(cè)后注漿技術(shù)，根據(jù)地層信息，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94- 2008）中第5.3.5 規(guī)定估算的三個試樁點的單樁承載力特征值為：

則采用樁端、樁側(cè)后注漿技術(shù)后，通過試樁試驗驗證可知，單樁承載力對比如表6。

因樁周土為礫砂、圓礫土，采用樁端、樁側(cè)后注漿技術(shù)能夠顯著提高灌注樁的單樁承載力，單樁承載力特征值提高幅值為116.7%～131.3%，比以往的設(shè)計經(jīng)驗幅值要高。究其原因：因未采用后注漿技術(shù)時單樁承載力的估算是采用規(guī)范經(jīng)驗公式，而非通過現(xiàn)場試樁試驗得到。

5 結(jié)論及建議

本文通過對某超限高層建筑試樁試驗的介紹與對比，得出如下的結(jié)論及建議：

①通過試樁驗證試驗可知，采用樁端樁側(cè)后注漿技術(shù)能夠顯著提高灌注樁的單樁承載力，較按規(guī)范經(jīng)驗公式計算的不采用后注漿技術(shù)的單樁承載力特征值提高幅值能達(dá)到110%～130%；

②超高層住宅建筑采用樁基礎(chǔ)時，應(yīng)充分了解樁側(cè)、樁端土層類型，合理采用樁端和樁側(cè)后注漿技術(shù)以達(dá)到顯著提高單樁豎向承載力特征值的目的，從而解決布樁密集或布不下樁（因樁間距的要求）的問題，同時因單樁承載力提高，基本能滿足剪力墻墻下布樁的要求，極大地減小了基礎(chǔ)底板的厚度，且能顯著降低基礎(chǔ)底板的造價；

③灌注樁后注漿技術(shù)對單樁承載力特征值的提高幅度超過經(jīng)驗幅值，若想搞清楚沈陽地區(qū)承載力的提高幅值建議進(jìn)一步做對比試驗，同時對采用后注漿技術(shù)的灌注樁和未采用后注漿技術(shù)的灌注樁進(jìn)行破壞性試驗，根據(jù)試驗結(jié)果即可得更精確的承載力提高幅值。