谈大直径钻孔灌注桩(后注浆)在工程中的应用

李晔东

(中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038)

0 引言

钻孔灌注桩由于其自身承载力高、无挤土、无振动等优点已在桩基工程中广泛的应用。而随着城市建设的飞速发展，高层建筑的大量兴建，对地基承载力的要求日益增大。而通过增加桩长、扩大桩径等方法来提高单桩承载的空间是比较有限的，后注浆的施工技术可以明显的提高单桩承载力。

1 工程概况

本文根据西安某33层高层住宅项目，通过对后注浆灌注桩与非后注浆灌注桩的性能进行比较，揭示了后注浆施工技术的优点，为类似工程积累经验。

根据地勘报告可知，拟建场地跨越两个地貌单元，桩基底层均为砂层，地层结构及主要特征参数见表1。

表1 地层结构及主要特征参数

2 桩型比较

1)非注浆灌注桩试算。单桩竖向承载力特征值需大于2 650 kN。取地勘钻孔号129点(42 m桩长范围内土层信息见表2)，按桩长均为42 m，桩径800 mm，1 000 mm计算单桩竖向承载力特征值，计算结果见表3。

表2 42 m桩长范围内土层信息

表3 桩径800 mm及1 100 mm计算结果

由计算结果可以看出，当采用非注浆灌注桩时，桩长需要42 m，对成孔设备要求较高，施工难度较大。且单纯增大灌注桩直径的效果不是很明显，故采用后注浆技术来提高桩竖向承载力，无疑是解决以上问题的最好途径。

2)后注浆钻孔灌注桩的单桩竖向承载力特征值计算。

采用桩长30 m，桩径1 000 mm，桩端后注浆，单桩极限承载力标准值按下式计算:

其中，u为桩身周长;lj为后注浆非竖向增强段第j层土厚度;lgj为后注浆竖向增强段内第i层土厚度，对于泥浆护壁成孔灌注桩，当为单一桩端后注浆时，竖向增强段为桩端以上12 m;当为桩端、桩侧复式注浆时，竖向增强段为桩端以上12 m及各桩侧注浆断面以上12 m，重叠部分应扣除;对于干作业灌注桩，竖向增强段为桩端以上、桩侧注浆断面上下各6 m;qsik，qsjk，qpk分别为后注浆竖向增强段第i层土初始极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j层土初始极限侧阻力标准值、初始极限端阻力标准值;βsi，βp分别为后注浆侧阻力、端阻力增强系数，无当地经验时，可按表5取值。对于桩径大于800 mm的桩，应按表4进行侧阻力和端阻力的尺寸效应修正。

表4 大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数φsi及端阻力尺寸效应系数φp

表5 后注浆侧阻力增强系数βsi及端阻力增强系数βp

经计算，后注浆的单桩竖向承载力与普通灌注桩的比较见表6。

表6 直径1 000 mm后注浆灌注桩与普通桩的比较 kN

由表6比较结果可以看出，在同等条件下，采用后注浆技术，可使单桩竖向承载力特征值由1 970 kN提高到2 985 kN，提高51.5%。

3 后注浆原理

桩底桩侧后压浆技术是国内外近年来发展的桩基改良技术。桩底注浆有的在桩底放置胶囊，通过向胶囊注浆形成扩大头;有的在桩底放置注浆箱体等等。桩侧注浆多数是在钢筋笼上预埋袖阀管，成桩后48 h内高压浆冲破保护层实施有损注浆。

后压浆技术的特点是采用外置式后压浆阀，成桩后实施无损注浆，其作用机理是:在桩体形成2 d后，由桩端和桩侧的预埋管阀压入水泥浆，通过浆液的渗透、劈裂压密等方式，加固泥皮和桩底沉渣的固有缺陷，改善桩土界面，并使桩周一定范围内的土体得到加固，土体强度增加，增大桩侧摩阻力和端承力，从而大幅度地提高单桩极限承载力和减少沉降量。

4 后注浆应注意的问题

1)单桩承载力较高时，应注意桩身与结构强度相匹配。

2)采用后注浆工艺时，应保证注浆水泥量的充足，同时为了提高注浆效果，应严格控制注浆流量，并宜分多次注浆，其间隔时间宜通过试注浆确定。

3)已有工程经验表明采用后注浆技术时，单桩承载力提高幅度值变化很大，与施工工艺密切相关，应注意施工管理及桩基检测;设计取值时应留有足够的安全度。

5 结语

工程实践表明，在相同的工程地质条件下，与普通的钻孔灌注桩相比，采用可靠的桩底、桩侧后注浆施工工艺时，不但能够提高成孔、成桩质量，而且可消除孔底沉渣、孔壁泥皮影响，维持孔壁稳定，从而提高基桩承载能力，减小沉降变形，具有明显的经济及社会效益。

［1］JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范［S］.

［2］《桩基工程手册》编写委员会.桩基工程手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，1995.