后注浆灌注桩在蚌埠某安置房项目中的应用

吴 伟

(蚌埠市勘测设计研究院，安徽 蚌埠 233000)

后注浆灌注桩在蚌埠某安置房项目中的应用

吴 伟

(蚌埠市勘测设计研究院，安徽 蚌埠 233000)

通过某安置房项目岩土勘察报告的数据，计算了一般灌注桩和后注浆灌注桩单桩竖向极限承载力，并进行了对比和分析，结果表明采用后注浆灌注桩提高了单桩承载力，减少了桩基沉降，与勘察数据基本吻合，方案既经济又安全可靠，值得在工程中推广与应用。

后注浆灌注桩，单桩竖向极限承载力，工作机理，桩基沉降

0 引言

随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，选择采用桩基础来改善基础承载力的形式也越来越广泛，其桩类型也越来越多。当填土较厚且状态差的情况下，预制桩在本场地并不适用，采用灌注桩，由于单桩承载力要求较高，若采用一般的钻孔灌注桩，桩长太长且施工难度较大，为了增加单桩承载力，采用后注浆灌注桩，改善了桩土相互作用，提升了单桩承载力，减少了桩基的沉降及施工难度，保证了本工程的安全并取得一定的经济效益。

1 后注浆灌注桩技术概述

后注浆灌注桩就是指灌注桩成桩一定的时间后，通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固，从而改善了桩土相互作用，大幅度提升了单桩承载力，减少了桩基的沉降。后注浆技术包括桩底后注浆、桩侧后注浆和桩底、桩侧复式后注浆。这种方法可以起到两方面的作用：一是加固桩底沉渣和桩侧泥皮；二是对桩底和桩侧一定范围的土体通过渗入(粗粒土)、劈裂(细粒土)和压密(非饱和松散土)注浆起到加固作用，增强桩侧阻力和桩端阻力，从而提高了单桩承载力，能满足设计的需要。

2 工程地质概况

蚌埠市为改善居民的居住环境，在兴技路以南、朝阳南路以西新建某安置房项目，本期工程为14栋18层～25层高层住宅楼，4栋3层商业用房，1栋2层社区服务，1层地下车库等。上部结构为框架结构及框剪结构。场地的地貌单元属淮河南岸Ⅱ级阶地。由于本场地正好位于以前的窑厂区，几栋高层正好坐落在以前的窑坑中，窑坑深十几米，上部土层被挖除，现已经被垃圾以及淤泥质土回填，填料成分复杂，现把本场地的工程地质概况描述如下：

④层全风化混合花岗岩(Ar)。灰黄色、灰白色，组织结构基本破坏，手捏即碎呈砂砾土状，主要造岩矿物成分为石英、长石及暗色矿物，局部地段裂隙中见石英岩脉充填，长石、暗色矿物等已风化成黏土类矿物，残留石英质矿物。最大揭露层厚3.20 m。

⑤层强风化混合花岗岩(Ar)。灰黑色、灰白色，组织结构大部分破坏，主要矿物成分为石英、长石及暗色造岩矿物，风化裂隙很发育，岩体破碎。最大揭露层厚5.60 m。

⑥层中风化混合花岗岩(Ar)。灰黑色、灰白色，粗粒等粒结构、块状构造，主要造岩矿物成分为石英、长石、暗色矿物，节理及裂隙较发育。本层未钻穿，最大控制厚度14.60 m。

3 单桩竖向极限承载力计算及分析

3.1 实例计算

本场地局部楼处填土太厚，成分复杂，状态很差，预制桩不适用，采用钻孔灌注桩，桩径800 mm。分别采用大直径灌注桩公式和后注浆灌注桩公式分别估算单桩竖向极限承载力标准值。

1)大直径灌注桩公式估算。参考JGJ 94—2008建筑桩基技术规范5.3.6条，根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，确定大直径桩单桩极限承载力标准值时，可按下式计算：

Quk=Qsk+Qpk=u∑ψsiqsikli+ψpqpkAp

(1)

其中，qsik为桩侧第i层土极限侧阻力标准值，如无当地经验值时，可按本规范表5.3.5-1取值，对于扩底桩变截面以上2d长度范围不计侧阻力；qpk为桩径为800 mm的极限端阻力标准值，对于干作业挖孔(清底干净)可采用深层载荷板试验确定；当不能进行深层载荷板试验时，可按表5.3.6-1取值；ψsi，ψp分别为大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按表5.3.6-2取值；u为桩身周长，当人工挖孔桩桩周护壁为振捣密实的混凝土时，桩身周长可按护壁外直径计算。

根据场地内Zk150，Zk152，Zk155三个钻孔的资料见表1，采用⑥层中风化混合花岗岩作为桩端持力层，并进入桩端1.0 m。采用5.3.6公式计算如下：

Zk150号孔：Quk=Qsk+Qpk=u∑ψsiqsikli+ψpqpkAp=2.512×(1×96×8.3+1×120×1.9+1×160×3.9+1×240×1.0)+1×4 000×0.502 4=6 754kN。

同上所得，Zk152，Zk155号孔单桩竖向极限承载力标准值Quk分别为5 295 kN，5 688 kN，其平均值：Quk=5 912 kN。

各孔的参数及详细资料见表1及表2。

表1 钻孔地质资料对照表 m

表2 桩基参数一览表 kPa

2)后注浆灌注桩公式估算。参考JGJ 94—2008建筑桩基技术规范5.3.10条中的后注浆灌注桩公式，即可按下式计算：

Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk=u∑qsjklj+u∑βsiqsiklgi+βpqpkAp

(2)

其中，Qsk为后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值；Qgsk为后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值；Qgpk为后注浆总极限端阻力标准值；u为桩身周长；lj为后注浆非竖向增强段第j层土厚度；lgi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土层初始极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j土层初始极限侧阻力标准值、初始极限端阻力标准值；根据本规范第5.3.5条确定；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5.3.10取值。对于桩径大于800 mm的桩，应按本规范表5.3.6-2进行侧阻和端阻尺寸效应修正。

Zk150号孔：Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk=u∑qsjklj+u∑βsiqsiklgi+βpqpkAp=2.152×(96×8.3+120×0.8)+2.152×(1.5×120×1.1+1.8×160×3.9+1.8×240×1.0)+2.0×4 000×0.502 4=9 713kN。

同上所得，Zk152，Zk155号孔单桩竖向极限承载力标准值Quk分别为9 049 kN，9 511 kN，其平均值：Quk=9 424 kN。

各孔的参数及详细资料见表1及表2。

3.2 计算结果对比与分析

通过上述的估算以及现场检测结果对比及分析，现总结如下：

1)从计算结果来看，后注浆灌注桩的单桩承载力是一般灌注桩的1.5倍左右，可有效地减少工程上对人力和物力的浪费。

2)当采用相同的单桩承载力时，一般灌注桩桩长较长，进入⑥层中风化混合花岗岩深度较大，由于岩石强度较大，施工难度大，周期长，不易施工。后注浆灌注桩进入⑥层中风化混合花岗岩深度较浅，周期短，施工简单。

3)从检测结果及验收情况来看，后注浆灌注桩承载力满足设计要求，且桩基沉降量较小。

4)从经济效益来说，钻孔灌注桩后注浆技术是后注浆技术与灌注桩技术有机结合的一种较为先进的基础施工技术，对于本工程来说，对于填土较厚的地方是适用的，增加了下部桩侧摩阻力及桩端阻力，减少了桩长及桩数、减少了桩基沉降，缩短了工期，为工程节约了费用。

4 结语

通过上述的分析及总结，后注浆灌注桩克服了钻孔灌注桩自身的缺点，能较好的提高单桩承载力，减少桩数，减少桩基沉降，降低了施工难度，经济和效益明显。同时也要注意施工过程的质量控制。该工程为蚌埠首例采用后注浆灌注桩技术工程，并取得圆满成功，为今后在类似土层采用后注浆灌注桩具有一定的借鉴意义。

[1] 张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.

[2] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[3] GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].

[4] 胡雪婷.后注浆灌注桩的地基加固机理及施工[J].山西建筑，2014,40(27):83-85.

The application of post-injected caisson pile in a certain project of Bengbu placement housing

Wu Wei

(BengbuGeotechnicalEngineeringandSurveyingInstitute,Bengbu233000,China)

Through the data of geotechnical investigation report of a certain project of Bengbu placement housing, calculate the single-pile’s vertical ultimate bearing capacity of general pile and post-injected caisson pile, and contrast and analysis the results. The results have shown that adopting post-injected caisson pile improves the bearing capacity of single pile, reduces settlement of pile foundation, basically agrees well with investigation data, the project is reasonable cost and reliable safety, it is worth to be applied and popularized in other project.

post-injected caisson pile, single-pile’s vertical ultimate bearing capacity, working mechanism, pile foundation settlement

2015-02-26

吴 伟(1981- )，男，工程师

1009-6825(2015)13-0068-02

TU473.14

A