后注浆工艺灌注桩在超高层建筑中的运用

方新雷，宋广锋

(湖北工业大学 土建学院，湖北 武汉 430068)

后注浆工艺灌注桩在超高层建筑中的运用

方新雷，宋广锋

(湖北工业大学 土建学院，湖北 武汉 430068)

超高层建筑使得基底荷载越来越大，往往要求桩基穿越深厚的土层进入相对较好的持力层以获取较高的承载力并控制变形，大直径超长桩的应用成为一种趋势，且普遍采用后注浆工艺，本文介绍这一工艺应用技术及要求。

超高层；基础;灌注桩；后注浆

随着我国工程项目建设的日益增多，施工技术的发展也越来越完善，但对于超高层建筑因对基础承载力的要求很高，大部分采用大直径超长桩的应用，但在实际工程中，在复杂多变的土层中，只单单靠大直径超长桩桩端以及桩身的摩擦力是远远不够的，现场实测数据显示桩端的承载力远没有发挥；继而专家们提出了后注浆工艺，很好的解决了这一问题，本文根据实际项目参与，对后注浆工艺在超高层建筑的运用提出了一些自己的见解，希望能给实际工程实践带些借鉴作用。

一、大直径超长桩在超高层建筑的运用

由于后注浆工艺一般运用于超长桩，其原因是承载力较高的土层埋深一般较大，只能通过加大桩径和桩长，进入较好持力层获取较高的承载力并控制沉降。表一是大直径超长桩在超高层建筑的运用实例。

表1 大直径超长桩在超高层建筑的运用

二、后注浆工艺对桩基承载力的影响

(一)荷载～位移关系曲线

桩端清渣干净和采用桩端后注浆工艺的超长灌注桩，加载至极限承载力的资料极少，Q～S曲线在试验荷载作用下基本呈缓变型，无明显拐点，其极限承载力往往由桩顶变形值确定。在超长桩的沉降计算，除要计算桩端力及桩侧摩阻力传递到桩端引起的桩端沉降外，还要充分考虑到桩身压缩变形量极限荷载作用下桩顶沉降主要表现为桩身压缩，压缩量由弹性压缩和塑性变形两部分组成，在高应力水平下，不能将其仅作为弹性杆件进行计算。

从图1,图2可以看出，去除桩身压缩量影响，荷载与位移基本成正相关性，但并未得出桩端力及桩侧摩阻力各自所承担的荷载与位移。

图1 某大型电视塔试桩Q～S曲线 图2 某超高层建筑试桩Q～S曲线

(二)侧摩阻力的发挥

为了更好说明后注浆工艺对桩基承载力的影响，本文在工程中继续采集数据，如图2上部土层的侧摩阻力先于下部发挥作用，荷载达到一定水平后，下部土层的侧摩阻力才逐渐发挥出来。桩身上部变形大且与土体之间发生滑移，相对位移可达20mm以上，导致侧阻软化。如图3所示

图3 桩侧土t-z曲线

(三)桩端阻力的发挥

表2显示桩身下部位移小，深层侧阻和端阻的发挥有明显的滞后性，且得不到充分发挥。由于桩身长且端阻很难充分发挥，桩侧摩阻力占总承载力的比例较大，超长桩主要表现为摩擦型桩。

表2 超长桩试桩桩端位移与端阻力所占比例

(四)端阻与侧摩阻力的关系

桩侧摩阻力的发挥与桩端支承条件有关，当桩端软弱或沉渣较厚，不仅端阻承载力低还会使侧摩阻力的发挥大打折扣，使得其在相对较小的荷载作用下便发生陡降破坏。桩端后注浆改善了桩端支承条件，桩端的嵌固作用加强，桩侧摩阻力可以发挥到较高的水平。如图4,5所示。

图4 注浆前后桩端阻力曲线 图5 注浆前后桩侧阻力曲线

三、工程实践

某工程项目位于繁华地段，属超高层建筑，建筑高度632m,层高121，地下室5层，结构形式为钢筋混凝土核心筒+巨型框架+伸臂桁架，基底压力约1200kP。

地质概况，场地属滨海平原地貌类型，在深度150米范围内揭露的土层为饱和的粘土、粉土和砂土组成。根据大厦荷载的要求，采用灌注桩，必将为大直径超长的后注浆灌注桩，预估桩径在1000mm左右，到达桩端持力层总桩长约80m，

(一)试桩实验设计

桩型：后注浆钻孔灌注桩，桩径：1000mm，桩长：88m，持力层：某层粉砂夹中粗砂，试桩桩身混凝土强度等级：C50，锚桩桩身混凝土强度等级：C35。

桩端后注浆量：2.5t，桩侧后注浆：4道，0.5t/道，双套管隔离开挖段侧摩阻力后注浆灌注桩，预估极限承载力：24000～26000kN。

试桩根数：4根；zSYZA - 2根：桩端桩侧联合后注浆灌注桩；zSYZB - 1根：桩端后注浆灌注桩；zSYZC - 1根：常规灌注桩锚桩根数：9根(桩侧后注浆)。

双套管设计外套管内径：Φ1160mm内套管内径：Φ1050mm壁厚：12mm防失稳支撑肋；z间距5m设置1道；z支撑肋与内套管焊接；z支撑肋与外套管内壁的间距为2mm；外套管管底进行封堵。如图6所示。

图6 试桩实验设计图

(二)实验结果

3根后注浆灌注桩承载力皆不小于26000kN，能满足设计要求；常规灌注桩SYZC1极限承载力远小于设计值，注浆后第二次载荷试验表明极；限承载力不小于30000kN，从承载力角度，必须采用后注浆措施；除SYZA01外，其它三根试桩的双套管均成功起到了隔离作用，使得其载荷试验结果能真实反应实际受力状态；施工单位结合试桩的机具与工艺，编制了详尽的工程桩施工操作指南与控制标准，为工程桩质量提供了保障；该试验为超高层建筑采用大直径超长灌注后注浆工艺的成功应用实例。

四、结语

1.桩基技术的进步与后注浆技术改进和更新有紧密联系，通过分析得到桩端后注浆工艺的超长灌注桩，在试验荷载作用下基本呈缓变型，无明显拐点。

2.通过具体实例的超高层建筑采用大直径超长灌注后注浆工艺应用，可为其为工程桩质量提供了保障。

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2095-4654(2015)02-0197-02

2014-12-13

TU473.14

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