某工程后压浆钻孔灌注桩承载力异常的原因分析

徐勇，亓军

（1.山东省建筑科学研究院；2.德州市建设工程质量监督站，山东 德州 250031）

某工程后压浆钻孔灌注桩承载力异常的原因分析

徐勇1，亓军2

（1.山东省建筑科学研究院；2.德州市建设工程质量监督站，山东 德州 250031）

结合工程实例和工程地质状况，在桩基静载及高应变试验的基础上，分析了软土地基中后压浆钻孔灌注桩桩侧阻力及桩端阻力的发挥性状，分析了后压浆钻孔灌注承载力异常的原因。讨论了桩基承载力的主要影响因素，包括施工机具的选择、桩土间摩擦性质、桩周土体性质以及持力层土体性质等。

后压浆；静载；高应变；承载力异常

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.030

1 引言

随着我国高层建筑的迅猛发展，对地基承载力的要求越来越高，为了满足承载力要求，地基多采用后压浆灌注桩处理。钻孔灌注桩后压浆技术，是利用在灌注桩成桩过程中预先设置在桩侧、桩端的压浆管路、压浆阀，注入配制的水泥浆液，处理加固桩侧的泥皮及薄弱土体、桩端的松散沉渣和桩端持力层以达到提高桩端阻力、桩侧阻力及桩的竖向承载力，减少桩的沉降，改善桩的承载性状，减少工程投资的一种先进技术。但由于这类桩施工工艺、承载变形机理较为复杂，施工队伍迅速扩大，技术管理水平参差不齐等因素影响，近来有些工程的承载力试验结果出现异常，同一个工程的单桩极限承载力试验结果与正常设计值相差较大。

2 工程概况

某工程拟建建筑包括住宅楼及地下车库。地上17层，地下2层，高度为 57.56m。采用后压浆钻孔灌注桩以第七层粉砂为桩端持力层，桩径600mm。在勘察范围内，场地地层主要为第四系全新统～上更新统冲积黏性土、粉土和砂土组成，地表分布有近期人工填土。场地地层分布较稳定，现按自上而下的揭露顺序分述如下：1素填土:2含砂粉土:2-1层粉质黏土夹黏土（Q4al）：3层粉质黏土夹黏土（Q4al）：4层含砂粉土（Q4al）：5层粉砂（Q3al）：6层粉质黏土夹黏土（Q3al）：软塑～硬塑，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，局部未见底，揭露厚度：2.50～14.80m；7层粉砂（Q4al）：密实，饱和，主要由石英、云母等矿物组成，该层在场区仅在控制性勘探点中揭露，未见底，揭露厚度：1.40～5.90m。

3 工程实例

某住宅楼对各组试桩按照设计要求进行堆载法静载和高应变试验，后压浆钻孔灌注桩设计要求最大极限加载量为4200kN，图1～图4表示了各组试桩的静载试验的 Q-S曲线及高应变试验曲线。

从图中可以看出，上述 6组试桩的极限承载力部分未达到设计要求的数值，其中一些桩的沉降量过大，其极限承载力为设计值的60%～80%。我们分析试桩静载及高应变曲线，发现正常试桩压浆效果明显，承载力满足设计要求，异常试桩上部桩侧摩阻力及端阻力测试结果发现摩阻力实测值与正常值相差较大，尤其是深层土层的桩侧摩阻力降低较多。测试分析发现，这些桩基的桩侧摩阻力发挥水平远低于设计要求，是上述试桩极限承载力大大降低的直接诱因。

4 后压浆钻孔灌注桩承载力偏低的原因分析

图1所示三组试桩均采用回旋钻机，成孔过程中泥浆比重过大，导致桩侧泥皮过厚，从开挖后的试桩也发现桩身比较规则光滑，且桩侧存在较厚的泥皮，桩侧光滑较厚的泥皮直接导致桩侧摩阻力的降低。钻孔灌注桩的孔壁形状应有一些小的变化 ，呈锯齿或凹凸形，应避免钻孔过于平直、光滑。而且施工过程中应减少钻孔灌注桩的施工时间，降低护壁泥浆的粘度，形成更优化的泥皮状况，为压浆取得预期的效果创造“先天条件”。

图1 79#、26#、50#试桩静载试验Q-S曲线图

图2 1#、28#、70#试桩静载试验Q-S曲线图

二次清孔效果较差造成桩底沉渣过厚及桩底附近附加泥皮的影响。目前我国多采用导管法灌注混凝土，首灌混凝土方量较大，放开隔水栓使漏斗中的混凝土连同隔水栓向孔底猛落，混凝土从导管下落至孔底堆积，并使导管埋在混凝土内。如果孔底有较厚的沉渣，甚至夹含较多的浮泥，在混凝土下泻时产生的冲击力作用下，仅有一部分沉渣被浮托到混凝土项面，一部分沉渣(含浮泥)被挤到边角与孔壁处，还有部分沉渣（含浮泥）仍然留在桩端并形成一个软垫。灌注桩身混凝土是在桩端附近的孔壁中产生附加泥皮，引入附加泥皮概念可以反映出桩底沉渣对桩端附近桩侧阻力产生的特殊影响。随后灌入的混凝土对首灌混凝土的冲击作用明显减弱，由此造成靠近桩端附近的孔壁上的泥皮厚度要大于上面的泥皮厚度，并且离开桩端的距离越近泥皮的厚度显然就越大。上述后压浆钻孔桩的静载试验破坏为桩端持力层的破坏，即是桩底沉淤过厚所致，符合桩侧泥皮和桩端沉淤过厚导致承载力偏低的特点。桩端存在软弱的沉淤不仅影响桩端阻力的发挥，而且制约着桩端附近桩侧摩阻力的正常发挥。

图3 79#试桩高应变试验曲线图

图4 70#试桩高应变试验曲线图

5 结语

通过本工程后压浆钻孔灌注桩桩基承载力异常问题的分析，可以看出导致工程桩试桩承载力异常的直接原因是桩侧泥皮偏厚和桩端沉渣过厚所引起的桩侧摩阻力的大幅度降低以及桩端阻力难以充分发挥，并且与工程采取的循环施工方法是密切相关的。为了改善其荷载传递性状，应该考虑降低护壁泥浆比重，引入附加泥皮的概念，解释桩端附近桩侧摩阻力降低的机理。

【1】曾文韬.后压浆钻孔灌注桩单桩承载力试验研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版)，2011，20（2）：10-13.

【2】JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].

【3】田雪飞，卢海筠，闫景侠，等.后压浆灌注桩基承载力计算方法比较研究[J].岩土工程学报，2013（13）：372-377.

Analysis on the Cause of Abnormal Bearing Capacity of Post-grouting Bored Pile in a Certain Project

XUYong1，QIJun2
（1.ShandongAcademyofBuildingResearch,Dezhou250031,China;2.DezhouConstructionEngineeringQualitySupervisionStation,Dezhou250031,China)

Combinedwithengineeringexamplesandengineeringgeologicalconditionsandinfoundationofpilestaticload and high strain dynamic testing, the article analysed the play characters of post pressure grouting bored pile side and tip resistances in soft soil foundation, and analysis the reasons for the abnormal bearing capacity of post grouting bored hole filling. Themain influencing factors of the bearing capacity of pile foundation are discussed, including the choice of constructionequipments,thefrictionpropertybetweenpilesandsoil,thepropertiesofthesoilaroundthepile,andthepropertiesofthestrengthlayersoil.

postgrouting;staticload;highstrain;abnormalbearingcapacity

TU753.3

A

1007-9467（2016）07-0048-02

2016-5-30

徐勇（1971～），男，山东济南人，高级工程师，从事建筑科学研究，（电子信箱）2907234472@qq.com。