常州地区后注浆钻孔桩承载力计算方法探讨

尤 迪

(常州市规划设计院，江苏 常州 213003)



常州地区后注浆钻孔桩承载力计算方法探讨

尤 迪

(常州市规划设计院，江苏 常州 213003)

根据常州地区桩端后注浆钻孔灌注桩静载资料，参考桩基规范后注浆灌注桩承载力估算方法，提出了改进的灌注桩承载力估算公式，并结合工程实例，验证了该公式在常州地区的适用性。

钻孔灌注桩，后注浆，承载力，静载实测值

随着常州地区超高层建筑的日益增多，钻孔灌注桩以其单桩承载力高、桩长桩径可选择余地大、对送桩无限制、无挤土效应等优点，成为超高层建筑桩基的首选。桩端后注浆可以有效的解决钻孔灌注桩桩底沉渣和桩侧泥皮对桩基承载力的负面影响，提高了承载力，减小了沉降。后注浆钻孔灌注桩承载能力的提高效果与地区性岩土工程条件相关性很大，应加以区分研究[1]。现通过对常州地区桩端后注浆钻孔灌注桩静载资料的分析，参考08桩基规范[2]后注浆灌注桩承载力估算方法，对后注浆桩侧、桩端参数进行初步探讨。

1 后注浆灌注桩承载力规范估算方法

桩端后注浆可有效的提高单桩承载力1.3倍～3.0倍[3]，主要与注浆工艺、质量和桩端土性有关。注浆浆液在不同桩端和桩侧土层中的扩散与加固机理不尽相同，因此，桩侧和桩端阻力增强幅度不同，变化很大。总的变化规律是：桩端阻力的增幅高于桩侧，粗粒土的增幅高于细粒土。这是由于端阻受沉渣影响敏感，经注浆后沉渣得到加固且能形成球状、柱状浆泡体，增大了桩端的承载面积，其加固效应强于桩侧对泥皮的加固效应；粗粒土是渗透注浆，细粒土是劈裂注浆，前者加固效应强于后者[2]。

1.1 增强系数估算法

08桩基规范在普通灌注桩承载力估算公式的基础上通过增加了侧阻力和端阻力增强系数给出了后注浆灌注桩承载力估算公式，如下：

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

(1)

由式(1)可知，单桩承载力由非增强侧阻力、增强段侧阻力和增强端阻力三部分组成。

1.2 浆液扩算理论估算法

王华(2013)等[1]根据后注浆浆液扩算理论提出了单桩承载力由非增强侧阻力、柱状扩散增强段侧阻力和桩端球形扩散端阻力三部分组成。其中由于桩端为圆球体，其竖向抗压只有下半部

球体受力，故桩端扩算半径只有桩侧柱状扩算半径r的一半。其提出的后注浆灌注桩承载力估算公式如下：

Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk=2πR∑qsjklj+

(2)

其中,R为基桩半径；qsjk，qsik分别为非增强段和增强段的桩侧阻力，取钻孔桩极限侧阻力标准值；qpk为钻孔桩桩端阻力，取钻孔桩极限端阻力标准值；K为端阻力修正系数，取0.6～0.8。

1.3 预制桩参数估算法

考虑到钻孔灌注桩采用后注浆对桩端、桩侧土加固后，承载性能和受力机理接近于预制桩，阮翔等[3](2009)提出了桩端后注浆的大直径灌注桩单桩承载力可按预制桩中、低参数估算的建议。

2 改进的桩端后注浆灌注桩承载力估算方法

相关研究表明桩端后注浆灌注桩桩侧加固段一般为桩端以上8 m～20 m，并未达到整个桩侧加固效果。加固段桩侧桩端受力机理与预制桩基本一致，但非加固段仍为排土桩受力机理，与预制桩比较存在桩侧土松弛和泥皮效应。同时注浆加固过程中存在浆液扩散效应，桩侧为柱状扩散，桩端一般为球形扩散，见图1。

经研究分析，改进的桩端后注浆灌注桩承载力估算公式如下：

(3)

其中,Cs为灌注桩松弛效应系数，取0.75；qsk，qpk分别取预制桩极限侧阻力标准值、极限端阻力标准值；r为浆液扩算半径，取0.025 m～0.050 m，黏性土取低值，砂性土取高值；lgi为后注浆竖向增强段第i层土厚度，当为单一桩端后注浆时，竖向增强段为桩端以上12 m。

表1 常州地区各土层物理力学参数

表2 桩端后注浆静载结果与计算值对比表

3 改进公式的工程实例验证

为了验证式(3)在常州地区的适用性，收集了常州地区24根桩端后注浆钻孔灌注桩静载试验资料进行了验证。上述桩基土层物理力学参数见表1。静载实测值Quk与规范公式取上限值时计算值Quk规及本文方法计算值Quk计对比见表2。规范公式计算值与实测值关系见图2，本文方法计算值与实测值关系见图3。

将计算值Q计与实测值Quk比较，η=Q计/Quk，将统计得到的η按0.1分位与其频数N之间的关系，η平均值及均方差Sn表示于图4，图5中。

由图2～图5可知，本文方法计算值较规范公式计算值离散性小，计算结果更接近于实测值。

4 结语

1)本文提出的桩端后注浆灌注桩承载力计算公式，是在规范方法和前人研究结果的基础上，结合实际工程经验进行了改进，具有一定的地区适用性。2)本文收集的工程实例均为桩长大于42 m，持力层为硬塑黏性土的大直径桩端后注浆钻孔灌注桩静载实测数据，对于小直径、桩端持力层为砂性土、桩端桩侧复合注浆灌注桩等桩型有待于更多实际工程应用验证，以作进一步的研究。

[1] 王 华，李境培，周小刚.采用后注浆的钻孔灌注桩承载性状及承载力估算方法的研究[J].结构工程师，2013，29(2)：141-145.

[2] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[3] 阮 翔，高广运.桩端后压力注浆灌注桩的实验研究[J].昆明理工大学学报(理工版)，2009，34(3)：48-52.

Discussion on bearing capacity calculation method of post grouting bored pile in Changzhou area

You Di

(ChangzhouPlanningandDesignInstitute,Changzhou213003,China)

According to the bored pile static load data of bored pile end post grouting in Changzhou area, referencing the pile bearing capacity estimation method of bored pile foundation code post grouting, proposed the improved bored pile bearing capacity estimating formula, and combining with the engineering example, verified the applicability of the formula in Changzhou area.

bored pile, post grouting, bearing capacity, static load measured value

1009-6825(2016)27-0050-02

2016-07-14

尤 迪(1978- )，男，硕士，高级工程师

TU473.14

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