后注浆灌注桩在某工程中的应用

李大泉

摘要：江苏连云港灌云明联置业有限公司开发的灌云帝璟东城项目-地下车库桩基础设计中，对预应力管桩和后注浆灌注桩的单桩承载力、桩长及施工工期等的比较，最终整个项目桩基形式选用了后注浆灌注桩。

关键词：后注浆灌注桩 承载力估算 桩型比较

一、项目概况

江苏连云港灌云明联置业有限公司开发的灌云帝璟东城项目位于连云港灌云县东城区，地下车库为单层地下车库，地下车库底标高为-4.800米，顶板标高为-1.35米，顶板覆土1.2米。地下车库为框架结构，柱网为5.1米x5.4米，框架柱截面为400x400，框架梁截面为350x600，顶板厚度为300mm。基础形式为桩+防水板，防水板厚度为350mm。本项目设防水位标高为-0.650米，自重无法满足局部抗浮要求，需采取抗浮措施（需增加250KN抗拔力）。基础设计等级为甲级。

二、地质情况

拟建场地的地层自上而下分为18层如下：1层素填土、2层黏土、3层淤泥、4-1～4-3层均为黏土、5层粉细砂、6层粉质黏土夹砂、7层粉细砂、8-1～8-2层均为黏土、9层粉质黏土、10-1～10-2层粉土夹粉质黏土、11层粉质黏土、12-1～12-3层均为黏土、13-1～13-3层均为粉质黏土夹砂、14层粉砂夹粉质粘土、15层黏土、16层黏土、17层中细砂、18层黏土，该层未揭穿。拟建场地内除有一层较软弱的淤泥层外，无大的不良工程地质作用，无大的断裂带通过，场地基本稳定。拟建区地基土类型为中软场地土，III类建筑场地，拟建场地为对抗震不利地段。拟建场地内无液化土层，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第三组，场地特征周期根据插值法取0.81s。

三、桩基形式判断及选用

地下车库通过PKPM电算得知柱底荷载标准为1300Kpa。地下车库底板标高在3层淤泥质土层中，3层土地基承载力特征值仅为40Kpa，初步计算独立基础或筏板基础的设计方案不可行，基础形式须采用桩基础+防水板。

了解当地情况及周边项目采用的桩基形式后发现，周边项目桩基基本采用预应力空心管桩或者预应力方桩。但是本项目地下车库底板下方有较深的砂土层，比较适合采用后注浆灌注桩，能有效的提高单桩承载力。故初步设计采用预应力空心管桩和后注浆灌注桩两种桩型进行对比。

方案一：本项目预应力空心管桩初步选用PHC600AB110-15，15，未选用PHC500AB桩，因为如果选用直径500mm的桩时需要2根，而直径600mm的桩只需要一根。桩端持力层选用10-1层粉土夹粉质黏土层，本层土中密，土质不均匀，平均厚度为1.69米，干强度和韧性低，中压缩性，极限端阻力为2600Kpa。选取勘察报告中最不利点C12点进行单桩承载力估算，根据桩基规范5.3.8-1公式计算得到特征值为1700Kpa。根据江苏省预应力混凝土管桩技术规程中的规定，本项目拟建场区属抗震不利地段且统一承台下少于3根桩，又因为本项目基础设计等级为甲级，所以根据技术规程要求重要性系数为1.1+0.1+0.1=1.3，竖向承载力基本满足要求（1.3x1300=1690Kpa<1700Kpa）。经计算抗拔承载力远大于250Kpa，满足设计要求。因采用预应力空心管桩兼作为抗拔桩，需在桩顶部采用不低于C40强度微膨胀混凝土填芯5米长度。初步估算本项目PHC600AB桩每米工程造价约427元，单柱下桩基工程造价约427x30=12810元。

方案二：本项目后注浆灌注桩选用直径600的桩，桩长约17米，由于桩长不长且桩上部为淤泥质土，考虑后注浆对此部分增加承载力不明显，故仅采用桩端注浆。桩端持力层选用8-2层黏土层，本层土可塑，土质较均匀，平均厚度为3.91米，干强度及韧性高，中压缩性，极限端阻力为450Kpa。同样选取C12点进行单桩承载力估算，根据桩基规范5.3.10公式计算得到特征值为1450Kpa。本项目基础设计等级为甲级，重要性系数取1.1，竖向承载力满足要求（1.1x1300=1430Kpa<1450Kpa）。经计算在不考虑桩身自重的情况下，桩基抗拔力远大于250Kpa，桩基抗拔满足设计要求。考虑桩身裂缝问题，纵筋配置6根16钢筋，注浆导管为2根直径32壁厚3.0mm的钢管（导管对称布置与桩身两侧），根据混凝土规范按轴心受拉构件计算，裂缝为0.13mm，满足相关规范要求，配筋满足要求（注浆导管已等效代替纵向钢筋计算）。初步估算采用直径600mm后注浆灌注桩每米工程造价约583元，单柱下桩基工程造价约583x17=9911元。

PHC600管桩工程造价比直径600mm后注浆灌注桩高了近30%，单从工程造价考虑后注浆灌注桩有明显优势，这是由于后注浆灌注桩能较大的提高承载力、减少桩长。管桩需在桩底及桩顶均填充微膨胀混凝土，且在施工中需要接桩，工期相应的需要增加，虽比后注浆灌注桩施工工期略短，但不是很明显，优势不大。后注浆灌注桩施工时，需设置泥浆池、水泥站、制浆站等易产生污染的设施，施工中需派专人清理污染地面，增加了人力成本。最后综合考虑选用了后注浆灌注桩为本项目的桩基形式。

本项目施工前，选择了3根桩为试桩，通过试桩报告，分析得出此方案能够满足承载力的要求，在当地采用此桩型可行。

四、承载力估算时注意要点及建议

承载力估算时，干作业成孔灌注桩和泥浆护壁灌注桩浆液扩散特性不尽相同，承载力计算时干作业成孔灌注桩相关增强系数应乘以折减系数，折减系数的选取可参照桩基规范表5.3.10注释选取，也可按当地经验参数選用。

承载力估算时，侧阻力及端助力增强系数可按桩基规范表5.3.10中相应上限取值，各地的实测结果充分印证此取值没有问题，设计人员不需担心。增强段长度的取值需特别注意成孔方式，干作业成孔与水钻孔取值有明显不同。大直径桩侧阻力及端助力增强系数均需按桩基规范相关章节进行折减，此点也需特别注意。

五、后注浆技术在灌注桩中的拓展应用

灌注桩施工，由于成孔时清底不干净，导致桩底沉渣不达标，承载力不能满足设计要求。由于沉渣不达标导致承载力不满足设计要求的处理方法有两种：1、重新补桩法，2、高压注浆加固法。补桩法需根据原设计桩的位置及数量，进行计算确定新增桩的数量及位置，施工工期会较长，新增的桩也有可能出现不满足设计要求的清苦，此种情况下不宜采用补桩法。高压注浆加固法可以很好的处理桩底沉渣不达标引起承载力达不到设计值的情况。方法较为简单，首先采用取芯机在灌注桩中心取直径80mm的孔，孔应钻至设计持力层，之后安装导管装置，注入浆液，高压注浆加固法工期较短，可靠性较高，加固完成后，采用高应变检测，承载力满足设计要求。

六、结束语

现在国内普通住宅很多都是20多层的高层住宅，基础设计时荷载很大，普通灌注桩或预应力管桩有时候不能满足承载力的要求，基础设计时一个承台下有很多根桩，设计、施工均带来不小的麻烦，而后注浆灌注桩相对于普通灌注桩或预应力管桩在相同情况下承载力会高很多，施工工艺也不算复杂，且工程造价一般可节省20%～40%，因此设计工程中我们因根据实际情况优先考虑采用后注浆灌注桩。

参考文献

[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008。中国建筑工业出版社.

[2]《江苏省预应力混凝土管桩技术规程》DGJ32/TJ109-2010。江苏科学技术出版社.