冲孔灌注桩桩端后注浆对桩基承载力的影响探讨

俞文潮

（福州市建筑设计院）

冲孔灌注桩桩端后注浆对桩基承载力的影响探讨

俞文潮

（福州市建筑设计院）

传统冲孔灌注桩由于使用泥浆护壁工艺来进行钻孔，由于清孔不彻底等原因，桩底或多或少存在塌孔和桩端沉渣过厚的现象，这就会造成桩端土压缩性增大，强度减少的现象。桩端后注浆技术的出现很好的解决了这一问题，本文旨在通过对比试验研究冲孔灌注桩桩端后注浆对桩基承载力的影响，为相关工程设计提供依据。

冲孔灌注桩；泥浆护壁；后注浆；桩端土；压缩性

1　引言

随着国民经济的发展，一大批工程建设项目正在建设或者准备建设，而这其中冲孔灌注桩的使用也越来越频繁，特别是软土地区，冲孔灌注桩被证明是最适合在软土地区使用的一类桩型。然而，冲孔灌桩桩多采用泥浆护壁的工艺进行成孔，由于清孔不彻底等原因，桩底或多或少存在塌孔和桩端沉渣过厚的现象，这就会造成桩端土压缩性增大，强度减少的现象。一定程度上影响了桩基承载力的发挥，不利于充分发挥钻孔灌桩桩的特点。桩端后注浆技术的出现很好的解决了这一问题，本文旨在通过对比试验研究冲孔灌注桩桩端后注浆对桩基承载力的影响。

2　工程概况

黄山新城（原黄山二期社会保障房一区）场地位于福州市仓山区城门镇黄山村洋下，东侧为规划路，北侧为盛景黄山一期。本工程的工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基复杂程度为中等复杂，地基基础设计等级为乙级，岩土工程勘察等级为乙级。抗震设防类别为标准设防类。本工程桩基根据福建省地质工程研究院提供的《黄山二期社会保障房（8#、9#、12#、13#、16#、19楼）岩土工程勘察报告》进行设计。因拟建建筑物的场地位于原池塘地块，存在厚度大的软弱土层，根据已施工的黄山一期社会保障房基础情况（一期基础采用高强预应力管桩，施工过程出现桩基偏位较大，且桩基细长比接近1/100）。故拟建工程采用冲孔灌注桩，设计桩长约42～50m，选取第（10）层散体状强风化花岗岩作为桩尖持力层，桩端进入持力层6.0m。桩端持力层散体状强风化花岗岩的桩端阻力特征值和桩侧阻力特征值分别为qpk= 3500kPa，qsik=90kPa。选取多根长约47m的冲孔灌桩桩作为试桩进行试验，1根按照传统方式成桩未进行桩端后注浆，另3根成桩后对桩端进行后注浆。

表1　试桩桩长及单桩极限承载力估算值

以典型的K208#孔进行验算，各土层名称、各土层层底距孔口深度、桩侧阻力（如图1，表2）。

桩径为800mm，桩端进入持力层6m。

未注浆单桩极限承载力标准值估算：

图1　桩周土层示意图

表2　

（建筑桩基技术规范JGJ94-2008第5.3.6条）

Quk=3.14×0.8×（1×25+7.1×15+1.5×30+4.3×50+3.8×30+7.8×20+8.4×60+6.1×30）+3.14×0.8×6×90+3.14×0.8×0.8/4×3500= 6500kN

冲孔灌注桩实际后注浆施工参数：注浆压力2MPa，单根冲孔灌桩桩水泥用量2t，配制注浆浆液采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比取0.6，搅拌时间不少于2min。

后注浆单桩极限承载力标准值估算：

（建筑桩基技术规范JGJ94-2008第5.3.10条）。

本工程采用单一桩端后注浆，故竖向增加段长度为桩端以上12m。后注浆侧阻力增强系数βsi、端阻力增强系数βp由建筑桩基技术规范JGJ94-2008表5.3.1取值：βsi取1.2（淤泥质土）、βsi取2（强风化岩）、Bp取2.0（强风化岩）。

Quk=3.14×0.8×（1×25+7.1×15+1.5×30+4.3×50+3.8×30+7.8× 20+8.4×60+0.1×30）+3.14×0.8×（1.2×6×30+1.4×6×90）+3.14×2× 0.8×0.8/4×3500=8892kN

注浆过程中应注意的事项：

（1）试桩必须严格按照相关规范进行二次清孔，以防止注浆管堵塞；在下完导管后应立即采用气举反循环或泵吸反循环对注浆管进行二次清孔。

（2）本试桩桩开塞应取在混凝土浇注后12～24h进行。

注浆终止时间：桩端后注浆施工采用注浆压力和注浆量两项指标综合起来控制，当满足下列条件之一时可终止注浆：①注浆总量和注浆压力均达到设计要求；②对每一根桩的桩端后注浆施工，注浆量达到设计值，但注浆压力没有达到设计值。此时应改为间歇注浆，再注设计值的20%水泥浆；③对每一道注浆来说，注浆压力达到设计值，注浆量少于设计值，此时保证注浆量不低于设计值的80%即可。

图2　注浆施工流程图

3　试验情况

本实验通过静载试验装置对4根试桩进行静载试验，希望通过实验找出内在的规律。

图3　4根试桩Q-S曲线对比图

根据静载试验Q-S曲线对比图，注桨后桩的曲线斜率较未注浆桩小，曲线整体右移，说明在荷载作用下，桩位移发挥趋势变缓；进一步可以看出没有进行桩端注浆的S1试桩极限承载力大约在6250kN左右，未达到单桩极限承载力的设计值6422kN，而三根经过桩端后注浆的试桩除了S6试桩极限承载力在7800kN左右，其他两根S4、S5试桩极限承载力均大于8000kN，且承载力还未完全发挥，还有很大的潜力；说明通过桩端后注浆，桩基承载得到了一定程度上的增加，增加幅度达到了30%以上；进一步分析可以看出采用桩端后注浆的试桩沉降明显要小于未注浆的试桩，当桩顶荷载为7500kN时，S1、S4、S5、S6的桩顶沉降分别为13.1mm、7.3mm、7.7mm、8.1mm可见，注浆能够明显的减少桩顶沉降。

卸载后，Sl、S4、S5、S6桩的塑性位移分别为7.3mm、2.5mm、2.4mm和2.7mm，未采用桩端后注浆的桩是采用桩端后注浆的3.2倍；说明S4、S5、S6等采用桩端后注浆的桩，其桩土间的弹性工作作用的贡献比未采用桩端后注浆的桩要大。

4　结论

（1）冲孔灌桩桩采用桩端后注浆技术能有效提高钻孔灌注桩的单桩极限承载力，增加幅度在30%以上。

（2）采用桩端后注浆技术，桩端沉降大幅减少，可以有效减少桩基沉降，对于一些对桩顶沉降控制比较严格的建筑物比较实用。

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TU473.1

A

1673-0038（2015）14-0116-02

2015-3-6

俞文潮（1980-），男，工程师，本科，从事建筑结构设计工作。