钻孔灌注桩后注浆技术试验研究

2016-11-24 03:38杜长虹时志军

城市道桥与防洪 2016年3期

关键词：单桩灌注桩桩基

杜长虹，赵栩，时志军

（天水师范学院，甘肃天水 74100）

钻孔灌注桩后注浆技术试验研究

杜长虹，赵栩，时志军

（天水师范学院，甘肃天水 74100）

不同地质情况下后注浆钻孔桩承载模态可能不同，对泥岩作为持力层的桩端后注浆钻孔桩进行试验研究，发现较硬岩层作为持力层时，水泥浆液会进行放射状渗透，桩端阻力提高并不明显，桩上部摩阻弱化而下部增强，不同地质、不同施工条件下形成的水泥浆加固体并不相同，因此认为对于后注浆钻孔桩的设计和应用应采用一种新的控制方法。

钻孔桩；后注浆；试验；研究

0　引言

钻孔桩基础具有承载力高、沉降小、抗沙土液化性能高等很多优点，但也有桩端沉渣厚度不容易控制、桩端阻力和桩侧摩阻力不能同步等缺点[1]。后注浆技术可很好地解决上述问题，能有效地提高桩基承载力，减小桩基沉降，且费用较低[2]。我国现行《建筑桩基础技术规范》（JGJ 94—2008）（以下简称《桩规》）关于后注浆钻孔桩承载力的控制方法是先给出后注浆钻孔桩单桩承载力计算公式，设计时估算单桩承载力，并对施工时注浆压力和注浆量的相关数值范围提出要求，施工前进行试桩，最终确定单桩承载力。

近年来，国内外学者作了大量研究。黄生根[3]、黄敏[4]等对后注浆钻孔桩荷载传播机理和承载性能进行了研究，张忠苗[1]、何剑[5]、朱楠[2]等对后注浆钻孔桩承载性状作了静载试验研究。阐述了竖向荷载作用下后注浆对钻孔灌注桩桩身应力状态、荷载传递特性及桩基承载特性的影响规律，分析了后注浆承载能力的影响因素。吴江斌[7]等人提出了承载能力计算公式，并得到试验结果的验证[2]。他们的研究取得了大量的成果，但均没有关注的是，不同地质情况下后注浆加固体形态会有不同，从而导致承载力力学模态也会有不同。

地质情况、注浆压力、注浆量都会影响桩基承载能力，研究地质情况、注浆压力、注浆量与单桩承载能力之间的关系，是非常必要的。

1　研究和试验方案

1.1工程概况

该工程为某大学学生公寓，地质情况为上覆盖层沙卵石、粉沙、耕植土等，以下为强、中弱风化泥岩，具体地质情况见表1。设计选取持力层为中风化泥岩，该层岩层承载力较弱，且层厚，因此基础形式选用单一桩端后注浆钻孔桩基础，桩径1 000 mm，要求嵌入持力层1.5m，单桩极限承载力标准值达到6 600 kN。

表1　地质资料

1.2研究目的和方案

通常认为灌注桩经后注浆后，单桩承载力会有明显提高，杨广龄[8]研究发现桩径 1 000 mm、桩长33 m的桩，后注浆的承载力与非注浆桩的承载力相比，承载力提高了 46%[8]，与规范计算公式估算的承载力有一定差距，这可能与后注浆后在各种因素影响下的单桩力学模态不同有关系。本次试验主要有几个目的：在特定地质条件下研究注浆后单桩承载力的提高幅度及注浆参数对承载力的影响、注浆后单桩承载力学模态探索等。

根据试验目的和现场情况制定了试验方案。根据《桩规》计算公式估算的单桩极限承载力标准值不注浆时为5 017 kN，后注浆为9 600 kN。采用慢速维持荷载法加载，为对比方便，不注浆时桩分10级加载，后注浆桩分15级加载。以钢筋应力计获得相应部位应力并反算成轴力，取得沉降量数据，并记录下相应的注浆量和注浆压力以便于分析。

2　试验过程及结果分析

2.1注浆压力和注浆量

在开工前进行了试桩并进行了试验，试验共有6根试桩，未注浆试桩S1、S2、S3，后注浆试桩S4、S5、S6。

施工时记录了注浆压力和注浆量（见图1、图2），考虑到圆砾层渗透性好，采用水灰比0.5，注浆速度选择为20 L/min。可以看出，注浆压力随时间先高后低，注浆量时间逐渐增长，可以认为开始时属于劈裂注浆，注浆压力并不是很高，主要是冲破注浆管头堵塞，而后表现为渗透注浆，因为圆砾层较纯净，粒径较大，注浆主要补充颗粒之间的空隙，这与试验前的预测相符，水泥浆会比较均匀地流向圆砾层中，很少会进入泥岩层。