王劲 刘永红 方伟明

摘要：以工程实例，介绍大直径人工挖孔灌注桩后注浆在在某工程中的应用。

关键词：人工挖孔灌注桩 后注浆 承载力

Abstract: the engineering examples, this paper describes belled piles in some engineering after grouting in the application.

Keywords: artificial dig-hole pile bearing capacity after grouting

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

工程概况

工程位于长沙市，是一栋五层的综合楼。一、二层为商场，三～五层为办公，建筑总高度为22.9m，建筑面积为11650m2,现浇钢筋混凝土框架结构，主要柱网为8.1×6.6m，框架填充墻体采用轻质加气砼砌块。

建筑工程抗震设防类别为标准设防类，场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本加速度值为0.05g，基本分压按50年一遇0.35kN/ m2取值。基础采用大直径人工挖孔灌注桩桩，桩端持力层为卵石层。

工程地质概况

根据岩土工程详细勘察报告书，场地原为工厂厂区，原有建筑物已拆除且已进行场地平整，场地地貌单元属湘江河流冲击堆积级ⅴ阶段地。场地的等级为三级，地级等级为二级。场地内地下水主要为孔隙潜水，主要见于卵石层、圆砾中，为大气降水和地下径流及地表人工排水补给，水量一般 ,勘察期间测得稳定水位埋深6.00～11.6m。孔隙水对砼结构具微腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。各岩土层分布如下，物理力学性质见表1：

杂填土(Q4ml)①：黄红色、红色、灰黑色，结构松散。为粘性土、砼碎块、碎石等组成，局部见生活垃圾，硬质杂物含量为50-85%，最大块径约30cm。层厚2.5～3.5m之间，平均厚度3.0m。

粉质粘土(Q2al)②：红色、褐黄色、夹灰白色，可塑状态，稍有光滑，含少量粉细砂。层厚1.50～3.30m之间，平均厚度为2.40m。

中细砂(Q2al)③：紫红色、黄红色、夹灰白色，中密状，湿，成分为石英质，级配差,中、细砂粒为主，粘性土充填。层厚0.80～1.60m之间，平均厚度为1.20m。

卵石(Q2al)④：褐黄色、黄色、灰白色，中密-密实状，上部湿，下部饱和，成分为石英质，磨圆度较好，级配良好，一般粒径2-4cm,最大达8cm,砂质和粘性土充填。场地范围分布均匀，层厚4.50～8.30m之间，平均厚度为6.4m。

圆砾(Q2al)⑤：褐黄色、黄色、灰白色，中密-密实状，饱和，成分为石英质，磨圆度较好，级配良好，粒径一般为5-20mm,混少量卵石,砂和粘性土充填。其层厚在2.60～4.40m之间, 平均厚度为3.5m。

残积粉质粘土(Qel) ：紫红色、褐红色、夹灰白色，硬塑状为主,局部坚硬状,遇水易软化。系泥质粉砂岩残积而成，，见少量黑色铁锰质氧化物，局部含大量粉细砂。无摇震反应，切面较光滑，韧性中等，干强度较高。层厚在0.80～5.60m之间,平均厚度为3.20m。

强风化泥质粉砂岩(R)⑦：褐红色、紫红色，粉砂质结构，厚层状构造，泥质胶结。局部含大量粉细砂岩质，为极软岩，岩芯近土状，岩体较完整。场地埋深较大，此次勘察伟予揭穿，层厚不详。

岩土层主要物理力学性质指标

2.基础设计选型

根据勘察资料，场地内杂填土①和粉质粘土②的厚度较大，且承载力较低，而框架柱传下来轴力较大，最大的柱下轴力标准值约3800KN，故基础设计不考虑采用柱下独立基础。因杂填土①中的砼碎块、碎石多，块径较大且厚度较大，若采用沉管灌注桩或预制管桩都较难穿越，故基础设计不考虑以上两种桩型。设计采用大直径人工挖孔灌注桩，一柱一桩，桩径d=900,最大扩大尺寸D=1400，桩长大于6m，桩端进入卵石层④内不小于500，最大的单桩竖向承载力特征值为3800 KN，桩身砼C30。

大直径人工挖孔灌注桩后注浆的设计

大直径人工挖孔灌注桩施工在6月进行，正逢当年的丰水时期，虽经过周边设置降水井降水，但在人工挖孔桩桩身成孔后仍无法保证桩端在卵石层④中按设计的扩底尺寸要求进行扩底，导致桩的竖向承载力不能满足设计要求。 因桩端不能在卵石层④中按设计的扩底尺寸要求进行扩底，若考虑挖孔桩继续往下挖至强风化泥质粉砂岩⑦再进行扩底，这样施工的难度将加大，而且施工的周期和工程造价将大幅度提高。经过多方案比较后，设计决定采用在人工挖孔桩桩桩端进行后注浆的方法，来提高桩的竖向承载力使之满足设计的要求。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），后注浆的单桩极限承载力标准值估算为：

Quk=Qsk+βpqpkAp

其中βp取值为3.2。

5. 桩端后注浆的施工

1）人工挖孔桩桩身成孔后，在桩中心预留一根DN100的镀锌钢管注浆管，将其固定在通长的钢筋笼上。钢管下端深入桩端卵石内500并设有套阀花管，上端伸出桩顶200。

2）浇注桩身砼。

3）在桩身砼浇注完一周后，对桩端持力层卵石④进行后注浆。注浆浆液采用32.5MPa普通硅酸盐水泥配制的水灰比为1:0.75水泥浆；每根桩端的注浆量根据单桩竖向承载力设计值和浆体在桩底所所需形成的球体体积大小并考虑增加20%的注浆损失进行计算确定。

（1）水泥浆液的配制：

水泥浆液水灰比的根据土的饱和度和渗透性确定。为善水泥浆液的性能，在满足强度的条件下，用占水泥重量5%的细磨粉煤灰替代水泥，参入占水泥重量5%的膨润土以提高浆体均匀性和稳定性，再根据配比试验参入适量的水玻璃以加速水泥浆体的凝固时间。

（2）注浆的压力：

桩端注浆的终止压力根据土层性质和注浆点深度确定，注浆压力控制在0.5～1.2MPa。

（3）注浆的流量：

桩端注浆的水泥浆液流量控制在50～100L/min。

（4）单桩的注浆量：

单桩的水泥浆液注浆量根据设计的数据要求并根据现场注浆的实际情况进行。本次单桩的最大的桩端注浆量用量约为1.1m3，共54根桩端的总注浆量约为50m3。

6.注浆后的质量检测

在人工挖孔灌注桩桩端注浆全部完成21天后，对所有桩进行检测。因单桩的竖向极限承载力较高，检测唯有没有采用静载试验。对所有桩经均采用高应变法进行动测，并对占桩数20%的桩采用钻芯法进行检测，检测结果表明所有的桩均为Ⅰ类桩，单桩竖向承载力均能够满足设计要求。

7.结束语

工程于2009年竣工投入使用，经沉降长期观测检测，建筑的最大沉降量为5mm,最大沉降差为2mm,建筑物主体结构和墙体均没有出现裂缝，使用正常。大直径人工挖孔灌注桩桩端后注浆，是一种有效的基础加强处理方法。通过桩端的后注浆，能够增加桩有效桩长和桩端扩底尺寸，增加桩端持力层的强度并使孔底沉渣与桩端持力层胶结，从而大幅度地提高单桩的竖向承载力和减小桩基的沉降量。大直径人工挖孔灌注桩桩端后注浆，具有施工操作简单、费用低的特点，特别适合因受地下水影响导致人工挖孔灌注桩桩端在砂卵石中扩底困难的情况下进行应用。

参考文献

［1］建筑桩基技术规范 JGJ94-2008；北京：中国建筑工业出版社，2008.

［2］叶书麟. 地基处理工程实例应用手册［M］；北京：中国建筑工业出版社，2000.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。