□邵长乐

后压浆技术在邢清干渠调压塔灌注桩中的应用

□邵长乐

桩侧和桩端后压浆技术能够提高灌注桩的极限侧阻力和极限端阻力，从而解决桩基竖向承载力不够的问题，具有一定的技术性和经济性。结合邢清干渠调压井工程实例，对后压浆技术增强桩基承载力的加固机理和增强效果进行分析。

灌注桩；后压浆；承载力

灌注桩后压浆技术是灌注桩技术与压浆技术的有机结合，是在桩身混凝土达到一定强度后，利用压浆技术对桩侧桩端土层进行加固，提高桩身承载力，减少桩长桩径的有效措施。在南水北调配套工程邢清干渠调压塔中利用了该技术。

1．工程概况

调压塔是邢清干渠的主要建筑物之一，位于广宗县境内，主要用于分段降压和调节，保证干渠正常运行和流量调节时匹配上下游流量，同时可以消减其下游清河、南宫干线各分水口流量变化引起的水击波。调压塔主体结构为钢筋混凝土圆筒式结构，内径10m，塔身高33.7m，塔内调节水深范围为6m～30m。

2．工程地质条件

调压塔周边地面高程为31.0m，建基面高程约24.50m，位于Ⅰ单元砂壤土层，砂壤土为松散状态，承载力较低。

调压塔基础勘探深度内土体岩性主要为壤土、粘土、砂壤土、细砂、粉砂、含有机质粘土、含有机质壤土等，土体天然密度ρ为1.78～1.99g/cm3，承载力特征值fak为90～150kPa，极限桩侧土摩阻力标准值qsik为15～40kPa，极限端阻力标准值Qpk为600～900kPa。

图1 注浆管布置图

3．地基处理

调压塔采用钻孔灌注桩基础，共布设49根，桩径1.0m，桩间净距2.0m，桩长45m。根据土体物理指标与承载力参数按照 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)相关公式计算确定单桩竖向极限承载力标准值，并与桩基所受荷载进行比较，得出结论为该种桩基布置型式仅凭桩侧阻力和端阻力无法达到设计承载力要求，该工程桩基采用桩端和桩侧后压浆技术解决了该问题。

4.后压浆系统布置

注浆管分为桩端注浆管和桩侧注浆管（见图1），沿钢筋笼内侧对称布置两根Φ25桩端注浆钢管 (与声测管合并设置)，钢管深入桩底，两根 Φ25桩侧注浆钢管，在距桩底14m处与环绕钢筋笼一周的注浆环连接。注浆管用绑丝固定于钢筋笼上。

5.承载力计算

后压浆灌注桩的单桩极限承载力标准值，可根据 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)公式(5.3.10)进行计算。

式中：

u—桩身周长；

lj、lgi—后压浆竖向非增强段、增强段各土层厚度；

qsjk、qsik、qpk—后压浆竖向非增强段、增强段各土层极限侧阻力标准值以及初始极限端阻力标准值；

βsi、βp—后压浆侧阻力、端阻力增强系数。

工程灌注桩桩侧后压浆处理范围内土层岩性为细砂和壤土，极限桩侧土摩阻力标准值qsik均为40kPa，根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)表5.3.10确定侧阻力增强系数细沙土层为1.7，壤土土层为1.5，压浆后细砂和壤土极限桩侧土摩阻力标准值分别增大至68kPa和60kPa。工程桩端土层为壤土，极限端阻力标准值Qpk为750kPa，根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008) 表5.3.10确定端阻力增强系数为2.2，压浆后壤土极限端阻力标准值增大至1650kPa。

单桩竖向承载力特征值计算公式如下：

Ra=Quk/K

式中：

K—安全系数，取2；

非地震工况条件下考虑承台效应的复核桩基竖向承载力特征值按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)公式(5.3.5-1)进行计算。

R=Ra+ηcfakAC

式中：

Ra—单桩竖向极限承载力标准值；

ηc—承台效应系数；

fak—承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值；

AC—承台底净面积。

经计算，非地震工况考虑承台效应条件下调压塔灌注桩在处理前单桩竖向承载力特征值为2531KN，经后压浆技术处理后提高到 3892KN，增幅为53.8%。后压浆技术处理后桩基承载力满足设计要求。

通过对钻孔灌注桩桩侧和桩端进行后压浆技术处理，能够明显地提高桩基极限侧阻力和端阻力，从而提高桩基承载力。除此之外，后压浆措施对于减小桩基沉降也有显著的效果。

邢清干渠调压塔自2015年2月完成满水试验，至今已运行一年半，工程各方面均正常。后压浆技术在邢清干渠调压塔工程中的成功应用，为今后解决类似地基处理问题积累了一定的经验。

2017-02-10

邵长乐，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，助理工程师。