王俊淞

（上海长凯岩土工程有限公司 上海 200093）

0 引言

小型注浆钢管桩是通过静压的方法将小直径钢管压入地基土中，然后进行注浆的一种地基处理方法，是在锚杆静压桩的基础上发展起来的一种工法。

经过多年的发展，锚杆静压桩已广泛地应用于地基加固、纠偏、托换等方面，对于其施工方法和抗压承载力的研究也已较为完善［1-5］。但是小型注浆钢管桩用作抗拔桩的应用相对较少［6-8］。关于注浆钢管桩抗拔承载力的研究也较少，马忠政［9］通过静载试验和数值模拟，研究了注浆钢管桩抗拔承载力。杨晓楠［10］通过理论分析，推导了不同抗拔破坏模式下的注浆钢管桩抗拔承载力计算公式。韩凯吉［11］通过现场试验和数值模拟，分析了微型注浆钢管桩的抗拔破坏形态，研究了注浆钢管桩在拉拔作用下的承载特性。

1 工程概况

上海某住宅配套地下1层车库，底板埋深约6 m，采用φ 600 钻孔灌注桩作为抗拔桩，桩数145 根，桩长21 m，单桩抗拔承载力设计值为500 kN。桩端土层为⑥层粉质粘土。场地内主要土层参数如表1所示。

表1 土层参数表Tab.1 Soil Parameter

基坑开挖到底后，检测单位对地下车库的灌注桩进行了全数桩的低应变检测，发现有18 根3 类桩，1根4 类桩。缺陷位置位于桩顶以下7.5～16.9 m，均位于③层淤泥质粉质粘土和④层淤泥质粘土中。

低应变检测后，检测单位对其中6 根3 类桩进行竖向抗拔静载荷检测，检测结果如表2所示。可见部分桩基未达到设计抗拔承载力，需进行补桩处理。其中，5 根3 类桩位于地下室外墙下，考虑到墙体的压重作用，仅进行构造措施处理，不再额外补桩。其他14根缺陷桩基需进行补桩处理。

该项目东侧8 m 处为设计地铁区间隧道，计划在2 个月后推进。该项目垫层已浇筑，原计划在地铁隧道推进前完成顶板结构施工，因此需选用一种不影响工期的补桩处理方法对缺陷桩基进行处理。

抗浮锚杆在软土地区中抗拔承载力较低，而补打钻孔灌注桩或者预制桩都需要占用底板浇筑的工期，难以满足总工期要求。经过比选，采用小直径注浆钢管桩作为抗拔桩。小直径注浆钢管桩具有施工灵活，抗拔承载力较高，不占用底板浇筑的工期等优点。

表2 单桩竖向抗拔静载荷试验结果Tab.2 Result of Pile Vertical Uplift Static Loading Test

2 注浆钢管桩方案介绍

经过计算，在缺陷桩基的承台上补注浆钢管桩，同时兼顾补桩的均匀性，共补钢管桩25 根。单桩抗拔承载力设计值取200 kN。最终抗拔承载力以单桩抗拔承载力静载荷试验确定为准。

钢管桩采用规格φ 95×8 的Q345 钢管，单节长度2 m，桩长22 m，进入⑥层粉质粘土不小于1 m。钢管桩采用锚杆静压桩的工法施工。底板浇筑时预留倒锥形压桩孔，待底板硬化后即可进行钢管桩施工，可与主体结构施工同步进行，节约工期。

钢管压至设计标高后，进行注浆，注浆浆液采用P.O 42.5 级普硅水泥浆，浆液水灰比0.5～0.6，注浆量以水泥用量控制，每根桩约1.5 t 水泥。

采用200 mm 长φ 114×8 外套管焊接连接，焊接采用角焊缝，焊缝高度不小于8 mm。焊条采用E50型。注浆钢管底端1 500 mm 范围布置14 个注浆孔，梅花形布置，注浆孔直径10 mm，每个孔外设置倒刺，以保证在压桩时注浆孔不被堵塞，同时提供钢管桩与水泥浆的握裹性。倒刺采用30 mm×30 mm×3 mm 角铁，长2 cm，与钢管满焊连接，焊缝高度3 mm。注浆钢管桩成桩效果如图1所示。

图1 注浆钢管桩示意图Fig.1 Schematic of Grouting Steel Pipe Pile

3 注浆钢管桩抗拔承载力检测

注浆完成28 d 后，检测单位采用单桩竖向抗拔静载荷试验对钢管桩的抗拔承载力进行检测。检测数量3 根，拟定最大加载量400 kN。加载采用慢速维持荷载法。3 根试桩均加载至设计要求的最大上拔力，上拔速率达到相对稳定标准后终止加载转为卸载。检测结果如表3所示。

表3 钢管桩竖向抗拔静载荷试验结果Tab.3 Vertical Uplift Static Loading Test Result of Grouting Steel Pipe Pile

3 根试桩的U-δ 曲线如图2所示。3 根桩试桩试验所得的U-δ 曲线均较平缓，未出现明显拐点，最大上拔量均较小，卸载后回弹明显。说明试桩在最大上拔力作用下均未达到极限受力状态，其单桩竖向抗拔极限承载力均不小于400 kN。

图2 试桩U-δ曲线图Fig.2 U-δ Curve of Test Piles

4 检测结果分析

根据检测结果，上海地区22 m 长的φ 95×8 的钢管桩，桩端进入⑥层粉质粘土1～2 m，注浆1.5 t 后，单桩抗拔承载力极限值可以达到400 kN，上拔量平均值为12.7 mm。试桩未加载至破坏。

吴纯华［12］通过静载试验，研究了在浙江湖州软土地区未注浆情况下小直径钢管桩的抗拔承载力。试验得出15 m 长的φ 90×6 的钢管桩，桩端位于④层粉土，单桩抗拔承载力极限值为141.8 kN，上拔量平均值为29.58 mm。

马忠政［9］通过静载试验，得出上海地区22 m 长的φ 95×8 的钢管桩，桩端位于⑤1层粉质粘土，注浆0.5 t后，单桩抗拔承载力极限值可以达到360 kN，上拔量为20 mm。

杨晓楠［10］报道无锡地区 9 m 长 φ 95×8 的钢管桩，桩端位于④1层粉土，注浆后单桩抗拔承载力极限值可以达到600 kN。

通过以上对比，可以看出在粉质粘土、粉土中进行注浆能够有效地提高钢管桩的抗拔承载力，减小上拔量。且注浆量大的钢管桩承载力高于注浆量小的钢管桩。

5 结语

通过实际工程案例，介绍了注浆钢管桩的设计施工方法，并通过静载荷试验检测了其抗拔承载力。为类似工程提供了有益的参考。

检测结果及相关文献研究成果表明，在粉质粘土中注浆可以有效的提高钢管桩的抗拔承载力，减小上拔量，且注浆量与抗拔承载力有密切的关系。

注浆在不同土层中的效果及注浆量与抗拔承载力的关系有待进一步的研究。