后注浆灌注桩单桩极限承载力计算.ppt

(七)后注浆灌注桩单桩极限承载力计算,前言 灌注桩后注浆(Castinplace pile post grouting一简写PPG)是灌注桩的辅助工法。该技术旨在通过桩底桩侧后注浆固化沉渣(虚土)和泥皮，并加固桩底和桩周一定范围的土体，以大幅提高桩的承载力，增强桩的质量稳定性，减小桩基沉降。对于泥浆护壁和干作业的钻、挖孔灌注桩，经实践表明均取得良好成效。故本规定适用于除沉管灌注桩外的各类钻、挖、冲孔灌注桩。该技术目前已应用于全国二十多个省市的数以千计的桩基工程中。 灌注桩桩底后注浆和桩侧后注浆技术具有以下特点：一是桩底注浆采用管式单向注浆阀，有别于构造复杂的注浆预载箱、注浆囊、U形注浆管，实施开敞式注浆，其竖向导管可与桩身完整性声速检测兼用，注浆后可代替纵向主筋；二是桩侧注浆是外置于桩土界面的弹性注浆管阀，不同于设置于桩身内的袖阀式注浆管，可实现桩身无损注浆。注浆装置安装简便、成本较低、可靠性高，适用于不同钻具成孔的锥形和平底孔型。,1 后注浆对承载力的增强机理 (1) 后注浆对桩侧、桩端土的加固效应 通过4根d=600mm，L=12m的原型桩和室内模型桩的开挖观察分析，对后注浆对于桩端、桩侧土体的加固效应可以归纳为三种：固化效应：桩底沉渣及桩侧泥皮因浆液渗入发生物理化学作用而固化；充填胶结效应：桩侧、桩底的粗粒土因渗入注浆而显示充填胶结效应，使其强度显著提高；加筋效应：桩底、桩侧的细粒土因劈裂注浆形成网状结石，显示加筋效应。,(2) 后注浆对桩侧阻力、桩端阻力的增强特征 后注浆对桩侧阻力、桩端阻力有以下三个增强特征：桩底注浆使端阻力增长6 0600，细粒土增幅小，粗粒土增幅大，长桩增幅小于短桩；桩底注浆不仅使端阻提高，而且由于浆液上扩，在桩底以上1 020m侧阻增长2080；桩底、桩侧复式注浆可使侧阻、端阻均获得提高。,2 后注浆灌注桩的单桩承载力及变形性状 总的来说，粗粒土增幅大于细粒土，尤以端阻力增幅差别大。桩底注浆不仅增强端阻，而且由于浆液在饱和土中流向受静水压力影响，故桩底以上1520m范围侧阻力受到增强。就单桩承载力增幅而言，软土中可达40%左右，而非软土中可达80120，如图45。,3 后注浆灌注桩的单桩承载力计算 后注浆灌注桩桩土界面及周围一定范围内的土体经注浆加固后演变为水泥土和水泥结石复合加筋体，其性质趋于复杂和不均，要通过土性参数测试确定其对桩的侧阻力和端阻力的增强效应，实际上不可能。因此，对后注浆灌注桩的承载力只能通过静载对比试验建立经验关系，其单桩竖向极限承载力计算式为：,qsik、qsjk、qpk分别为后注浆竖向增强段第i土层极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j层极限侧阻力标准值、极限端阻力标准值； 桩周长； si、p分别为后注浆侧阻力、端阻力增强系数，无当地经验时，可按表1,后注浆灌注桩单桩极限承载力计算模式与普通灌注桩相同，区别在于侧阻力和端阻力乘以增强系数si和p。si和p系通过数十根不同土层中的后注浆桩与普通桩静载对比试验求得。根据后注浆在不同桩端和桩侧土层中的扩散与加固机理，其侧阻和端阻增强系数sip不同，而且变幅很大。总的变化规律是：端阻的增幅高于侧阻，粗粒土的增幅高于细粒土。桩端、桩侧复式注浆高于桩端、桩侧单一注浆。这是由于端阻受沉渣影响敏感，经后注浆沉渣得到加固和桩端扩底，桩端沉渣和土的加固效应强于桩侧泥皮的加固效应；粗粒土是渗透注浆，细粒土是劈裂注浆，前者的加固效应强于后者。 4 后注浆灌注桩的单桩承载力计算 收集北京、上海、天津、河南、山东、西安、武汉、福州等城市后注浆灌注桩静载试桩资料106份，根据式(3-1)计算求得Qu计，其中qsik、qpk取勘察报告提供的经验值；增强系数si、p取表1所列上限值。计算值Qu计与实测值Qu测散点图如图5.3-9。该图显示，实测