钻孔灌注桩承载力异常现象分析

1、钻孔灌注桩承载力异常现象分析摘要：本文主要就影响单桩竖向承载力的因素，钻孔灌注桩承载力异常现象及原因，以及采用后注浆法提高钻孔灌注桩中承载力的应用作了进一步的分析和探讨。关键词：钻孔灌注桩；承载力；异常现象；后注浆法 钻孔灌注桩施工技术应用的发展经历了一个较长的时间，施工工艺不断改进和优化，应用规模也越来越大。钻孔灌注桩施工虽然具有噪音小、无振动、对环境和周边建筑物危害小等优点，但由于影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，加上施工队伍的施工技术、管理水平参差不齐，承载力出现异常现象依然较为频繁。本文希望就钻孔灌注桩承载力异常现象及提高钻孔灌注桩承载力的方法应用作一些探讨。 1、 影响单桩竖向承

2、载力的因素 影响单桩竖向承载力的因素众多，主要因素可以归结为以下三方面： 土质与桩材性能的不确定性：土质条件的不确定性是引起单桩承载力变异性的主要因素。通常来说，对于非端承桩，桩身材料的不定性对单桩承载力不起控制作用，变异性较小。 单桩几何参数的不确定性：主要指成桩截面和长度尺寸偏差、倾斜等引起的几何参数的变异性，从而导致单桩设计承载力与实际承载力的差异。但只要强化标准化水平和提高人工的操作技能，就能使单桩几何参数的变异性大大减小。 单桩承载力计算模式的不确定性：计算模式的不确定性，主要是指承载力计算所采用的基本假设和计算公式不精确等引起的承载力设计值的变异性。二、钻孔灌注桩承载力异常现象及原

3、因分析 先来看，二个钻孔灌注桩承载力异常现象的工程实例。工程一：进行过两次单桩静荷载试验。第一次进行3组试验（A、B、C），均未达到设计要求，且各试桩结果差异很大。分析后认为这种状况与施工设备及工艺不合理有关。第二次进行了两组试桩的静荷载试验（14#、59#），5组Qs曲线见图1所示。图1 5组试桩Qs曲线工程二：进行过三次静荷载试验。第一次试验2组（编号：B1-1、B2-1），均未达到设计要求；第二次试压在第一次试压个月后进行，B1-2、B2-2测得的Qu值有较大提高；第三次试验为2组试桩（编号：S1、S2），是在更换了施工单位之后重新施工的，规格不变。6组Qs曲线见图2所示。图2 6组试桩

4、Qs曲线从大量的钻孔灌注桩工程案例来看，承载力异常多表现为下述三种现象。 （1）桩底沉渣厚，桩端承力得不到充分发挥 目前钻孔灌注桩的施工工艺无论是正循环法还是反循环法，孔底证沉渣均难保100%的清除达到设计要求，即使二次清孔也是如此，这从沉渣厚度测试仪测试及静载检测的结果可以得到证明。有相当一部分静载压桩实验，当加载到某一荷载时，桩顶急速下沉，并满足规范规定的破坏条件，此时如继续加载，让桩沉到某一位置时，桩的沉降速率明显减慢并稳定，再继续加载还可能会稳定，此时桩顶荷载会达到原先破坏荷载的1.5倍甚至更大,这说明桩底沉渣清除干净后桩的承载力会明显提高。 （2）桩侧泥皮厚，导致侧摩阻力明显下降对不

5、同工程中几根承载力明显偏低且桩身砼完整的桩进行分析，发现有些桩由于各种原因造成泥浆护壁过长。（3）孔壁受扰动 钻孔过程中孔壁受扰动，特别是进入密实砂层较深的桩，成孔后孔壁附近土中应力释放，出现“松弛”现象，孔直径越大，影响越明显。由于邻近桩壁一层土的抗剪强度降低，导致静压桩时地基土对桩的极限支承力下降。 鉴于钻孔灌注桩存在上述常见问题，因此如何解决上述问题提高钻孔灌注桩的垂直承载力则已成为工程中需要解决的实际问题。 三、后注浆法在钻孔灌注桩中的应用 在岩土工程勘察报告的阅读、周边环境的调查及对周边已有资料的收集分析后，就要针对工程上部结构荷载特点及承载力变形的要求，进行试桩的设计，并最终通过对

6、试桩的静载试验确定注浆桩的施工工艺参数及最终承载力。注浆方案的设计主要是根据岩土工程勘察报告的阅读及周边环境的调查情况，结合周边已有建筑注浆工程的类比，针对工程上部荷载特点及承载力变形的要求，最终确定经济合理、施工方便、节约工期的一套设计优化方案。 为提高钻孔灌注桩的垂直承载力，国内外广大工程技术人员曾采用过许多方法，后注浆法就是其中较常用且有效的一种。目前后注浆有以下几种工艺： （1）在孔底设置注浆室。采用该工艺时钢筋笼需下到桩底。 （2）灌注桩成孔后,在孔内设置注浆管，注浆管的下端设出浆口，并用胶带或塑料膜包住。出浆口的位置高出孔底3050cm。灌注砼前先往孔底倒入碎石或块石，使出浆口埋入

7、碎石或块石内，然后再进行砼灌筑。（3）将注浆管固定在钢筋笼上（钢管或黑铁管），出浆口采用单向截流阀并压入桩底土中3050cm。由于采用单向截流阀，在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，注浆时浆液也不会回流。第一种方法工艺复杂，成本高，国内很少使用。第二种方法主要用于桩底加固，在国内已有过多次实验或使用，但由于工艺过于简单，容易发生出浆口堵塞导致注浆失败。第三种工艺由于采用单向截流阀作出浆口，注浆成功率可达97%以上，且压力相对稳定，注浆效果显著。桩端后注浆灌注桩的单桩极限承载力，应通过静载试验确定。经过桩端后注浆，不但端阻力有了较大的提高，桩侧摩阻力也有了较大的提高。单桩竖向抗压极限承载力在砂砾

8、层中一般可提高40%，中砂层中可提高30%，粉砂层中可提高25%，粘土层和淤泥质土层中可提高10%15%，基岩中提高15%来设计，主要与桩底土层性状、桩底注浆的注浆量及注浆工艺有关。桩底注浆的单桩极限承载力均大于未注浆的承载力,提高幅度在30%60%；桩侧、桩底同时注浆，单桩垂直承载力提高幅度更大，达到了85%。桩底进入砂层越深,后注浆后单桩垂直承载力提高幅度越大。因此可以认为，当钻孔灌注桩进入砂层一定深度时，采用后注浆效果更佳。结论与建议：后注浆法是提高钻孔灌注桩垂直承载力及减小承载力离散性的一项有效措施，经过注浆后的桩其沉降量较未注浆桩要小，对重要工程中单根钻孔灌注桩的基础，注浆尤为必要。有些工程因建筑物需要,设计桩长达到60m,甚至更长,进入砂层很深，这些桩在施工时承载力离散性较大，若适当采用注浆方法在满足承载力要求的同时既可以缩短桩长又可以减小沉降，为工程节约费用。参考文献：1 王大力.钻孔灌注桩后注浆技术应用J.城市建设理论研究（电子版）,2013,(9). 2 袁桂花,肖光庆