注浆法在某酒店挖孔桩中的应用

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【摘 要】浆液在压力作用下，沿着桩身侧壁向上返，同时向侧壁土体颗粒间渗透，填充砂土颗粒间空隙，提高桩身侧阻力；在桩端注浆时，桩身有上台现象，这种注浆引起的上台力需克服桩侧壁摩阻力和桩身重力才能出现，等于给桩身上施加了向上的预应力，在受竖向荷载时，该预应力将承当部分荷载。

【关键词】注浆；人工挖孔桩；卵砾层

1.工程概况

某酒店拟建规模为五星级，主楼16层，附楼三层(分为A、B、C三座商业中心)，为框剪结构，酒店净用地6.2公顷,建筑面积75058.71m2,主楼与附楼均设计为人工挖孔桩基础,桩基持力层为中风化泥岩,持力层的桩端阻力特征值为3500KPa。

根据地质勘察报告，该工程地层自上而下分布为：

①-1层杂填土，褐、褐灰杂褐红、深灰、黑色，由可塑状态粘性土及部分砂性土、粉土混块石、卵石、砼块、碎石、砖块及少量碳渣、瓦片、腐木质及杂物组成，结构松散，状态差异大，层厚0.7~7.5米。

①层耕植土：深灰、褐色，由粘性土混少许砂砾，粉粒组成，松散状态为主，部分软――可塑状态，含植物根茎及碳屑，层厚0.3~1.2米。

②层卵石：灰、褐灰色，卵砾石主要成分为褐灰色、灰、深灰、紫色砂岩、硅质岩及砂质岩、石英砂岩等，微风化，坚硬，2.2~5cm为主，部分可达6~9cm，卵砾形状呈亚圆、圆~次棱角状，卵石含量25.5~77.89%，平均50.59%，砾石含量18.66%，由砾石、砂砾、粉粒及少量黏性土充填，饱和,稍中密状态，部分密实，卵砾石分布 不均匀，含胶结块及腐木块，层厚0.3~15.5m，桩端端阻力特征值为1200KPa。

②-1层粉质黏土：深灰杂褐灰、褐黄色，部分地段含少量粉土团块及卵砾石，1.5~6.0cm，亚圆形、状态不均匀，可软塑状态为主，局部硬塑状态，中高压塑性，固结比OCR=4.91，属超压密土，含少量腐木块屑，具弱膨胀潜势，层厚0.5~3.7米。

②-2层粉土：灰、褐灰色，湿、稍中密状态，中压缩性，呈零星透镜体分布于②层的上部及②层中，局部在②层的底部，层厚0.3~1.4米。

②-3粉砂：褐灰、深灰色，含少量砾石及腐木块屑，湿、稍密状态，呈零星透镜体分布于②层的上部，层厚1.6~2.4米。

③-2层粉质黏土(全风化泥质页岩)：灰、灰绿杂深灰色，含少量泥质页岩强风化残块，硬塑状态为主，部分可塑及坚硬状态，中压缩性，OCR=3.58，属超压缩，土层厚0.3~7.9。

③-1层含粉质黏土角砾强风化泥质页岩：灰色为主，部分深灰色，角砾为强~中等风化泥质页岩，呈碎块状、块状、饼状、及少部呈短柱状，3~9cm，卵砾石含量28.2~87.7%，角砾分布不均匀，由粘性土及少量砂粒充填，饱和，中密实状态，层厚0.6~13.0m。

③层中等风化泥质页岩：灰、深灰色，中等风化，岩芯呈长拄状、柱状、短柱状、部分块状，及饼状，节理、层理较发育，RQD=25~65%不等，轴心夹角55~600，饱和单轴抗压强度10.2~48.2MPa，属较软岩，遇水后呈块状，片状，岩面起伏较大，基岩埋深一般为西浅、东深，层厚1.5~34.5。

该工程于2006年5月开始施工，主搂及商业中心A、B栋的人工挖孔桩基础均按设计要求挖至③层中等风化泥质页岩，且桩端进入持力层大于1.0m。惟独商业中心C栋有33根桩未能挖至持力层，桩端位于②层卵石中，(C栋共有人工挖孔桩61根，设计桩径1100mm)。

2.原因分析

未挖到③层中等风化泥质页岩持力层的33根桩，挖至②层卵石时，普遍遇到直径50~150cm的漂石，该漂石大都一半在护壁下；对照地质剖面图，②层卵石层在该施工区域内25m深仍未揭穿，且施工有效桩长已满足设计≥6米的要求；在有圆砾及流沙的地层中，人工挖孔桩的孔径800太小，给施工带来困难。

3.处理措施

②层卵石的桩端端阻力特征值为1200KPa，显然满足不了设计的要求，因桩端置于漂石上，无法进行扩底及爆破施工，改用其他桩型，或回填后增大桩径从新开挖，一是施工工期增长，费用加大；二是因②层卵石较厚，泥浆难以护壁，极易引起塌孔，故决定采取后压注浆的方法对此33根桩进行加固处理，因②层卵石层为强透水层，在人工挖孔桩开挖中，大量的细颗粒被降水抽走，采用后压注浆法可对卵石层的桩周及桩端进行加固，从而达到提高桩基承载力的目的。

4.加固机理

桩断后压注浆可分为渗透注浆(粗粒土：中粗砂，卵砾石土)和霹雳注浆(细粒土(粘性土、粉土、粉沙)两种方式。由于压力作用下土颗粒被挤密，水泥浆与土颗粒中空气、水分进行置换并填充空隙，水泥浆以渗透、霹雳方式与地基土结合，改良了桩端地基土岩性，填充因混凝土硬化收缩而在桩周与桩周土之间产生的缝隙，使桩与桩周土提前固结，桩周与桩端的共同作用使单桩竖向承载力得到大幅度提高：由于桩端注浆，使浆液在压力作用下把桩端虚土(浮渣)及周围土体颗粒的空隙压缩并填充水泥浆，使桩端形成扩大头，同时挤密了扩大头周围的砂土，提高桩端周围土层压缩模量，提高扩大头下部卵石层的端阻力。

5.加固处理工序

(1)在钢筋笼上对称绑置2根89的PVC管，管底部封口。

(2)按正常工序进行桩身混凝土的浇灌。

(3)桩身混凝土浇注养护7日后，先用XY-100型钻机沿PVC管进行扫孔，扫孔深度距孔底1~1.5米。

(4)扫孔完后，采用BW-2500型注浆泵，水灰比为1：0.5的水泥浆进行注浆，注浆终止压力控制在0.6~1.0MPa。

6.加固效果检验

桩身混凝土养护28日后，随机抽起3根桩进行单桩竖向承载力的静载荷试验，检测结果，单桩竖向极限承载力值均达到665t，满足设计要求。

7.结论

后压注浆法解决了人工挖孔桩在卵石层中，因降水使侧壁摩阻力减少的问题，并增大了桩基的桩端端阻力。但也存在着控制指标检测不完善；技术规程和质量控制标准不统一(国家还未出台统一的规范)；后压浆的承载力尚无完善的计算公式等问题。因此在后压注浆施工中，应精心设计，科学施工，严格控制好注浆量及最终压力值，以达到预期效果。

【参考文献】

［１］莫春华.压力注浆处理桩基质量事故的方法[J].广西大学学报：自然科学版，2005，30(增刊)：179-182

［２］刘笔艳,张威,李逸行.在含水砾砂层中施工人工挖孔桩的技术措施[J].施工技术,2007,36(9)：33-34.

［３］吴帅彬,高飞.桩底注浆对钻孔灌注桩竖向承载性能的影响[J].岩土工程技术,2006,20(6)：320-323.

［４］赵珍云,周红波.钻孔灌注桩后压浆承载性能的分析与模拟[J].公路交通科技，2005,22(6)：115-118.