24人工挖孔灌注桩桩底压浆试验研究7.doc

人工挖孔灌注桩桩底压浆试验研究鲁海涛1， 滕文川2， 李辉3 （甘肃土木工程科学研究院） 摘 要：人工挖孔灌注桩是应用较为普遍的基础结构，采用桩底压浆工艺来提高桩端承载力，使桩底卵石的密实度得到提高。根据实际工程中对人工挖孔桩桩底压浆后进行的静载试验及佥测，对压浆桩前后承载力后压浆桩承载力的变化进行了分析，对其效果进行对比。 1 概述 桩后压浆技术在国内比较多的用于钻孔灌注桩、挤扩支盘桩等机械成孔的桩基础中，可改善桩的边界条件，扩大桩的支承面积，同时降低钻孔过程中泥浆的影响，提高桩端、桩侧阻力，从而提高桩的承载力，而在人工挖孔灌注桩基础中，相关资料研究较少。人工挖孔灌注桩桩底压浆通过成孔过程中在桩底预埋的注浆管，向桩端持力层中灌注水泥浆，改变桩端持力层的物理力学性能，提高桩端阻力。对提高人工挖孔灌注桩单桩承载力较为经济，而且施工工艺简单，对桩端持力层端阻力偏低、可靠灌性好的砂、卵砾石层尤为适用。 某场地根据岩土工程勘察资料，拟采用人工挖孔灌注桩基础，并在前期进行了单桩竖向静载试验。试验结果表明单桩竖向承载力偏低。经综合分析，决定采用成桩后压浆法，对桩端卵石层进行压浆处理，以提高人工挖孔灌注桩的承载力。 本文通过压浆处理前后人工挖孔灌注桩进行的静载试验，对桩的承载力的影响进行了试验研究，确定了该工艺在人工挖孔灌注桩施工中的可行性。 2 场地工程地质概况 场地地貌单元属泾河Ⅱ级阶地，地形平坦，地面高程1259.40m～1253.70m，场地地层结构如下： ①耕土层(Q4ml)：一般厚度0.50m～1.00m，以粉土为主，含植物根等少量有机质，土质较均匀，稍湿～湿，稍密。 ②黄土状粉土(Q4al+h)：埋深0.50m～l.00m，层底呈西南高、东北低的缓坡状，标高为1259.18m～1253.44m，厚度呈西南较厚，东北较薄，为l0.80m～14.90m。黄土状粉土为黄褐色～灰褐色，土质较均匀稍湿～湿，稍密，无光泽反应，干强度低，韧性低，局部变为灰黑色，为内陆河还原环境沉积形成， 含少量有机质，局部变为粉质粘土，局部孔段下部含大量细砂粒。在场地西部，受吴老沟河的影响，黄土状粉土层上部存在卵石颗粒或卵砾石夹层，厚度约l.5m～3.0m。 ③粉细砂层：位于黄土状粉土层和卵石层之间，仅在局部区域存在，厚度很小。黄褐色～灰白色，主要矿物成分为石英、长石、云母等，砂粒较均匀，局部区域含大量粘性土，稍密、稍湿。 ④卵石层：埋深从东北至西南渐深，为11.70m～16.10m，层面高程l245.62m～l240.74m，厚度4.70m～6.90m。卵石杂色，以灰色为主，骨架颗粒主要由花岗片麻岩、花岗岩、石英岩等组成，一般粒径2cm～5cm，卵石约占全重的50％～55％，磨圆度一般．大都呈扁圆状，微风化，颗粒级配较差，填充物以中粗砂勾主，填充程度较差，稍密，局部区域含圆砾、砂土、粉土透镜体或夹层。 ⑤泥岩层：埋深19.40m～21.40m，层面高程1238.43m～1235.50m，勘察厚度0.10m～15.10m。泥岩为红褐色，主要矿物为粘土矿物，泥质结构，巨厚层状构造，表层3m～4m为强风化，为极软岩，岩体完整，岩体基本质量等级为V级。该层3m～4m以下为软岩，岩体完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。 场地地下水为孔隙潜水，主要含水层为卵石层，下部的泥岩层为隔水层。地下水埋深从西南到东北l6.20m～14.30m，水位高程l243.88m～1241.09m，地下水水力坡度为0.5％。场地地下水水位季节性变化幅度约1.0m～1.5m。 3 压浆前桩静载试验 在工程设计阶段，进行了三根桩静载试验，试验桩采用人工挖孔桩，桩端持力层为卵石层，未进行后压浆处理，试验桩参数及静载试验结果见表l表3，图l图3。  表1 1号桩竖向静载荷试验结果 试验桩基本参数 静载试验结果 单桩竖向极限承载力Qu 桩极限端阻力qp 成桩工艺 人工挖孔灌注桩（非后压浆） QS曲线性质 缓变型 2730kN 按沉降量40mm取值 1870kPa 黄土 qsk=36kPa 卵石 qsk=140kPa 桩长 14.50m 最大加荷 3600kN 桩身直径 0.85m 最大沉降量 80.06mm 桩端直径 0.85m 最大回弹量 7.61mm 桩周土岩性 黄土桩粉土 回弹率 7.61% 桩端进入卵石层深度 1.00m 沉降40mm相应荷载 2730kN 表2 2号桩竖向静载荷试验结果 试验桩基本参数 静载试验结果 单桩竖向极限承载力Qu 桩极限端阻力qp 成桩工艺 人工挖孔灌注桩（非后压浆） QS曲线性质 缓变型 4270kN接沉降量40mm取值 4.585kPa 黄土 qsk=