近年来,钻孔灌注桩后压浆技术发展较快,已在许多高层建筑中应用,效果较好。例如北京市建筑设计研究院设计的现代城(四十层),采用此技术,不但桩承载力有较大提高,沉降量也减少,该栋楼在结构封顶时,最大沉降量仅为33.6mm. 未采用后压浆的普通钻孔灌注桩的缺点为: 1桩端虚土无法清除干净导致沉降较大; 2由于在水下浇灌混凝土,须采用泥浆护壁技术,因此桩侧摩阻力减小。这两点使桩的承载能力不能充分发挥。 后压浆技术的基本原理为: 当桩成形,桩身混凝土达到一定强度后,由预埋在桩身内的导管,向桩端压送高压水泥砂浆,此砂浆首先将桩端虚土压密实,然后沿桩身周围向上升,直至地面,如图。 这样,桩端的承压力可大大提高,桩身周围摩阻力也可提高不少?根据压桩试验结果分析,采用后压浆技术时,在一定条件下,十几米长的桩的承载力有可能提高 80%,二十几米长的桩的承载力有可能提高50%,三十几米长的桩的承载力有可能提高30%,经济效益很好,还可减少桩的沉降。如施工技术过硬,注浆地层主要为中,粗砂等,还有可能提高更多,例如北京市建筑设计研究院设计的郑州图书馆项目,桩身直径600,桩长约23.5m,桩底为中砂,采用桩底后压浆后,单桩承载力特征值由1600kN提高为4450kN。 为保险起见,采用 0.8X4550=3560kN,3560/1600=2.225. 采用后压浆技术,还有一个优点,就是可以利用后压浆的预留孔检查桩身混凝土的质量。过去常用小应变方法检测桩身质量,但当桩身重量较大时,小应变法就可能不准确。此时,可利用桩身预留孔采用超声波投射法,以检测桩身质量。当桩直径为800mm左右时,预留2个孔即够,直径大于1m时,宜预留3~4个孔,以备超声透射检测。 设计后压浆桩时,应注意桩承载力的提高,不能超过桩身的承载力。 来源:程懋堃大师《创新思维结构设计》 1. 浙江省地基基础设计规范 DB33T1136-2017桩底后注浆技术用在持力层为卵砾石层的桩基最为有效,其注浆后比注浆前用地质报告计算出的单桩竖向极限承载力可提高30%以上。对持力层为粉砂土层亦有效,其单桩竖向极限承载力可提高20%左右。对持力层为粘性土层桩的后注浆主要对沉渣和泥皮固结有效,亦即对群桩的变形控制有效,但单桩竖向极限承载力一般只能提高5~10%。对持力层为中风化基岩的桩,试验表明,若持力层岩性完整性好且沉渣能清理干净,则没有必要注浆反之若岩性裂隙很发育或沉渣处理难保证,则采用桩底后注浆技术仍然有效,此时主要作用是注浆后能减少群桩的沉降量和避免不均匀沉降。桩底后注浆技术也可用于持力层为松散砂砾层的预制桩或预应力管桩基础中,但其承载力取值要通过静载试验确定; 考虑到后注浆工艺、原理及质量尚有一定的不确定性,采用桩端后注浆后,建议桩的单桩承载力取值不超过按灌注桩计算的单桩承载力的30%。 2. DB42 242-2014建筑地基基础技术规范 湖北省 根据武汉地区经验,高层建筑桩基由于部分工程桩注浆管因故堵塞,经静载试验其竖向承载力约为同一工程后注浆设计承载力估算值的2/3,其他抽验正常后注浆工程桩的静载试验的承载力与设计要求基本一致,约为后注浆承载力实验值的1.3倍左右。同时在不少后压浆桩基工程中,注浆量及承载力离散性较大,为确保后压浆桩基工程总体质量,应慎重确定后压浆单桩承载力。当静载试验单桩承载力超过同类非后压浆单桩承载力静载试验值或后压浆桩预估计算值的1.3倍时,不应盲目采信。应经分析后适当降低设计单桩承载力,提高系数不应大于1.3倍。对于嵌岩桩后压浆,后压浆作为对桩底薄层沉渣的技术处理措施,不考虑单桩承载力的提高。 3. DGJ08-11-2018 地基基础设计标准—上海 桩端后注浆灌注桩的实测资料分析表明,桩端后注浆灌注桩由于注浆后桩端支承条件的改善不但使桩端阻力有大幅度提高,而且桩侧摩阻力也有大幅度提高,且主要是桩侧摩阻力的提高。经综合考虑,且结合上海地区近年来在桩端后注浆灌注桩方面工程应用的经验,提出桩端后注浆灌注桩承载力的估算方法,即可采用条文表 7.2.4-1 中灌注桩桩侧极限阻力和桩端阻力上限值,并乘以综合影响系数1. 20。需要说明的是,由于桩端后注浆灌注桩的极限承载力受多种因素的影响,采用各种预估方法得到的极限承载力与桩的实际极限承载力相比总是有一定误差的,因此具体工程的施工图设计阶段,必须强调静载荷试验的重要性,桩端后注浆灌注桩尤其是桩端后注浆大直径灌注桩,其最终极限承载力的确定必须以静载荷试验结果为依据,而不宜直接以各种预估方法得到的结果作为最终设计依据。 4. DBJ15-31-2016广东省《建筑地基基础设计规范》 混凝土灌注桩后注浆可提高桩端土的端阻力和桩周土的侧摩阻力。宜优先考虑桩底后注浆。单桩桩底注浆水泥用量(t)可按桩径(m)的2倍~3倍估计,端阻力可按静压预制桩端阻力特征值低值的0.8倍~1倍取值,桩端以上12m范围内土的侧阻力特征值可按提高0.8倍~1倍取值。后注浆灌注桩的承载力由静载试验确定。 5. 建议 1. 承载力提高幅度不得超过桩身结构承载力 2. 地层越好(中粗砂、卵砾石),提升效果越显著 3. 注浆质量、注浆量离散性较大,设计取值应保守、留安全储备 4. 大直径、重要工程桩,必须通过静载试验确定最终承载力