姑嫂樹立交上橋匝道工程樁基設(shè)計(jì)摘要在二十一世紀(jì)，隨著城市車輛的不斷增長(zhǎng)，交通擁堵問題日益凸顯，城市高架的出現(xiàn)使得交通擁堵得到有效的改善，在實(shí)現(xiàn)城市快速交通方面發(fā)揮不可代替的作用。大直徑的鉆孔灌注樁由于單樁承載能力強(qiáng)、沉降量相對(duì)小，因此在高架建設(shè)中廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁技術(shù)雖然十分成熟，但受其成孔工藝的限制，仍然難以避免地會(huì)有孔壁泥皮、樁底沉渣等因素影響其承載能力。

在工程實(shí)際中，越來越多的城市高架的鉆孔灌注樁采用后壓漿工藝，以減少樁側(cè)泥皮影響和樁端沉渣，達(dá)到控制沉降量、提高樁端承載力的目的。后壓漿工藝由于能適用于各種地層條件，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到各類重要建筑地基當(dāng)中。本文先從鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的研究意義談起，總結(jié)國(guó)內(nèi)外后壓漿領(lǐng)域的研究成果，對(duì)后壓漿技術(shù)作一個(gè)概述。并將介紹大直徑樁成孔技術(shù)，尤其是鉆孔灌注樁的施工工藝、功能特點(diǎn)及常見缺陷，由此說明鉆孔灌注樁中使用后壓漿工藝的必要性。接著，將著重介紹后壓漿技術(shù)提高單樁承載力的作用機(jī)理，分為物理作用機(jī)理和化學(xué)作用機(jī)理分別陳述。并通過列舉簡(jiǎn)單介紹后壓漿技術(shù)的適用地層和適用的工程建筑。隨后，通過以某超高層建筑的基礎(chǔ)工程為例，對(duì)后壓漿技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用有一個(gè)完整的敘述，包括其工程概況、施工條件、施工工藝及流程等。最后，立足于樁端后壓漿鉆孔灌注樁的承載力計(jì)算。介紹傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁極限承載力計(jì)算方法和幾種認(rèn)可度比較高的樁端后壓漿鉆孔灌注樁極限承載力計(jì)算方法，并以樁端固結(jié)體為球體的計(jì)算方法為例，結(jié)合工程實(shí)例計(jì)算樁端后壓漿工藝對(duì)其承載力的提升效果。同時(shí)對(duì)本工程進(jìn)行了承載力理論計(jì)算，比較壓漿前后承載力的提升效果由于鉆孔灌注樁的后壓漿技術(shù)涉及到的因素眾多，在不同地區(qū)地質(zhì)條件的不同工程中，其效果差異往往較大。本文僅針對(duì)武漢市某高架基礎(chǔ)中鉆孔灌注樁的后壓漿技術(shù)進(jìn)行探討，綜合各類文獻(xiàn)和資料，對(duì)其承載力和作用機(jī)理做出初步的探究。后壓漿技術(shù)存在的問題和今后的發(fā)展，仍然需要進(jìn)一步的研究。關(guān)鍵詞；城市高架；樁基工程；后壓漿技術(shù)；鉆孔灌注樁；單樁承載力。目錄第1章緒論 11.1鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的研究意義 11.1.1鉆孔灌注樁的功能特點(diǎn) 11.1.2鉆孔灌注樁的缺陷與不足。 11.1.3鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù) 21.2后壓漿技術(shù)的現(xiàn)狀 21.2.1后壓漿技術(shù)在國(guó)外的狀況 21.2.2后壓漿技術(shù)在國(guó)內(nèi)的狀況 31.3本章小結(jié) 4第2章鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用研究 42.1樁基的應(yīng)用及分類 42.2鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與施工工藝 52.2.1設(shè)計(jì)應(yīng)注意的要點(diǎn) 52.2.2鉆孔灌注樁的施工工藝 52.3大直徑灌注樁主流成孔技術(shù)簡(jiǎn)介及應(yīng)用 62.3.1人工開挖成孔 62.3.2機(jī)械成孔 72.3.3機(jī)械擴(kuò)底樁的成孔方法 72.4正反循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)簡(jiǎn)介 82.4.1反循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù) 82.4.2正循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù) 82.5灌注樁常見質(zhì)量問題分析 92.6本章小結(jié) 9第3章鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)作用機(jī)理 103.1鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的概念與分類 103.1.1按壓漿部位分類 113.1.2按壓漿壓力擴(kuò)散方式分類 113.1.3按壓漿工藝分類 113.2后壓漿技術(shù)作用機(jī)理 113.2.1物理作用機(jī)理 123.2.2化學(xué)作用機(jī)理 123.3鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)工程地質(zhì)適用范圍及領(lǐng)域應(yīng)用范圍 133.3.1工程地質(zhì)適用范圍 133.3.2工程建筑應(yīng)用范圍 133.4本章小結(jié) 14第4章武漢市某高架匝道基礎(chǔ)后壓漿技術(shù)工程應(yīng)用 144.1工程概況 144.2工程地質(zhì)條件 154.2.1場(chǎng)地工程地質(zhì)條件 154.2.2場(chǎng)地水文地質(zhì)條件 174.3本工程設(shè)計(jì)要求與應(yīng)用的參數(shù) 184.4鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝 184.5本章小結(jié) 20第5章灌注樁的承載力計(jì)算方法 205.1引言 215.2普通灌注樁承載力的確定 215.2.1靜力觸探法 215.2.2經(jīng)驗(yàn)法 215.2.3靜載試驗(yàn)法 225.3后壓漿灌注樁極限承載力的計(jì)算方法 225.3.1按照規(guī)范的后壓漿灌注樁承載力計(jì)算方法 225.3.2提高系數(shù)估算法 235.3.3摩阻力、端阻力綜合計(jì)算法 235.3.4按照樁端固結(jié)體為圓球的擴(kuò)底樁承載力計(jì)算公式 245.3.5橋涵地基規(guī)范計(jì)算方法 245.4本章小結(jié) 25第6章后壓漿灌注樁承載力計(jì)算實(shí)例 256.1武漢地區(qū)典型地層劃分 256.2樁端持力層為泥巖時(shí)后壓漿灌注樁的承載力情況 256.3工程實(shí)例分析 266.3.1普通鉆孔灌注樁的極限承載力 266.3.2樁端后壓漿灌注樁的極限承載力 276.3.3樁端后壓漿的提升效果 286.4本工程后壓漿承載力理論計(jì)算比較 286.5本章小結(jié) 30第七章結(jié)論 307.1結(jié)論 307.2展望 31致謝 31參考文獻(xiàn) 32 緒論鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的研究意義隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于城市高架能夠有效緩解交通擁堵問題，從而受到越來越多青睞，鉆孔灌注樁由于其獨(dú)特的性能在城市橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，而后壓法是在成樁后通過對(duì)樁端沉渣及樁側(cè)孔壁的泥皮處進(jìn)行壓漿處理，這種方法能夠有效的改善樁的邊界條件，消除樁端沉渣和樁側(cè)泥皮的不利影響、擴(kuò)大樁的支撐面積、大幅度提高樁的承載力，以便在基礎(chǔ)建設(shè)中減少樁數(shù)、減短樁長(zhǎng)、減小樁徑，節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。承載力的提高正是沉降量控制的關(guān)鍵，使得高架橋梁建設(shè)能夠滿足車輛快速行駛的要求。鉆孔灌注樁的功能特點(diǎn)鉆孔灌注樁相比預(yù)制樁等其他類型的樁，其功能特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：（1）適用于各種復(fù)雜地層。（2）施工相比于沉入樁中的錘擊法對(duì)周圍土體擾動(dòng)小噪音小單樁承載力強(qiáng)，可以制造大直徑的樁。（3）抗震性能好，能承受較大水平荷載。（4）相鄰干擾小，可密集施工。正是由于其具有上述的優(yōu)點(diǎn)，才得以在城市高架橋梁和超高層建筑中大量使用。然而，鉆孔灌注樁盡管作為一項(xiàng)成熟而可靠的技術(shù)，在工程中早已取得廣泛的檢驗(yàn)和應(yīng)用，但目前仍然存在著一下幾點(diǎn)缺陷和不足。1.1.2鉆孔灌注樁的缺陷與不足。鉆孔灌注樁的缺陷與不足主要有以下幾點(diǎn)：施工中產(chǎn)生的孔底沉渣和孔壁泥皮，影響樁的承載能力。在施工過程中，容易出現(xiàn)樁位偏差過大。灌注過程中難以避免出現(xiàn)夾泥、擴(kuò)徑、縮徑、混凝土的離析等質(zhì)量問題，影響樁身完整性。為保證承載能力，往往設(shè)計(jì)、施工上都偏向保守，影響工期和造價(jià)。屬于隱蔽工程，質(zhì)量監(jiān)測(cè)難。上述的幾點(diǎn)缺陷，在普通鉆孔灌注樁的施工中均無法避免，使用常規(guī)的灌注方法難以完全消除其帶來的隱患。在實(shí)際工程中，往往采用后壓漿技術(shù)來彌補(bǔ)傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的缺陷。1.1.3鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)后壓漿技術(shù)是指在灌注樁成樁并且強(qiáng)度符合要求之后，通過技術(shù)措施，進(jìn)一步在樁或樁端注漿提高樁的承載能力的技術(shù)方法。采用后壓漿工藝，經(jīng)由預(yù)埋的壓漿管路對(duì)鉆孔灌注樁樁端或樁側(cè)壓注水泥漿液，一方面清除了樁端沉渣，提高了樁端承載力，另一方面補(bǔ)強(qiáng)樁身、密實(shí)樁周和樁側(cè)土體、提高樁周土的粘聚力，加大樁側(cè)摩阻力REF_Ref1524\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。這兩方面共同作用下，鉆孔灌注樁的承載力得到了提高。鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)有以下幾點(diǎn)作用與優(yōu)點(diǎn)：通過水泥漿液將樁端沉渣固結(jié)從而消除樁底沉渣影響，加固樁端持力層，提高樁端承載力并減小沉降量。消除孔壁泥皮，提高樁側(cè)摩阻力。密實(shí)樁周土體，改善其受力性能，從而提高樁的承載力。對(duì)樁身存在的部分缺陷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高樁身完整性。對(duì)比不采用后壓漿技術(shù)的樁，可大大減少樁徑和樁長(zhǎng)，減少工程造價(jià)和工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。適用范圍廣。適用于無流動(dòng)水的卵礫石層、碎石土、中粗砂、稍密和中密粉細(xì)砂等土層，以及風(fēng)化巖層[2]。施工工藝簡(jiǎn)單，便于普及。后壓漿技術(shù)在基礎(chǔ)施工扮演重要的地位。采用了后壓漿的樁，和等直徑樁長(zhǎng)的樁相比，其單樁承載力大大提升，因而可以適當(dāng)縮短樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，節(jié)約施工費(fèi)用，縮短工期REF_Ref1524\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。研究后壓漿技術(shù)，分析其作用機(jī)理、適用范圍和承載力提升效果，對(duì)于城市高架建設(shè)工程的設(shè)計(jì)、施工都具有重要的指導(dǎo)作用。后壓漿技術(shù)的現(xiàn)狀后壓漿技術(shù)在國(guó)外的狀況1958年，在委內(nèi)瑞拉修建Maracaibo大橋樁基時(shí)首次應(yīng)用到后壓漿技術(shù)[3][4]。這之后，后壓漿技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，在世界各個(gè)國(guó)家、多個(gè)工程領(lǐng)域中起到重要作用。Parana運(yùn)河上橋梁基礎(chǔ)注漿采用礫石籃裝置，使用的礫石籃裝置是作為“漿液和壓力分配室”，固定在鋼筋籠底部[3][5]。在這一工程中，Bolognesi和Moretto觀察到樁端注漿不僅可以加固樁端土體，還能提高樁側(cè)阻力[1][3]。泰國(guó)工程師于80年代在礫石籃子裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在修建斜拉橋時(shí)用以進(jìn)行樁端壓漿[5]。1981年，LizziF[6].提出了一類全新的、使用閉式注漿的“FCP”樁。其壓漿設(shè)備的重要構(gòu)成是兩塊打孔的鋼板和肋板。施工時(shí)用密封層將壓力注漿室包裹住，固定在鋼筋籠上下放到孔底，注漿后上下鋼板分離，下鋼板在孔底形成擴(kuò)大頭。1983年，Littejohn,etal介紹了一種袖閥管樁端注漿裝置，并進(jìn)行注漿試驗(yàn)，試驗(yàn)表明化學(xué)漿液對(duì)于孔隙率25%～33%的地基土，可以擴(kuò)散1.8～2.1m[3][7]。StockerM.F.在1983年介紹了一種袖閥管/壓力腔聯(lián)合壓漿裝置，可以同時(shí)提高樁端阻力與樁側(cè)摩阻力[3][8]。在1989年，D.E.Sherwood通過對(duì)比分析密實(shí)砂土中，注漿樁和未注漿樁的性能，得出結(jié)論是注漿樁的剛度大大增強(qiáng)，樁端沉降明顯減少[3][9]。在1992年Olevskij介紹了一種地基處理新方法，即通過樁端壓漿，從而將樁底泥炭夾層擠出，形成固結(jié)體，避免了住宅的次固結(jié)變形[3][10]。1993年，F(xiàn)lemingW.G.K.介紹了一種U型注漿管，固定在鋼筋籠上下放到孔底，可以起注漿和聲測(cè)作用[3][11]。在1995年Boleslaw提出，大直徑樁的施工，會(huì)造成樁周土體的應(yīng)力釋放，從而擾動(dòng)孔壁與孔底土體。而在樁端進(jìn)行注漿，可以減輕擾動(dòng)，提高樁的承載性能[3][12]。隨著有限元數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，在1998年，B.D.Littlechild采用有限元數(shù)值模擬方法，模擬后壓漿機(jī)理，得出結(jié)論是樁側(cè)和樁端壓漿均能提高樁的承載能力[3][13]。在2002年，ThasnanipawNarong和AyeZaw.Z對(duì)持力層為砂礫石土層中的壓力注漿樁的承載特性進(jìn)行了研究，研究表明對(duì)砂石土層或松散大顆粒含量較多的土層注漿后的加固效果非常明顯，此時(shí)采用樁端壓漿的基樁具有更好的力學(xué)穩(wěn)定性與安全性[14][15]?？偠灾?，國(guó)外的研究者對(duì)于后壓漿技術(shù)的發(fā)展和普及做出了卓越的貢獻(xiàn)。他們不僅設(shè)計(jì)出各類壓漿設(shè)備投入使用，并在工程應(yīng)用實(shí)踐中進(jìn)行改進(jìn)，還在后壓漿作用效果和機(jī)理、承載力提升能力等方面進(jìn)行大量試驗(yàn)，取得了不少成果，為工程建設(shè)提供參考依據(jù)。后壓漿技術(shù)在國(guó)內(nèi)的狀況后壓漿技術(shù)于1980年之后引進(jìn)我國(guó)。最初，1983年北京市建筑工程研究所研制了一種樁端壓力注漿樁，是通過預(yù)留壓漿空腔的方式注漿[3]。1985年，公開報(bào)道了利用樁身埋設(shè)的聲測(cè)管來進(jìn)行樁端注漿REF_Ref3911\r\h[17]。1988年，徐州市第二建筑設(shè)計(jì)研究院研制出預(yù)留壓漿通道的樁端壓漿技術(shù)方法REF_Ref1524\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。90年代后，樁端壓漿技術(shù)在我國(guó)迅速發(fā)展，目前已有多種樁端壓力注漿裝置[25]。1995年，黑龍江省樁基礎(chǔ)工程公司研制出人工挖孔樁的樁端注漿工藝，包含壓漿管和溢漿管REF_Ref1524\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。1996年，武漢地質(zhì)勘查基礎(chǔ)工程總公司開發(fā)出壓漿成功率極高的樁端壓力注漿裝置，并將其應(yīng)用到工程中REF_Ref3911\r\h[17]。黃生根、龔維明REF_Ref23847\r\h[18]通過對(duì)蘇通大橋試驗(yàn)樁的承載力性能分析，得出結(jié)論后壓漿技術(shù)對(duì)于超長(zhǎng)大直徑樁的承載性能提升效果顯著。黃生根等人根據(jù)軟土中采用后壓漿技術(shù)的鉆孔灌注樁的靜載試驗(yàn)、應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出后壓漿鉆孔灌注樁的荷載傳遞機(jī)理REF_Ref23939\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。王紅偉等人通過對(duì)樁端后壓漿的嵌巖樁進(jìn)行承載力性能試驗(yàn)，得出樁端后壓漿對(duì)于嵌巖樁的承載能力提升效果REF_Ref24409\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。王華等人REF_Ref24631\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。通過分析樁身應(yīng)力分布，按照樁端固結(jié)體為球體的計(jì)算思路，提出了后壓漿灌注樁的承載力計(jì)算公式?？偠灾?，國(guó)內(nèi)對(duì)于鉆孔灌注樁的后壓漿技術(shù)已經(jīng)十分重視，并且也已做了極具價(jià)值的試驗(yàn)，得到了重要的結(jié)果。然而，后壓漿技術(shù)由于在工程中應(yīng)用時(shí)的復(fù)雜情況，仍然需要進(jìn)一步的研究。1.3本章小結(jié)后壓漿技術(shù)在城市高架橋梁基礎(chǔ)建設(shè)和超高層建筑領(lǐng)域，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。本文將立足于武漢市內(nèi)城市高架橋梁基礎(chǔ)中鉆孔灌注樁的施工技術(shù)特點(diǎn)與要求，闡述后壓漿技術(shù)作用機(jī)理與適用范圍，并聯(lián)系工程實(shí)例進(jìn)行理論計(jì)算，以確定后壓漿技術(shù)對(duì)樁基承載力的提升效果。第2章鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用研究2.1樁基的應(yīng)用及分類樁基是一種常見的基礎(chǔ)形式，由于其具有承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、沉降量較少的優(yōu)點(diǎn)，在城市高架橋梁建設(shè)中運(yùn)用廣泛。按照施工工藝的不同，分為灌注樁和預(yù)制樁。灌注樁：是在成孔后下放鋼筋籠到孔內(nèi)，再灌注混凝土成的樁。預(yù)制樁：是將預(yù)先制作完畢的樁，在基礎(chǔ)建設(shè)施工時(shí)利用靜壓機(jī)等設(shè)備將提前預(yù)制的樁壓入相應(yīng)的地層中。由于城市高架橋梁基礎(chǔ)直徑大且沉降控制的要求較高，而灌注樁對(duì)土體的擾動(dòng)較小、適合密集施工，因此往往采用灌注樁。2.2鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與施工工藝2.2.1設(shè)計(jì)應(yīng)注意的要點(diǎn)鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到以下幾個(gè)要點(diǎn)：地質(zhì)條件。樁應(yīng)盡量避免設(shè)置在溶洞、斷層、滑坡體、擠壓破碎帶等不良地基中，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。建筑物上部結(jié)構(gòu)的荷載特征。對(duì)于荷載大的高層建筑，要合理設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)樁徑以達(dá)到足夠大的單樁承載力。施工技術(shù)條件與環(huán)境條件。設(shè)計(jì)樁數(shù)、樁位時(shí)應(yīng)充分考慮到施工可行性與工期。選定合適的設(shè)計(jì)方法和可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)。2.2.2鉆孔灌注樁的施工工藝其施工工藝流程如下圖所示：圖2.1鉆孔灌注樁施工工藝流程圖其中，重要的施工工藝如下：施工前現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備。準(zhǔn)備工作包括平整場(chǎng)地、布置泥漿池、檢驗(yàn)鋼材等，以便后續(xù)施工。放線及護(hù)筒定位。鉆機(jī)就位前，預(yù)先在施工場(chǎng)地上找到樁位點(diǎn)，以供鉆機(jī)定位。護(hù)筒應(yīng)精確地埋設(shè)在樁位上，二者中心點(diǎn)盡量重合，以保證鉆孔位置準(zhǔn)確。鉆進(jìn)成孔。鉆機(jī)按照預(yù)設(shè)的鉆孔深度，采取適當(dāng)?shù)某煽准夹g(shù)鉆進(jìn)成孔。鉆進(jìn)時(shí)，要保證泥漿循環(huán)，并及時(shí)使用挖機(jī)將鉆渣運(yùn)出場(chǎng)地。取樣。鉆機(jī)鉆進(jìn)至巖層和終孔時(shí)均需取樣，用以送檢分析。終孔。鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)孔深時(shí)停止鉆進(jìn)，并測(cè)量此時(shí)孔深。清孔。鉆機(jī)終孔后循環(huán)換漿清孔。鋼筋籠的制作。根據(jù)實(shí)際鉆孔深度，計(jì)算出實(shí)際樁長(zhǎng)，筋籠組人員據(jù)此制作鋼筋籠。鋼筋籠的下放。鋼筋籠在拼裝焊接時(shí)，應(yīng)當(dāng)清理上、下節(jié)鋼筋籠焊接部位的表面污，并保證主筋軸線對(duì)正焊接。在鋼筋加密區(qū)和非加密區(qū)箍筋間距需要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。二次清孔。為保證孔底沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求、確保樁端承載力，在下放鋼筋籠后下放安裝導(dǎo)管，配合泥漿池進(jìn)行二次清孔。混凝土的灌注。清孔完畢后要及時(shí)灌注混凝土。砼經(jīng)檢驗(yàn)后方可灌注，灌注時(shí)需保證連續(xù)灌注，并有適當(dāng)超灌。灌注完成前，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面。2.3大直徑灌注樁主流成孔技術(shù)簡(jiǎn)介及應(yīng)用2.3.1人工開挖成孔1893年，人工開挖成孔孔灌注樁于在美國(guó)芝加哥問世,被稱為“芝加哥式挖孔樁”。其主要特點(diǎn)如下;設(shè)備要求簡(jiǎn)單。造價(jià)低?？啥鄻锻瑫r(shí)作業(yè),施工快速。樁尖持力層和樁底沉渣可肉眼觀察,受力可靠,樁徑可隨意調(diào)節(jié)。早期在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用,目前國(guó)外人工開挖灌注樁最大直徑已達(dá)8m。在國(guó)內(nèi),勞動(dòng)力廉價(jià)且豐富,人工挖孔樁更是得到青睞,特別是在沿海地下水位較高的軟土地區(qū)也大量應(yīng)用。國(guó)內(nèi)目前最大挖孔樁直徑達(dá)5m,用于湖南張家界市鷺鷥?yōu)炒髽?；最深約60m,用于福建廈門的中閩大廈[22]。雖然早期人工挖孔樁得到大量應(yīng)用，但是人工挖孔由于勞動(dòng)強(qiáng)度大,有一定的危險(xiǎn)性同時(shí)隨著勞動(dòng)力成本的提高在樁基成孔中中所占比例逐漸減少。2.3.2機(jī)械成孔機(jī)械成孔按照不同的分類方法可分多種。按成孔取土方式的不同可分為沖擊法成孔、螺旋鉆進(jìn)成孔、旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔以及沖抓式成孔和取土斗成孔;按成孔護(hù)壁方式的不同可分為泥漿護(hù)壁、套管護(hù)壁;泥漿護(hù)壁成孔可分為正循環(huán)鉆進(jìn)、反循環(huán)鉆進(jìn)。(1)機(jī)械沖擊成孔機(jī)械沖擊成孔一般會(huì)采用泥漿護(hù)壁,這是一種應(yīng)用較為廣泛的成孔方法。其施工所用機(jī)具簡(jiǎn)單,進(jìn)出場(chǎng)地也方便，同時(shí)造價(jià)低廉。沖擊成孔適用于礫石漂石土層、砂性土及微風(fēng)化層,是對(duì)付夾片石層最好的成孔方法。在沖擊成孔過程中同時(shí)也對(duì)孔壁周邊地層進(jìn)行擠密,這有利于護(hù)壁質(zhì)量的提高,在遇到容易塌孔的砂、淤泥地層時(shí)可以適當(dāng)加大泥漿比重,以便能順利成孔。沖擊成孔的樁直徑通常在0.5～1.8m,直徑最大可達(dá)到2.5m。沖擊成孔也存在一些不足，如施工周期長(zhǎng),泥皮過厚,孔底沉渣超出規(guī)范要求等諸多缺陷,施工質(zhì)量得不到準(zhǔn)確控制;鉆機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)往往泥漿四溢,不利于環(huán)境的保護(hù)和綠色施工。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔對(duì)于直徑超過2.5m的超大直徑樁,常用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的重要指標(biāo)是額定扭矩和在巖層的最大成孔直徑,目前國(guó)產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)有許多不同的型號(hào),例如鉆機(jī)KPY4000型的額定扭矩達(dá)到了220,最大直徑4m時(shí)可鉆進(jìn)80MPa的巖石。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔速度快,KPG3000鉆機(jī)在香港新機(jī)場(chǎng)使用,完成巖石強(qiáng)度200MPa、樁徑2.5m深度100m的嵌巖樁,鉆孔速度可達(dá)0.8～1.6m每臺(tái)班ADDINNE.Ref.{471A134B-FA94-499A-88A1-16D69304679A}[23]。然而旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)一次性投入較高,在對(duì)于超大直徑樁的成孔成本和效率上優(yōu)勢(shì)也較為明顯。(3)全套管鉆機(jī)成孔全套管鉆機(jī)成孔需先采用機(jī)械設(shè)備將鋼質(zhì)套管壓入相應(yīng)的地層,然后采用沖擊式抓斗或其他方式取土,形成鋼質(zhì)套管護(hù)壁的樁孔,在澆筑混凝土的過程中將套管拔出。這種成孔方法可以適用除中風(fēng)化和微風(fēng)化巖層的地層。深圳地鐵工程一期的維護(hù)結(jié)構(gòu)咬合樁施工得到,20～26m長(zhǎng)的樁,在各種砂、土和礫、卵石地層中施工,平均8h可完成1根樁[24]。全套管鉆機(jī)機(jī)械化程度相對(duì)較高,其主要特點(diǎn)有以下三點(diǎn)：①施工過程中不需要泥漿護(hù)壁,對(duì)環(huán)境污染小。②在鉆進(jìn)施工時(shí)采用全長(zhǎng)鋼護(hù)筒,以避免鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)塌孔等現(xiàn)象,可以穿過大體積溶洞和軟弱地層。③清孔徹底,可在清水狀態(tài)下灌注混凝土進(jìn)行施工,施工質(zhì)量可靠。2.3.3機(jī)械擴(kuò)底樁的成孔方法機(jī)械擴(kuò)底樁又叫鉆擴(kuò)樁,是指先用鉆機(jī)正常鉆出一定深度的鉆孔,在孔底利用專門的擴(kuò)底鉆頭將孔底部分?jǐn)U大,最終形成上部圓柱下部為擴(kuò)大錐體的樁孔。機(jī)械擴(kuò)底在穩(wěn)定的土層中才能進(jìn)行,適用于堅(jiān)硬、硬塑、可塑狀態(tài)的黏性土,密實(shí)、中密、稍密的砂土地層以及巖層。國(guó)內(nèi)施工隊(duì)伍在香港西鐵,采用Wirth.B8帶有反循環(huán)鉆擴(kuò)底設(shè)備的鉆機(jī)在微風(fēng)化石灰?guī)r中將2.5m樁擴(kuò)到3.35m,擴(kuò)孔段長(zhǎng)度5m[25]。擴(kuò)底樁能提高樁承載力的能力的較高,在樁長(zhǎng)一樣的情況下,可減小樁徑;在相樁徑相同的情況下,可適當(dāng)將樁長(zhǎng)縮短。采用擴(kuò)底樁可以將持力層由微風(fēng)化地層改為中風(fēng)化地層，甚至可以直接將強(qiáng)風(fēng)化地層作為持力層,這樣可以縮短施工時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益[22]。2.4正反循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)簡(jiǎn)介由上述鉆孔灌注樁施工工藝可知，鉆孔灌注樁的成孔是鉆孔灌注樁施工工藝的重要一環(huán)，其成孔技術(shù)主要有以下幾種。2.4.1反循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)如下圖所示，反循環(huán)鉆進(jìn)成孔是指鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)液從鉆桿外到孔壁的環(huán)形間隙進(jìn)入鉆桿內(nèi)孔，攜帶巖屑從鉆孔內(nèi)返回地面的鉆進(jìn)方法。其優(yōu)點(diǎn)是鉆進(jìn)效率高、懸浮鉆渣能力強(qiáng)。圖2.2反循環(huán)鉆進(jìn)圖2.3正循環(huán)鉆進(jìn)2.4.2正循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)如下圖所示，正循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)是指鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)液從鉆桿內(nèi)孔進(jìn)入到鉆桿外到孔壁的環(huán)形間隙，攜帶巖屑從環(huán)形間隙返回地面的鉆進(jìn)方法。相比反循環(huán)鉆進(jìn)，其工藝簡(jiǎn)單，操作容易，但鉆進(jìn)效率低，排渣能力差。2.5灌注樁常見質(zhì)量問題分析鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量問題主要發(fā)生在混凝土灌注時(shí)，有縮徑、塌孔、夾泥、斷樁等問題。縮徑：如下圖所示，是指施工過程中，由于土壓力擠壓孔壁、或塑性土層吸水膨脹等原因，導(dǎo)致孔徑縮小，灌注后實(shí)際樁徑小于設(shè)計(jì)樁徑的問題。出現(xiàn)縮徑后，應(yīng)及時(shí)用鉆頭反復(fù)掃孔，直到其達(dá)到設(shè)計(jì)樁徑。塌孔：是指施工過程中，由于沒有做好泥漿護(hù)壁、或砼灌注等待時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致孔壁坍塌，灌注時(shí)實(shí)際用混凝土遠(yuǎn)超預(yù)期、成樁效果差的問題。預(yù)防塌孔，要控制泥漿比重，合理安排砼灌注時(shí)間。斷樁：如下圖所示，斷樁是指由于混凝土灌注過慢、初凝時(shí)間太短等因素，導(dǎo)致泥漿或砂礫混入混凝土，把灌注的混凝土隔成上下兩段的問題。斷樁會(huì)嚴(yán)重影響樁身完整性，從而引起樁的承載能力不足。夾泥：如下圖所示，夾泥是指由于清孔不到位，導(dǎo)致灌注后的混凝土樁身中有軟弱夾層，嚴(yán)重影響樁身強(qiáng)度和樁的承載能力。圖2.4樁身常見質(zhì)量缺陷2.6本章小結(jié)鉆孔灌注樁因?yàn)槠浞€(wěn)定性好、單樁承載能力強(qiáng)、適用范圍廣、造價(jià)低、成孔技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)，成為樁基工程中普遍應(yīng)用的一種樁型。然而，常規(guī)的鉆孔灌注樁在混凝土灌注時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，影響其樁身完整性，限制了其承載能力。第3章鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)作用機(jī)理3.1鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的概念與分類鉆孔灌注樁的后壓漿技術(shù)是指：在鉆孔灌注樁成樁且達(dá)到一定強(qiáng)度之后，通過預(yù)埋的壓漿管，將配制好的水泥漿液注入樁端或樁側(cè)的施工方法。依據(jù)不同的分類方式，可以將鉆孔灌注樁的后壓漿技術(shù)分為以下幾類：圖3.1后壓漿技術(shù)分類如上圖所示，后壓漿工藝可以分別按壓漿部位、按壓漿壓力擴(kuò)散方式、按壓漿工藝三種方法進(jìn)行分類。3.1.1按壓漿部位分類按照壓漿部位的不同，后壓漿技術(shù)可以分為樁端后壓漿、樁側(cè)后壓漿、樁端樁側(cè)聯(lián)合后壓漿三種。樁端后壓漿：通過埋設(shè)到樁端壓漿管將水泥砂漿注入到樁端，從而固結(jié)樁端周圍土體，提高樁端承載力。樁側(cè)后壓漿：在距樁端6～11m上方按照特定的距離依次埋設(shè)壓漿管，在樁側(cè)按照差異性深度來注入漿液，從而使樁側(cè)土體變得密實(shí)，提高樁側(cè)摩阻力。樁端樁側(cè)聯(lián)合壓漿：指從上向下逐段完成樁側(cè)注漿，慢慢過渡到樁端注漿。3.1.2按壓漿壓力擴(kuò)散方式分類按照壓漿壓力擴(kuò)散方式的不同，后壓漿技術(shù)分為以下幾類。滲透壓漿：指漿液在壓力作用下，將土體孔隙中的水和空氣排出，填充孔隙從而固結(jié)土體的壓漿方法。壓密壓漿：指在壓漿管噴出的高壓漿液，沖擊土體使其變形，在壓漿管端部形成密實(shí)的“漿泡”取代土體。劈裂壓漿：指漿液在高壓作用下，打破土體的初始應(yīng)力狀態(tài)，擾動(dòng)或是破壞巖石和土體的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生更多更大的裂隙，并填充到其中。3.1.3按壓漿工藝分類按照壓漿工藝，后壓漿技術(shù)分為開式壓漿和閉式壓漿。開式壓漿：直接將壓漿管與鋼筋籠連接，成樁后將漿液直接注入到樁底和樁側(cè)的土體中的壓漿方式。閉式壓漿：將注漿室與鋼筋籠連接，成樁后先將漿液注入注漿室內(nèi)，隨著其逐漸膨脹，壓迫周圍土體并使其密實(shí)，并用漿體置換部分樁端土體的壓漿方式。3.2后壓漿技術(shù)作用機(jī)理后壓漿技術(shù)在兩方面提升了鉆孔灌注樁的承載力：一是通過固結(jié)樁周土體，改變土體結(jié)構(gòu)，減小土體孔隙率，改善了土體的受力性能，從而提高樁側(cè)土體的極限側(cè)阻力與樁端土體的極限端阻力；另一方面是在樁端形成固結(jié)體，提高樁端受力面積，從而提高了樁端承載力。其具體作用機(jī)理，將分別按物理作用機(jī)理與化學(xué)作用機(jī)理陳述。3.2.1物理作用機(jī)理這里以樁端后壓漿為例，后壓漿技術(shù)的物理作用機(jī)理主要有以下幾點(diǎn)[19][26]：（1）沖擊沉渣：后壓漿漿液從壓漿管噴出，沖走樁端沉渣，從而減少樁端沉渣帶來的沉降。（2）滲透固結(jié)：漿液填充樁底間隙與持力層巖土體的孔隙，在漿液固結(jié)后與樁端土體結(jié)合成高強(qiáng)的結(jié)石體，同時(shí)增大了樁端與持力層的接觸面積，相當(dāng)于人造了一個(gè)堅(jiān)硬的持力層，從而提高樁端承載力。（3）充填壓密：一方面漿液在壓力作用下壓密樁端土體，另一方面漿液在壓力作用下上浮，充填樁側(cè)土體的孔隙，達(dá)到固結(jié)土體的作用。（4）膠結(jié)泥皮：鉆孔灌注樁在成孔過程中孔壁不可避免地會(huì)產(chǎn)生一層結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度低的泥皮，會(huì)嚴(yán)重影響樁側(cè)摩阻力[27]。后壓漿時(shí)，高壓下的漿液不僅 能破壞樁側(cè)泥皮，還能再和它一同重新固結(jié)起高強(qiáng)度的混凝土，提高樁與土體之間的粘聚力和摩擦力，從而提高樁側(cè)摩阻力。（5）加筋作用：當(dāng)注漿壓力逐漸增大，高壓漿液將會(huì)劈裂部分土體，并滲透其中，固結(jié)后，形成堅(jiān)固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于對(duì)土體加筋，進(jìn)一步加強(qiáng)土體。（6）補(bǔ)強(qiáng)作用：漿液滲透到樁身有缺陷的部位，從而加強(qiáng)了樁身完整性。3.2.2化學(xué)作用機(jī)理后壓漿過程中發(fā)生的反應(yīng)，主要是在漿液、水泥、地基土及其所含的化合物之間發(fā)生的[27]。普通硅酸鹽水泥漿液主要化學(xué)成分有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3，在凝結(jié)與硬化的過程中會(huì)發(fā)生如下的幾種化學(xué)反應(yīng)REF_Ref25679\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。：一方面，氫氧化鈣和硅酸鈣凝膠能溶于水并繼續(xù)與水發(fā)生反應(yīng)，減少土體中水分，增加土體顆粒間的粘聚力[28]。同時(shí)反應(yīng)中產(chǎn)生的鈣離子將與土顆粒中的鈉離子、鉀離子交換，從而較小的土顆粒相互粘結(jié)形成較大的土顆粒，同時(shí)封堵地層中的孔隙，同時(shí)溶液中反應(yīng)剩余的氫氧化鈣將吸附土中或空氣中游離的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了土顆粒的硬度。另一方面，由于噴嘴的高壓或是鈣礬石膨脹引起的土體對(duì)漿液的壓力，漿液在凝固時(shí)將于砂石、土體顆粒共同凝結(jié)成結(jié)構(gòu)性好、強(qiáng)度較高的整體，從而使得固結(jié)后產(chǎn)生的水泥土的強(qiáng)度大大提高。3.3鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)工程地質(zhì)適用范圍及領(lǐng)域應(yīng)用范圍3.3.1工程地質(zhì)適用范圍從后壓漿技術(shù)加固機(jī)理可知，鉆孔灌注樁的后壓漿技術(shù)是否適用關(guān)鍵在于相應(yīng)地層是否具有可注性。因此，根據(jù)分析和工程實(shí)例、文獻(xiàn)記載REF_Ref1524\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。，這里總結(jié)出鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)工程地質(zhì)上適用的范圍：（1）土質(zhì)基礎(chǔ)。一般不選取松散的土質(zhì)基礎(chǔ)作為持力層，但后壓漿技術(shù)可對(duì)樁周松散土體有效補(bǔ)強(qiáng)從而增加樁側(cè)摩阻力，有效增大單樁承載力。（2）砂石基礎(chǔ)。砂石地層中有較大孔隙，后壓漿效果明顯。（3）強(qiáng)風(fēng)化基礎(chǔ)。巖層孔隙較大，后壓漿技術(shù)可提高樁端土體承載能力。（4）中風(fēng)化、微風(fēng)化基礎(chǔ)。盡管其巖層孔隙較小，基巖強(qiáng)度較高，后壓漿技術(shù)對(duì)樁端巖體的補(bǔ)強(qiáng)作用不大，但后壓漿技術(shù)能有效減少孔底沉渣，從而控制沉降量。3.3.2工程建筑應(yīng)用范圍后壓漿技術(shù)由于其能控制沉降量、提高單樁承載力、縮短工期等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，常常應(yīng)用到以下范圍：（1）高層、超高層建筑REF_Ref26133\r\h[20]。由于高層、超高層建筑要求基礎(chǔ)承載力極高、占地面積盡可能小、整體沉降量盡可能低，采取后壓漿工藝的鉆孔灌注樁能滿足設(shè)計(jì)要求。（2）地下工程。鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)能有效降低沉降量，減少對(duì)周圍土體擾動(dòng)。（3）軌道交通方面。軌道交通在我國(guó)發(fā)展迅速，需要在提高其速度的同時(shí)保證不發(fā)生沉降和變形，后壓漿技術(shù)可以發(fā)揮作用（4）跨江、跨海大橋REF_Ref23847\r\h[18]。由于橋梁的特殊結(jié)構(gòu)，橋墩的抗拉、抗壓能力要求極高，通過鉆孔灌注樁的后壓漿技術(shù)可加固樁周土體，使其能承受的水平荷載和豎直方向上的荷載大大提升。后壓漿技術(shù)在工程建筑領(lǐng)域應(yīng)用極廣，并且在未來還會(huì)有著更開闊的前景。3.4本章小結(jié)傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的缺陷存在的缺陷與不足，恰好可以被后壓漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)所彌補(bǔ)。并且通過對(duì)后壓漿技術(shù)的分類與物理、化學(xué)機(jī)理的討論，得出了其在工程地質(zhì)上的使用范圍和工程建筑上的應(yīng)用范圍。第4章武漢市某高架匝道基礎(chǔ)后壓漿技術(shù)工程應(yīng)用4.1工程概況武漢地產(chǎn)開發(fā)投資集團(tuán)有限公司投資興建的姑嫂樹立交上橋匝道工程，擬新增右轉(zhuǎn)上橋匝道工程西起三環(huán)線，沿三環(huán)線南側(cè)綠化帶布置，于新灣五路西側(cè)起坡，上跨現(xiàn)狀姑嫂樹左轉(zhuǎn)匝道（機(jī)場(chǎng)第二通道左轉(zhuǎn)三環(huán)線東段），南端與姑嫂樹主線高架順接。本次設(shè)計(jì)實(shí)施范圍包含四個(gè)部分：三環(huán)線局部幫寬，新建上橋匝道，姑嫂樹主線高架幫寬以及部分排水管道工程。擬建工程地理位置示意圖如下：圖4.1擬建工程地理位示意圖4.2工程地質(zhì)條件4.2.1場(chǎng)地工程地質(zhì)條件地形地貌擬建姑嫂樹立交上橋匝道工程場(chǎng)地為現(xiàn)狀姑嫂樹路和三環(huán)線，道路兩邊建筑物分布密集，交通狀況（車流、人流）擁擠，地下管網(wǎng)錯(cuò)綜紛雜。場(chǎng)地地勢(shì)總體上較平坦，局部稍有起伏，地面高程在20.64～25.30m之間。擬建場(chǎng)地地貌形態(tài)為長(zhǎng)江沖積II級(jí)階地。地層巖性據(jù)勘察揭露，本次勘探深度范圍內(nèi)擬建場(chǎng)地地層自上而下主要由4個(gè)單元層組成：（1）人工填土層（Qml）及淤泥（Ql）；（2）第四系全新統(tǒng)沖積形成的一般黏性土層、淤泥質(zhì)軟土及砂性土層（Q4al）；（3）第四系上更新統(tǒng)沖積形成的老黏性土和砂性土層（Q3al+pl），局部夾鈣化體；（4）白堊—第三系粉砂巖層、砂礫巖層（K-E）。各地層工程地質(zhì)特征列于下表：表4.1各巖土層分布及主要特征一覽表地層編號(hào)及巖土名稱年代成因?qū)禹斅裆?m)層厚(m)顏色狀態(tài)壓縮性地層包含物特征土石等級(jí)土石類別（1-1）雜填土Qml0～2.40.4～6.4雜松散-稍密高土質(zhì)不均，主要由黏性土混大量混凝土塊、碎石、碎磚塊等建筑垃圾組成。硬雜質(zhì)含量10%-40%不等，部分地段底部夾含淤泥。場(chǎng)地均有分布。II普通土（1-2）素填土Qml0～2.60.7～4.1黃褐、褐灰松散-軟塑高主要由黏性土混少量建筑垃圾、生活垃圾組成，硬雜質(zhì)含量5%-20%不等，底部多夾含淤泥、塘泥等腐殖物。部分地段分布。I松土（1-3）生活垃圾Ql1.5～51.4～2.6褐灰松散高主要由塑料、生活垃圾等組成，夾含淤泥，具腥臭味。部分地段分布。I松土（1-4）淤泥Ql2～6.20.5～7.6灰黑流塑高含有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，具腥臭味。土質(zhì)不甚均勻。部分地段分布。（2-1）粉質(zhì)黏土Q4al3.6～6.40.6～3.7褐灰、褐黃可塑中偏高土質(zhì)不甚均勻，含鐵錳氧化物。場(chǎng)地局部地段淺部揭露。II普通土（2-2）淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土Q4al2.4～2.63.4～6褐灰流塑高土質(zhì)不甚均勻，含有機(jī)質(zhì)及鐵錳氧化物。場(chǎng)地南側(cè)局部地段揭露。I松土（2-3）粉質(zhì)黏土Q4al3.5～8.40.6～9.5黃褐-褐灰可塑中土質(zhì)較均勻，含鐵錳氧化物。場(chǎng)地局部地段揭露。II普通土（3-1）黏土Q3al+p11.2～8.10.8～9.2褐黃可塑中土質(zhì)較均勻，含鐵錳氧化物、高嶺土等。場(chǎng)地大部分地段分布。II普通土（3-2）黏土Q3al+p11.3～16.21.2～25褐黃、褐紅硬塑中偏低土質(zhì)較均勻，含鐵錳氧化物、高嶺土等。場(chǎng)地均有分布。III硬土（3-3）粉質(zhì)黏土夾粉土Q3al+p18～22.31.6～10.4褐黃、褐灰可塑中土質(zhì)較均勻，含鐵錳氧化物、高嶺土等，層間夾粉土。以透鏡體的形式存在于（3-2））層中或其底部。場(chǎng)地均有分布。II普通土（3-4）粉細(xì)砂Q3al+p116.1～25.70.5～6.4褐黃、青灰稍密中砂土顆粒級(jí)配不均，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石，含白云母，粘粒含量較高。局部夾粉土微薄層。場(chǎng)地部分地段分布。I松土（3-5）中粗砂夾礫卵石Q3al+p122.2～33.31.4～8.8褐黃-灰褐中密低砂土顆粒級(jí)配不均。主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及白云母。不均勻地混夾有石英質(zhì)硅質(zhì)圓礫、卵石，磨圓度較好，次棱角狀。粒徑2～5cm，大者達(dá)11cm，含量約10～30%。局部礫卵石富集。場(chǎng)地部分大地段分布。II普通土（3-6）粉細(xì)砂Q3al+p127～502.3～22.3深灰中密低砂土顆粒級(jí)配不均。主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石，含白云母，粘粒含量較高。場(chǎng)地大部分地段分布。I松土（3-7）粉細(xì)砂夾礫卵石Q3al+p135～56.22.8～19.7深灰密實(shí)低砂土顆粒級(jí)配不均，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石，含白云母。礫、卵石含量5-30%不等，粒徑2-10cm不等，局部礫卵石富集。場(chǎng)地大部分地段分布。II普通土（3a）粉質(zhì)黏土夾粉土Q3al+p119.1～35.21.5～14.1褐灰可塑夾中密中土質(zhì)不均，含鐵錳質(zhì)氧化物。層間夾薄層粉土、粉砂。大部分地段分布。II普通土（3b）黏土鈣化體Q3al+p122.8～40.80.8～16.2灰綠堅(jiān)硬低土質(zhì)不均，以粉質(zhì)黏土、粉土夾團(tuán)塊狀粉砂，含石英、鋁土礦物成分。巖芯呈膠結(jié)較好，呈柱狀，強(qiáng)度較高。局部膠結(jié)較弱。場(chǎng)地均有分布。III硬土（3c）砂巖鈣化體Q3al+p123～41.80.5～12.5灰堅(jiān)硬/泥質(zhì)-微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，以白云巖為主，少量泥質(zhì)，鈣質(zhì)膠結(jié)。場(chǎng)地南側(cè)分布。Ⅵ堅(jiān)石（3d）圓礫Q3al+p126～561.1～16.2灰密實(shí)低石英質(zhì)圓礫、卵石為主，磨圓度較好，次棱角狀。粒徑2～5cm，約占40～60%。骨架間充填細(xì)砂，中粗砂、主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及云母。場(chǎng)地部分地段分布。II普通土（3e）卵石Q3al+p125.2～572～7.8灰密實(shí)低石英質(zhì)卵石為主，磨圓度較好，次棱角狀。粒徑2～15cm，約占50～70%。骨架間充填細(xì)砂，中粗砂、主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及云母。場(chǎng)地部分地段分布。III硬土（4-1）強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖K-E49～66.50.6～6.6褐紅、灰綠堅(jiān)硬低巖石大部分已風(fēng)化成土狀，局部夾有極少量的巖塊，干燒可鉆進(jìn)。屬于極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。III硬土（4-2）強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖K-E49～67.6最大揭露17紅灰堅(jiān)硬低巖石已風(fēng)化成砂土夾圓礫、卵石狀，具較微弱泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)。塊狀構(gòu)造。屬于軟巖，局部母巖體塊石富集，鉆進(jìn)困難，可鉆性1.0～1.5m/h，巖體破碎?；举|(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。場(chǎng)地均有分布。Ⅳ軟石（4-3）中風(fēng)化粉砂巖K-E58.8～72最大揭露7.4褐紅、灰綠堅(jiān)硬巖芯完整，呈長(zhǎng)柱狀，可鉆性2.0～3.0m/h，RQD=99%，泥質(zhì)砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖體完整性屬于極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。III硬土（4-4）中風(fēng)化砂礫巖K-E60～71.1最大揭露8褐紅～紅灰堅(jiān)硬節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖芯較完整，局部較破碎，呈短柱狀，可鉆性0.8～1.0m/h，RQD=85%左右，砂、礫狀結(jié)構(gòu)，主要為鐵、鈣質(zhì)膠結(jié)，塊狀構(gòu)造。巖體完整性屬于軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。V次堅(jiān)石4.2.2場(chǎng)地水文地質(zhì)條件（一）地表水?dāng)M建工程及臨近無湖塘分布，無地表水分布。（二）地下水本場(chǎng)區(qū)地下水按賦存條件，可分為上層滯水、孔隙承壓水和基巖裂隙水。上層滯水主要賦存于場(chǎng)地（1）單元層填土層中，水位不連續(xù)，無統(tǒng)一的自由水面，主要接受大氣降水及地表散水垂直下滲補(bǔ)給，以蒸發(fā)和逐步下滲的方式排泄。勘察期間測(cè)得上層滯水水位在0.2-4.0m之間變化，其水量一般不大，但不容忽視，在道路路基、管溝開挖過程中及樁基承臺(tái)開挖過程中應(yīng)做好防排水及支護(hù)工作?？紫冻袎核饕植紙?chǎng)地（3）單元層中的粉砂、粉細(xì)砂、中粗砂夾礫卵石、粉細(xì)砂夾礫卵石及圓礫中。與長(zhǎng)江的水力聯(lián)系密切，互補(bǔ)關(guān)系、季節(jié)性變化規(guī)律明顯，含水層頂板為上部黏性土，底板為基巖，其水量較為豐富?？辈炱陂g于K38孔進(jìn)行了承壓水觀測(cè)工作，孔隙承壓水水頭在地面以下約10.5m，標(biāo)高11.5m，據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，該區(qū)域承壓水水頭標(biāo)高一般在11.0-3.0m間，年變幅3-5m?；鶐r裂隙水主要為碎屑巖裂隙水，其賦存于第（4）單元層白堊-下第三系（K-E）粉砂巖、砂礫巖等的構(gòu)造裂隙及風(fēng)化裂隙中，水量一般較小，對(duì)工程影響不大。（三）場(chǎng)地水和土的腐蝕性勘察期間于K40、K47兩孔采取了2組上層滯水，擬建場(chǎng)地環(huán)境類型為Ⅱ類，弱透水層（B），結(jié)合水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)結(jié)果綜合判定擬建場(chǎng)地地下水對(duì)鋼筋混凝土及混凝土中的鋼筋具微腐蝕性。選取場(chǎng)地K26、K42孔所取2組土樣進(jìn)行土壤腐蝕性分析，本場(chǎng)地環(huán)境類型為Ⅱ類，地層滲透性（B類），結(jié)合土壤腐蝕性試驗(yàn)結(jié)果綜合判定，場(chǎng)地土壤對(duì)鋼筋混凝土及混凝土中的鋼筋具微腐蝕性。4.3本工程設(shè)計(jì)要求與應(yīng)用的參數(shù)表4.3本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本參數(shù)建筑物名稱工程項(xiàng)目的技術(shù)條件備注（橋長(zhǎng)、跨度等）基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)形狀尺寸基礎(chǔ)預(yù)計(jì)埋深單樁載荷(KN)主線幫寬橋橋墩樁基礎(chǔ)1.5m、1.3m7500/6000基本跨度約30m,最大約50m匝道橋墩樁基礎(chǔ)1.3m6000基本跨度30m，最大跨度35m橋臺(tái)樁基礎(chǔ)1.2m40004.4鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝后壓漿施工工藝流程如下圖所示：圖4.1后壓漿施工工藝流程樁端后注漿是灌注樁成樁且具有一定強(qiáng)度后，采用預(yù)埋的壓漿裝置進(jìn)行注漿。壓漿時(shí)，水泥型號(hào)為P42.5普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為0.4～0.65。配好后，通過濕磨機(jī)對(duì)漿液進(jìn)行細(xì)化處理，而后方能注漿。樁身對(duì)稱設(shè)置4根注漿導(dǎo)管,2根樁端壓漿，2根樁側(cè)壓漿，均采用的壁厚不小于3mm、內(nèi)徑不小于25mm鋼管機(jī)械連接，并且在接頭處纏上止水膠帶。成樁后的八小時(shí)內(nèi)，使用清水開塞，在樁身混凝土凝固一段時(shí)間、具有一定強(qiáng)度后才能開始進(jìn)行后壓漿。注漿壓力應(yīng)大于注漿深度處土層壓力，并維持低壓慢速，漿液流量不得超出每分鐘75L。后壓漿的質(zhì)量控制同時(shí)控制注漿量和注漿壓力，且以漿液注入量控制為主，泵送終止壓力控制為輔。注漿終止條件：注漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)要求；或者注漿總量已達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%。具體操作步驟如下[30]：（1）壓漿導(dǎo)管的制作導(dǎo)管遠(yuǎn)離樁端的一側(cè)加絲堵，靠近樁端的一側(cè)則旋接壓漿閥。（2）壓漿閥及壓漿軟管的安裝下放鋼筋籠時(shí)，將壓漿管固定在鋼筋籠上，并在最底部的壓漿導(dǎo)管上安裝壓漿閥，要與樁身鋼筋底面標(biāo)高平[30]。（3）壓漿施工a、測(cè)試、調(diào)節(jié)完畢壓漿裝置后，通過三通將注漿管與壓漿導(dǎo)管連接。b、根據(jù)預(yù)估的注漿量，攪拌水泥漿液，及時(shí)計(jì)量并記錄其比重。c、樁端2根壓漿管在樁身混凝土澆筑完畢后24小時(shí)內(nèi)用壓漿泵注入清水開塞[27]。d、開始注漿時(shí)，開塞壓力會(huì)導(dǎo)致最初的注漿壓力偏高，這屬于正常現(xiàn)象。及時(shí)觀察并記錄壓力表的讀數(shù)和水泥漿液的注入情況。一旦發(fā)生壓力偏高、不足或樁側(cè)溢漿等問題，按照規(guī)范并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況采取相應(yīng)的措施。e、到達(dá)注漿量時(shí)停止注漿，并記錄此時(shí)后壓漿的各個(gè)參數(shù)，然后將高壓管清潔沖洗后儲(chǔ)存[30]。4.5本章小結(jié)本工程中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的樁端持力層為中風(fēng)化泥巖，樁側(cè)有雜填土、粉質(zhì)粘土等松散地層。通過后壓漿工藝，可使樁周、樁側(cè)土體變得密實(shí)、樁端沉渣隱患得到根除、樁身強(qiáng)度得到補(bǔ)強(qiáng)，從而提高了鉆孔灌注樁的樁身完整性和承載能力。第5章灌注樁的承載力計(jì)算方法5.1引言對(duì)于采用后壓漿技術(shù)的鉆孔灌注樁，分析其承載力相比普通的鉆孔灌注樁有多大提升，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)上對(duì)采用后壓漿工藝的灌注樁樁長(zhǎng)、樁徑可以有多大程度的縮減，這對(duì)預(yù)估工期、工程預(yù)算上具有重要的意義。本章將從普通灌注樁的承載力入手，首先介紹幾種常用的承載力確定方法；然后再整理現(xiàn)有的研究，提出并簡(jiǎn)單分析幾種目前較為常見的后壓漿灌注樁承載力的確定方法。5.2普通灌注樁承載力的確定一般認(rèn)為，普通灌注樁的承載力由兩部分組成：樁側(cè)摩阻力和樁端阻力。確定普通灌注樁承載力的常用方法有下述幾種。5.2.1靜力觸探法靜力觸探法是通過靜力觸探探頭在樁端附近進(jìn)行觸探，通過觸探資料計(jì)算出灌注樁的樁端極限承載力。計(jì)算方法如下：（5.1）對(duì)于樁長(zhǎng)小于15m的樁，α取0.75；對(duì)于樁長(zhǎng)大于等于15m小于等于30m的樁，α值按樁長(zhǎng)直線內(nèi)插法取0.75-0.90；對(duì)于大于30m的樁，α取0.90。5.2.2經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法是根據(jù)試樁承載力試驗(yàn)結(jié)果與樁端土層的物理力學(xué)進(jìn)行對(duì)比分析，通過大量統(tǒng)計(jì)，從而建立起樁端阻力與土層力學(xué)參數(shù)之間經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，再通過這種經(jīng)驗(yàn)關(guān)系估算樁的承載力。（1）普通單樁極限承載力對(duì)于樁徑不大且非嵌巖樁的單樁，采用以下公式計(jì)算其樁端極限承載力。 （5.2）其中，qpk、qsik 二者可根據(jù)持力層類型、樁型、樁長(zhǎng)查表得到其值，從而得出普通單樁樁端極限承載力。（2）大直徑樁樁端極限承載力對(duì)于樁徑大于800mm的樁，其端阻力存在一定的尺寸效應(yīng)，故按照規(guī)范有以下公式指導(dǎo)計(jì)算：（5.3）其中，ψp是指大直徑樁端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，由查表得到；qsik 取樁徑800mm時(shí)的值；ψsi是指大直徑樁側(cè)阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，由查表得到；qpk取樁徑800mm時(shí)的值。（3）嵌巖樁的單樁極限承載力對(duì)于樁端嵌于相對(duì)完整基巖基巖的樁，可以按下式計(jì)算：（5.4）5.2.3靜載試驗(yàn)法靜載試驗(yàn)法是指進(jìn)行單樁靜載試驗(yàn)，并通過埋設(shè)的各類測(cè)試元件獲得樁基有關(guān)力學(xué)性能的方法。該方法測(cè)得的承載力精確可靠，且能得到樁在變形過程中物理-力學(xué)參數(shù)的變化關(guān)系，缺點(diǎn)是耗費(fèi)較大，因此往往只在試樁中采用。5.3后壓漿灌注樁極限承載力的計(jì)算方法一般認(rèn)為，后壓漿灌注樁的單樁極限承載力由非增強(qiáng)段總極限側(cè)阻力、增強(qiáng)段總極限側(cè)阻力、總極限端阻力組成。由后壓漿技術(shù)的作用機(jī)理可知，后壓漿一方面是對(duì)除去沉渣、泥皮以及對(duì)土體的固結(jié)，加強(qiáng)了樁周土體抗壓抗剪強(qiáng)度，提高摩阻力；另一方面是在樁底形成固結(jié)體，從而改變了樁端處的形狀、樁徑，從而加強(qiáng)了樁端承載能力。按照這個(gè)原則，目前常用的計(jì)算方法有以下幾種。5.3.1按照規(guī)范的后壓漿灌注樁承載力計(jì)算方法根據(jù)JGJ-2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于采用了后壓漿且符合規(guī)范的樁基，其單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可以按下式計(jì)算：（5.5）其中，后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)可按下表取值：表5.1后注漿增強(qiáng)系數(shù)土層名稱淤泥、淤泥質(zhì)土黏性土、粉土粉砂、細(xì)砂中砂粗砂、礫砂礫石、卵石全分化巖、強(qiáng)分化巖βsi1.2-1.31.4-1.81.6-2.01.7-2.12.0-2.52.4-3.01.4-1.8βp2.2-2.52.4-2.82.6-3.03.0-3.53.2-4.02.0-提高系數(shù)估算法龔維明、呂志濤利用靜載荷試樁結(jié)果，提出后注漿灌注樁承載力R的經(jīng)驗(yàn)估算公式REF_Ref24899\r\h[31]： （5.6）其中，n為后注漿承載力提高系數(shù)，Rk為未注漿樁的承載力標(biāo)準(zhǔn)值。該方法的特點(diǎn)是利用經(jīng)驗(yàn)直接將普通灌注樁的承載力按一定系數(shù)放大，計(jì)算簡(jiǎn)單，然而缺點(diǎn)是n的取值太依賴經(jīng)驗(yàn)，理論上也難以解釋，只作為估算。5.3.3摩阻力、端阻力綜合計(jì)算法黃生根、劉萍把樁端固結(jié)體看作是一個(gè)短圓柱體，綜合考慮了樁底后注漿形成的固結(jié)體的摩阻力與端阻力，從而提出了綜合估算公式[32]。計(jì)算公式如下：(4.7)式中其他符號(hào)含義均與前文相同，特別地，Ag為固結(jié)體截面積；Ug為固結(jié)體周長(zhǎng)。該計(jì)算方法把樁端后壓漿形成的加固體視作圓柱，并綜合考慮了加固體對(duì)樁側(cè)摩阻力、樁端阻力的影響，從而得出較為精確的后壓漿灌注樁承載能力。缺點(diǎn)是樁端固結(jié)體形狀與地層條件、施工情況等密切相關(guān)，難以確定。5.3.4按照樁端固結(jié)體為圓球的擴(kuò)底樁承載力計(jì)算公式王華、李鏡培等人REF_Ref24631\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。提出的改進(jìn)后的承載力計(jì)算方法，是把漿液在樁端形成的固結(jié)體視作球形，再對(duì)規(guī)范中給出的計(jì)算公式進(jìn)行改進(jìn)后得到，即在后壓漿增強(qiáng)段，樁身半徑變大，樁端面積增大。由于樁端處為球體，故端阻力承載面積只有球體總表面積的一半。即可得出公式如下：(4.8)其中，K為端阻力修正系數(shù)，取0.6～0.8；R為原樁身半徑；r為設(shè)計(jì)漿液的擴(kuò)散半徑，一般粘性土取r=0.1～0.15m，砂性土取r=0.15～0.3mREF_Ref24631\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。5.3.5橋涵地基規(guī)范計(jì)算方法在《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(7TGD63-2007)中提供了計(jì)算后注漿基樁的受壓承載力容許值的方法，公式如下：式中：［Ra］為粧端后注漿樁的單樁軸向受壓承載力容許值；為第i層土的側(cè)阻力增強(qiáng)系數(shù)，為端阻力增強(qiáng)系數(shù)。無當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)時(shí)可按照表5.2選取。表5.2后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)土層名稱粘性土、粉土粉砂細(xì)砂中砂粗砂礫砂碎石土βsi1.3-1.41.5-1.61.5-1.71.6-1.81.5-1.81.6-2.01.5-1.6βp1.5-1.81.8-2.01.8-2.12.0-2.32.2-2.42.2-2.42.2-2.55.4本章小結(jié)本章整理了多種普通灌注樁和后壓漿灌注樁承載力的計(jì)算方法，并簡(jiǎn)要說明了其計(jì)算依據(jù)和參數(shù)確定方法，為下一章計(jì)算分析樁端后壓漿承載力提升效果提供支持。第6章后壓漿灌注樁承載力計(jì)算實(shí)例6.1武漢地區(qū)典型地層劃分武漢市總體地層以第四紀(jì)為主，按地貌主要可劃分為三個(gè)階地。一級(jí)階地：位于漢口、武昌、漢陽沿江一帶，屬于第四紀(jì)全新統(tǒng)，地層主要由粘性土、砂性土和砂卵石層組成。其地層組合表現(xiàn)出典型的二元結(jié)構(gòu)特征，即上部地層為黏性土為主，下部地層為砂土、礫石、卵石為主，在其底部多為基巖REF_Ref25255\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。二級(jí)階地：位于青山區(qū)、東西湖區(qū)一帶，屬于第四紀(jì)晚更新統(tǒng)，地層主要由黏性土和砂性土組成。其地層組合與一級(jí)階地相似，上部地層以黏性土為主，下部為密實(shí)的砂卵石層，底部為基巖或中更新統(tǒng)老土層REF_Ref25255\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。三級(jí)階地：位于一級(jí)階地、二級(jí)階地以外，屬于第四紀(jì)中更新統(tǒng)，地層一般以密實(shí)的老黏土為主，底部有碎石夾黏土層REF_Ref25255\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。。6.2樁端持力層為泥巖時(shí)后壓漿灌注樁的承載力情況首先定義β為后壓漿灌注樁的承載力提升幅度，如下：（4.9）這里以西寧某工程中的鉆孔灌注樁為例REF_Ref25144\r\h錯(cuò)誤!未找到引用源。，計(jì)算后壓漿對(duì)于樁端持力層為泥巖的灌注樁承載力的提升效果。兩根試驗(yàn)樁參數(shù)為樁徑為730mm，樁長(zhǎng)25.00m，樁端持力層為中風(fēng)化泥巖，嵌巖深度為3.0m，樁身混凝土強(qiáng)度為C30；一樁采用樁端后壓漿，水泥用量為1.95t，一樁為普通鉆孔灌注樁。分別對(duì)其進(jìn)行樁基靜載荷實(shí)驗(yàn)，通過慢速維持荷載法，測(cè)量得出其極限承載力分別為7730kN和4710kN。對(duì)比壓漿前后該樁的極限承載力，該后壓漿灌注樁承載力提升幅度β達(dá)到了(7730-4710)/4710=64%。這說明后壓漿對(duì)于樁端持力層為中風(fēng)化泥巖的鉆孔灌注樁的承載能力仍有顯著的提升效果。6.3工程實(shí)例分析這里以武漢市某超高層建筑的樁端后壓漿鉆孔灌注樁為例，分別對(duì)其未注漿承載力和樁端注漿后的承載力進(jìn)行理論計(jì)算，分析此工程中樁端后壓漿對(duì)鉆孔灌注樁承載力理論上的提升效果。該工程中，鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為45m，設(shè)計(jì)樁徑為800mm，持力層為中風(fēng)化泥巖，其樁端進(jìn)入巖層3m，其混凝土強(qiáng)度為C50，采用樁端后壓漿。該工程中甲方并未提供正式的地勘資料，其各巖土層分布見前表。根據(jù)工程實(shí)際情況，樁側(cè)地層近似簡(jiǎn)化為①軟塑粉質(zhì)黏土29m、②中密粉細(xì)砂3m、③軟塑粉質(zhì)黏土5m、④密實(shí)礫砂夾卵石2m,⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖3m、⑥中風(fēng)化泥巖3m，樁端為⑥中風(fēng)化泥巖。6.3.1普通鉆孔灌注樁的極限承載力由于缺少詳細(xì)的地層信息，故按保守方法計(jì)算，查表按照經(jīng)驗(yàn)取樁側(cè)各土層的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值如下：表6.1普通鉆孔灌注樁各土層極限側(cè)阻力厚度li/m極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qukuqsikli/kN①粉質(zhì)黏土29402913.92②粉細(xì)砂355414.48③粉質(zhì)黏土540502.4④礫砂夾卵石2120602.88⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖31501130.4查表可知，中風(fēng)化泥巖的天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk=7.5MPa。取樁端為中風(fēng)化泥巖，嵌巖深度3m，則嵌巖深徑比ht/d=3/0.8=3.75。由于中風(fēng)化泥巖屬于軟巖，故取嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù)ξr=1.43。按照前文所述公式，計(jì)算過程如下：故普通灌注樁的極限承載力為10947.08kN6.3.2樁端后壓漿灌注樁的極限承載力綜合考慮多種計(jì)算方法，這里依據(jù)樁端固結(jié)體為球體的擴(kuò)底樁承載力計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。由于樁端為中風(fēng)化泥巖，根據(jù)中風(fēng)化泥巖的滲透系數(shù)，確定其設(shè)計(jì)漿液的擴(kuò)散半徑r取值為0.1m，從而后壓漿增強(qiáng)段樁的半徑（R+r）為0.5m。首先計(jì)算后壓漿之后樁側(cè)極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值。由于采用樁端后壓漿，按照該算法，則豎向增強(qiáng)段為樁端以上9m，則后壓漿后地層分布有：①軟塑粉質(zhì)黏土32m、②中密粉細(xì)砂3m、③1軟塑粉質(zhì)黏土5m、④密實(shí)礫砂夾卵石增強(qiáng)段2m,⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖增強(qiáng)段3m，⑥中風(fēng)化泥巖增強(qiáng)段3m，極限側(cè)阻力情況如下：表6.2后壓漿灌注樁各土層極限側(cè)阻力厚度li/m增強(qiáng)系數(shù)βsiquk/kpa對(duì)應(yīng)土層極限側(cè)阻力/kN①粉質(zhì)黏土29402913.92②粉細(xì)砂355414.48③粉質(zhì)黏土555502.4④礫砂夾卵石增強(qiáng)段22.41201808.64⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖增強(qiáng)段31.41501978.2⑥中風(fēng)化泥巖增強(qiáng)段31.11501554.3從而，后壓漿之后樁側(cè)的總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為9171.94kN。對(duì)于樁端后壓漿后的樁端承載力，按照前文提及的公式，由于樁端為中風(fēng)化泥巖，這里取端阻力修正系數(shù)為0.6，后注漿端阻力增強(qiáng)系數(shù)βp為1.2，故按照固結(jié)體為球體計(jì)算其后壓漿之后的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：即極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為8478kN。從而，樁端后壓漿的灌注樁極限承載力為17649.94kN。6.3.3樁端后壓漿的提升效果承載力對(duì)比分析，在該工程實(shí)例中，樁端后壓漿總承載力的提升幅度達(dá)到了（17649.94-10947.08）/10947.08=61.23%；極限樁側(cè)阻力的提升幅度為（9171.94-5564.08）/5564.08=64.8%；極限端阻力的提升幅度為（8478-5383）/5383=57.5%。這與前文中提到的樁端持力層為中風(fēng)化泥巖的鉆孔灌注樁的提升效果64%相近，說明以樁底固結(jié)體為圓球的樁端后壓漿承載力計(jì)算方法是合理的。同時(shí)，可以看到，樁側(cè)極限阻力的提升幅度有64.8%，超過了極限端阻力的提升幅度57.5%，且二值相差不大。這說明在這一工程案例中，樁端后壓漿對(duì)樁側(cè)阻力、樁端阻力的影響都十分顯著，且對(duì)樁側(cè)阻力的提升效果要高于對(duì)樁端阻力的提升效果。分析其原因，是樁端持力層作為中風(fēng)化泥巖，本身已經(jīng)具有較高的樁端承載力，后壓漿對(duì)樁端的作用主要是擴(kuò)大樁端半徑、改變樁端受力形狀，而對(duì)樁周土體的強(qiáng)化作用有限；同時(shí)樁側(cè)極限阻力提升幅度較大，這是由于后壓漿技術(shù)對(duì)樁周土體的固結(jié)作用，大幅提高了樁側(cè)摩阻力。6.4本工程后壓漿承載力理論計(jì)算比較應(yīng)本工程為城市高架匝道建設(shè)工程，故采用《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算：KC39的地層信息如下表：以勘查提供的孔KC39為例計(jì)算理論承載力。未采用后壓漿時(shí)：鉆孔灌注樁選擇以強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖作為樁端持力層時(shí)，按摩擦樁進(jìn)行計(jì)算。其中qr取1000KPa。表6.3孔KC39地層信息一覽表巖土名稱厚度mQikQik×li淤泥1.820361粉質(zhì)黏土0.650301黏土12551101粉質(zhì)黏土夾粉土12607201粉細(xì)砂6.634224.41卵石4.61506901黏土鈣化體9.2857821粉細(xì)砂夾礫卵石4.766310.21圓礫4.1125512.51強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖5.31206361.5強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖1.8150270Βp=1.6所以單樁承載力容許值為=11306.59KN當(dāng)采用后壓漿工藝時(shí)，查表βp取1.6承載力容許值為=13115.23KN理論承載力提高16%。當(dāng)鉆孔灌注樁選擇以中風(fēng)化砂礫巖作為樁端持力層時(shí)，按端承樁進(jìn)行計(jì)算。y以勘查提供的KC20為例，其地層信息如下:表6.4孔KC20地層信息一覽表地層名稱厚度li×qikβsi淤泥1.1020221黏土10.5055577.51粉質(zhì)黏土夾粉土16.806010081黏土鈣化體13.608511561中粗砂夾礫卵石2.2058127.61強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖13.3015019951.6中風(fēng)化粉砂巖2.40701681.5強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖1.601502401.6中風(fēng)化砂礫巖1.20βp=2.2利用下列公式進(jìn)行計(jì)算=18137.2209KN采用樁端后壓漿工藝時(shí)，承載力容許值為=18317.4255在采用中風(fēng)化砂礫巖作為樁端持力層時(shí)承載力提升不高。6.5本章小結(jié)本章首先對(duì)工程所處的武漢市地區(qū)地層進(jìn)行劃分，說明該區(qū)域的地層分布情況；再從對(duì)已知的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得出樁端持力層為中風(fēng)化泥巖的后壓漿灌注樁承載力提升效果；最后結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行理論計(jì)算，并對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)論7.1結(jié)論本文通過對(duì)后壓漿技術(shù)在工程上的應(yīng)用實(shí)踐得出以下結(jié)論（1）鉆孔灌注樁本身缺陷與后壓漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，是樁基工程中普遍應(yīng)用。然而由于成孔工藝與施工技術(shù)條件的限制，鉆孔泥皮、孔底沉渣等問題不可避免地對(duì)單樁承載力造成影響，使得建設(shè)成本居高不下。通過后壓漿技術(shù)，改善灌注樁的邊界條件以便其提高承載力，從而對(duì)樁的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，節(jié)約工程建設(shè)成本。（2）后壓漿對(duì)鉆孔灌注樁承載力提高的機(jī)理通過高壓注射水泥漿，使其在凝固后改善樁身土層摩擦阻力、形成樁端固結(jié)體兩個(gè)方面提高了鉆孔灌注樁的承載力。其物理作用機(jī)理有沖擊沉渣、滲透固結(jié)、充填壓密、膠結(jié)泥皮、加筋作用、補(bǔ)強(qiáng)作用；化學(xué)作用機(jī)理分為兩方面，一是使得土體顆粒不斷變大、減少土體水分從而提高粘聚力，二是土體顆粒與漿液結(jié)合，改善受力性能。物理作用與化學(xué)作用共同發(fā)揮了作用，從而提高了鉆孔灌注樁的承載能力。（3）后壓漿技術(shù)的適用范圍廣在工程地質(zhì)上，后壓漿技術(shù)適用于各類地層。對(duì)于松散土層、砂石地層、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化地層，后壓漿技術(shù)能有效地加強(qiáng)土體，改善其承載性能；通過對(duì)本工程樁基后壓漿承載力理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)對(duì)于中風(fēng)化巖層，后壓漿技術(shù)雖然對(duì)樁端土體的補(bǔ)強(qiáng)作用不大。工程建筑上，后壓漿技術(shù)適用于高層、超高層建筑、地下工程、軌道交通、橋梁等方面。（4）樁端后壓漿的鉆孔灌注樁承載力計(jì)算方法以樁端固結(jié)體為球體的鉆孔灌注樁承載力計(jì)算方法，對(duì)于樁端處于中風(fēng)化巖的鉆孔灌注樁依然適用。通過對(duì)本工程壓漿理論計(jì)算，對(duì)樁基設(shè)計(jì)提供參考，在持力層選擇、樁長(zhǎng)、樁徑的設(shè)計(jì)時(shí)方案更加合理。7.2展望后壓漿技術(shù)作為一種工程實(shí)用技術(shù)，注漿效果由于地質(zhì)條件、注漿參數(shù)、施工工藝的不同而差別較大，無法對(duì)不同壓漿工藝對(duì)地層的改善效果進(jìn)行比較研究，同時(shí)對(duì)注漿效果的研究多是在單樁承載力方面。對(duì)密集后壓漿的灌注樁之間的相互影響研究較少以及后壓漿對(duì)樁多少范圍內(nèi)的土層具有改善作用也是少有研究。希望能夠?qū)ζ溥M(jìn)行研究，提高后壓漿技術(shù)的精確施工。致謝一晃四年，大學(xué)時(shí)光已到末尾。從西北鄉(xiāng)村到武漢地大，求學(xué)之路可謂是路途遙遠(yuǎn)，這條路始于求知。然而四年大學(xué)求學(xué)之路將畫上句號(hào)，心里多是不舍。似昨日初進(jìn)學(xué)校。感謝學(xué)校和老師四年照顧和關(guān)心，讓我在這里學(xué)習(xí)，感受到大學(xué)的多姿多彩。感受到知識(shí)的浩瀚。本論文在導(dǎo)師鄭君老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從實(shí)習(xí)、論文的選題、修改到論文的最后完成，都離不開老師的幫助。在這里跟老師說聲謝謝。參考文獻(xiàn)胡勝華,張所邦,韓朝,等.灌注樁后壓漿技術(shù)的工程實(shí)踐[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2014(12):71-74.DB42/242－2003，建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范［S］．王秀哲,龔維明,薛國(guó)亞等.樁端后注漿技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].施工技術(shù),2004,(5):28-31.DOI:10.3969/j.issn.1002-8498.2004.05.009.Bruek,D.A.EnchancingtheperformanceofLargeDiameterPilesbyGrouting[J].GroundEngineering，1986(5).Bolognesi，A.J.L.&Moretto，O.Stagegroutingperloadingoflargepilesonsand[C