用灌浆法提高灌注桩的承载力.doc

用灌浆法提高灌注桩的承载力     摘要:本文分析了灌注桩承载力不高的因素,阐述了提高灌注桩承载力的对策,介绍了桩侧灌浆及桩底压力灌浆的概念以及桩底压力灌浆的广泛应用前景。关键词:灌注桩;承裁力;有容器灌浆 1、概述钻(冲、挖)孔灌注桩,从20世纪60年代初在河南省南阳地区研制应用以来,因其具有众多的优点,已广泛应用于包括软土、黄土、膨胀土等特殊土在内的各类地基和工业、民用、市政、铁路、公路、港口等各类工程实践中。和预制桩相比,钻孔桩施工时无噪声、无振动,对周围建筑及环境影响小,桩径大,入土深,承载力大。据文献[1]统计,我国钻(冲)孔桩最大桩径已达到4000mm,最大桩深已达104m,而钢管桩最大桩径为1200mm,最大桩深为83m,预应力混凝土管桩最大桩径为1300mm,最大桩深为40m。随着我国社会主义建设事业的迅速发展,伴随着高层建筑,大跨度桥梁的兴起,对桩基础的承载力有了更高的要求。大直径灌注桩因此得到快速发展,桩长和桩径也越做越大。然而,在现有的各种成桩方法中,钻孔桩虽有许多优点而被广泛采用,但在施工中却难以避免泥浆的影响,这不仅降低桩承载力的期望值,而且造成材料的严重浪费。人工挖孔桩因难以达到更大的深度,其承载力也难尽如人意。鉴于灌注桩的这种现状,如何提高桩的施工工艺水平,使投入的材料得到更为合理的利用,以大幅度提高单桩承载力,就成为工程界备受关注的热点问题。’ 2、影响钻孔灌注桩承载性能的因素在施工过程中,由于地质、施工机械的影响,常造成桩底虚土(软弱层段),~,厚者可达Im。特别是松软地层中钻孔,用泥浆护壁,孔底沉渣更不可避免;即使经过特别仔细清孔,清孔后至灌注混凝土前,仍会沉淀一些沉渣,且在成孔过程中,都普遍存在对孔壁和孔底土层的扰动。所有这些都影响了钻孔灌注桩承载力的发挥。桩的静载试验表明,钻孔灌注桩的端承力仅占其极限荷载的15%~35%,侧阻与端阻的发挥存在不同步现象。要充分发挥侧摩阻力只需几个毫米的桩顶位移,而要充分发挥端阻力的作用,需要达到桩径的10%—30%的桩顶位移[2]。这么大的位移在工程上是不允许的。桩达到破坏时,侧摩阻力达到极限而破坏,而端阻力得不到充分发挥,其潜力却很大。这就是钻孔灌注桩承载力上不去的原因。研究表明,桩底虚土的存在,不仅影响端阻的发挥,也使侧摩阻力受到损失[3]。桩周软弱夹层的存在,使得桩体与土体之间的摩擦性质发生改变,对于以桩土之间通过摩擦传递荷载来讲,是非常不利的。这正是钻孔灌注桩承载效益不高的另一原因。 3、提高钻孔灌注桩承载力的对策根据以上钻孔灌注桩承载力上不去的原因分析,工程界出现的一些提高桩基承载力的方法,大体上都是围绕消除桩底沉渣、桩周软弱夹层而设的。(1)预加载法:预先对桩底进行预压,使桩底虚土压密,提高桩的承载力。但费时、费钱,且不易实施。(2)扩大端承面积。即扩底桩,在过去的工程中用的较多,但对桩底虚土的存在仍无能为力。(3)砂衬桩技术:该法用于沉管灌注桩,施工时,利用双层套管在桩周围灌砂,成为砂套约3~10cm,砂套的存在可提高桩侧壁的摩阻力。(4)灌浆技术:灌浆法可分为先灌浆法和后灌浆法。先灌浆法是在钻孔桩成孔后至灌注混凝土前进行灌浆,即将喷头铁管放入孔底插入虚土,喷射水泥浆,使桩底虚土与水泥混合,最后再灌注桩身混凝土。后灌浆法是在桩身混凝土达到