关于后注浆灌注桩承载力问题
1. 注浆类型
有桩端后注浆、桩侧后注浆及桩端桩侧联合后注浆几种。目前较广泛采用的是桩端后注浆,也有一些工程采用桩端桩侧联合后注浆(如CCTV主楼工程)。桩侧后注浆单独采用则主要用于抗拔桩(如上海世博500kv地下变电站)。
桩端后注浆有封闭式和开放式两种,目前普遍采用的是后者,施工简单,但加固区域不明确,根据桩身轴力的量测结果反推,其机理在于加固桩端和沿桩侧返浆提高侧摩阻力。
桩侧后注浆的工艺则相对要复杂些,因为桩端后注浆通常都能满足要求,因此,对于一般的工程,桩端桩侧联合注浆的必要性也就没有那么迫切了。
2提高承载力
桩端后注浆提高承载力的比例并不是后注浆灌注桩应用中的突出问题。从已有的文献来看,总体规律是粗粒土的效果好于细粒土。就上海软土地区而言,以粉土和细砂为持力层的长桩和超长桩,桩端后注浆桩承载力的比例提高有30%~100%,甚至更高。实际上,后注浆桩载荷试验到达极限的资料较少,所以实际的提高比例应该还要高。
另外,提高比例的说法还要看是与什么值比,是后注浆桩承载力的试验值比上常规桩的试验值,还是后注浆桩承载力的试验值比上理论计算值。这在工程上是一个相对复杂的的问题。有一个工程,计算值为9100kN,载荷试验值为5400kN,远低于理论计算值,而采用桩端后注浆后,最大加载达到12000kN,还没到达极限。因此,有人说后注浆提高承载力1倍以上。实际上这种说法有失偏。对于上述桩往往是由于桩身长并穿越深厚的砂层,不采取相关的工程措施,承载力往往达不到设计要求。后注浆不但能弥补一定的工艺缺陷,还能使得承载力有所提高。因此,对于一些特殊的地层,注浆是必要的,其意义并不在于提高百分之几十的承载力。
另外还要提一句,后注浆提高承载力的机理并非简单的提高侧摩阻和端阻,还有一个重要的因素是改善了桩端支承条件,从而使得侧摩阻力得以充分的发挥和强化。
3.后注浆桩承载力的取值
桩基技术规范JGJ94-2008已给出了计算公式。我还是建议以当地经验为主,不要拿公式就算,当然最后还得要通过载荷试验。但也不建议按载荷试验的值作为极限承载力的取值,还要考虑工艺的离散性和其它因素。
后注浆桩的另一个突出问题就是地基土支承力与桩身强度的问题。后注浆提高了地基承载力,为了使桩身强度与之匹配,往往需要采用高标号的混凝土。目前采用C35、C40混凝土等级的工程也越来越多,桩基规范甚至还可以考虑钢筋的作用。
从节省工程量的角度,是采用后注浆减少桩长,但实际工程中还要考虑沉降等因素,因综合考虑后进行设计。