15卷第4期2018年8月
Modern Transportation Technology
现代交通技&
Vol.15 No. 4Aug. 2018
桩端后压浆工艺对单桩承载力及
桩身沉降的影响分析
(1.苏交科集团股份有限公司，南京210019; 2.江苏省地下空间探测技术工程实验室，南京210000)
摘要：采用桩端后压浆工艺，通过对试桩压浆前后的自平衡法承载力试验，分析桩端后压浆工艺对单桩承载力、桩
端承载力以及桩身竖向位移的影响。根据测试结果，比较压浆前后的单桩极限承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力和等效 桩顶向下位移，分析桩端后压浆工艺的可实施性。结果表明：桩端后压浆技术对提高单桩承载力、减少桩身不均匀沉 降具有明显的效果。
张成\"’2’ ！ ！万晓峰 !刘传新 !唐连权 !王甘林
\"，2\"’2\"，2\"’2
关键词：桩端后压浆；自平衡法;双荷载箱；极限承载力；桩顶位移中图分类号：U443. 15
文献标识码：
A 文章编号：1672-9889(2018)03-0052-04
Analysis on the Influence of Post Grouting Technology on Bearing
Capacity of Single Pile and Settlement of Pile Body
ZHANG Cheng1’2’* ’ WAN Xiaofeng1’2 ’ LIU Chuanxin1’2 ’ TANG Lianquan1’2 ’ WANG Ganlin1
(1. JSTI Group’ Nanjing 210019’ China； 2. Jiangsu Uderground Space Detection
Technology Engineering Laboratory’ Nanjing 210000’ China)
AbSt%Ct: This paper introduces she Taizhou Bay bridge engineering pile self balanced test’ the influetechnology on bearing capacity of single pile’ bearing capacity of pile end and vertical displacement of pile lyzed. According to thetest results before and after grouting’ ultimate bearing capacity of thesingle pile’ pile sidefriction sistancc ’ pile tip resistanceand thedownward displacement of equivalent piletop arecompared. Theresults show that thepostgrouting technique has obvious effect on improving the bearing capacity of single pile and reducpile body.Key words： post grouting technology； self balancing method; double load box； ultimate bearing capacity； displacement pil)top
特大型跨海、跨江桥梁对桩基础承载力和沉降 的控制要求越来越高，传统的依靠增加桩长、桩径 来提高承载力、控制桩身沉降的方法’不但增加了 整个工程的造价’而且桩长过长，给施工带来了很 大的困难。因此’在总结和实践的基础上’桩端后 压浆工艺应运而生。通过对桩端进行后压浆’压力 浆液对桩底沉渣、扰动土和桩侧泥皮进行固化’使 桩身承载力得到提高，减小了桩身沉降，同时降低 了工程造价’取得了良好的经济效益。
基于桩端后压浆的作用机理，桩身承载力得到 提高已被行业广泛认可’但由于地质条件的复杂
收稿日期:2017-08-15
作者简介：张成（1984!)’男’工程师’主要从事地基基础相关研究工作。
性’且压浆效果受土性、孔隙率、颗粒大小以及水环 境等多重因素的影响，承载力具体能够提高多少还 需要进一步研究[M]。本文结合台州湾大桥试桩自 平衡法承载力试验，通过对试验数据的统计分析’ 对比压浆前后承载力、桩侧摩阻力和桩身竖向位移 变化，以此评价桩端后压浆工艺对单桩承载力和桩 身沉降的影响。
1项目概况
工程简介
1.1
浙江省台州湾大桥及接线工程起于台州市三
第4期张成.桩端后压浆工艺对单桩承载力及桩身沉降的影响分析
• 53 •
门县六敖镇，接三门湾大桥及接线工程，终点与温 岭市城南镇附近乐清湾大桥及接线工程相接，路线 全长 102. 434 km。1.2地质条件
该项目跨线长，全线地质差异较大，地质条件 复杂。跨海段试桩地层上部多以淤泥、淤泥质黏土 为主，桩身中下部土层为粉质黏土夹杂部分粉砂层
表1
序号
试桩编号
桩径
为主，桩端持力层为含黏性土的圆砾层；陆上段试 桩地层上部主要以淤泥质黏土为主，桩身中下部主 要为粉质黏土夹部分粉砂层，桩端持力层多以粉质 黏土为主。1. 3 试桩概况
本次的9根试桩全部采用桩端后压浆工艺，试 桩详细参数如表1所示。试验参数
压浆前设计承载力
/ m
桩底
标=/m
桩长
/ m
压浆后设计承载力
/kN/kN
桩端持力层含黏性土圆砾
砾砂粉质黏土黏土粉质黏土粉质黏土粉砂粉质黏土粉质黏土
注浆量/t
123456789
2
26-5#3-1#92-0#11—5#45-5#10卜 5#53—0#32-1#7-9#1.51.51.51.31.51.51.51.51.8-76.200-75.000-77.200-79.200-63.000-98.000-75.400-76.300-78.20076.976.679.081.065.197.778.079.077.010 7117 9027 3727 4767 4619 8006 9476 70011 368
(3)
7 3016 6526 3406 4626 4868 8276 1936 2009 815
5.763.315.623.834.955.254.004.905.48
B和C桩体共同对
测试方法和过程
该项目试桩桩长较长、承载力大且多位于海
借用下荷载箱保压，使
到
A形成反力，继续加载上荷载箱，得
(4) 箱，测出注浆后
(5)
A段承载力。
桩端后注浆，至少20天后继续加载下荷载
上，现场的场地条件难以满足传统的堆载法试验， 因此，该批试桩测试采用自平衡法。试桩试验分为 压浆前和压浆后两次加载，为了更准确地得到试桩 压浆前后的极限承载力，试桩均埋设了双荷载箱。 两个荷载箱将整根桩分成了 A、B、c三段，加载顺序 如下：
(1) 出注浆前
C段承载力。
Z段承载力。
B和C桩体共同对 A段承载力。
到
下荷载箱加载结束后，对下荷载箱逐级卸
载，然后加载上荷载箱，测出
(6)
借用下荷载箱保压，使
A形成反力，继续加载上荷载箱，得
3
成桩满足休止期后开始加载下荷载箱，测 段及桩端承载力。
结果分析
承载力结果分析
根据试验测试结果，将实测极限承载力与设计
c
3.1
(2) 下荷载箱加载结束后，逐级卸载，然后加
载上荷载箱，测出
Z段承载力。
表2
单桩承载力做对比，结果如表2 ~3和图1 ~5所示。
承载力试验成果汇总试验结果为设计 承载力倍数
压浆后设计
承载力/kN
压浆后加载 结果/kN
试验结果为设计承载力倍数
序号桩号
压浆前设计 承载力/kN压浆前加载 结果/kN
12345678926-5#3-1#92-0#1卜5#10卜 5#45—5#53-0#32-1#7-9#7 3016 6526 3406 4628 8276 4866 1936 2009 81518 27319 60218 21516 56621 89215 72416 72518 07824 0562.502.952.872.562.482.422.702.922.4510 7117 9027 3727 4769 8007 4616 9476 70011 36827 24827 97825 39023 01631 14223 52424 57524 85434 7062.543.543.443.083.183.153.543.713.05
• 54 *
现代交通技&
2018 年
表3压浆前后粧端、整粧承载力提高幅值
桩端实测承载力
桩号
注浆前
整桩实测承载力
提高百分比
/kN
注浆后
/kN
提高值
/kN/%
注浆前
/kN
注浆后
/kN提高值/kN提高百分比
/%
26-5#3-1#92-0#n-5#45-5#皿-5#53-0#32-1#7-9#4 0673 5342 4822 2762 8232 0232 6412 0232 2877 9738 4756 4465 3574 9886 8496 3595 3598 3003 9064 9413 9643 0812 1654 8263 7183 3366 01396.014016013576.723814116526318 27319 60218 21516 56615 72421 89216 72518 07924 05660.00%50.00%40.00%30.00%
20.00%
27 248
27 97825 39023 01623 52431 14224 57524 85434 7068 9758 3767 1756 4507 8009 2507 8506 77510 65049.142.739.438.949.642.246.937.544.3
10.00%
0.00%
b \\
图1
压浆前后实测承载力与压浆后设计承载力比值对比
图4
b b平均值(43.4%)
^提高百分比
压浆前后整粧承载力提高百分比
■桩端(平均值） ■粧侧(平均值）
图5压浆前后粧端、粧侧贡献比
^ ^ ^
■提高百分比
图2
^ ^ ^
平均值(157.2%)
压浆前后粧端部分承载力提高百分比
综上可知，压浆后的承载力相较压浆前有了显著
的提高，粧端承载力提高幅度为B6. 7%〜263. 0%，粧 侧承载力提高幅度为#〇. 4%〜43. 7%，整根粧的承 载力提高幅度为37. 5%〜49. 6%。粧端承载力的 提高幅度高于粧侧承载力的提高幅度，且粧端承载 力的增加值在整粧承载力增加值中占主导地位，粧 端承载力增加值占59. 3%，粧侧部分占40. 7%。3.2荷载-沉降分析
根据试粧的测试情况得到相应的Qt曲线及s- 2曲线，采用等效转换方法转换至粧顶，得到该试 粧等效转换曲线。选取两根典型的试粧压浆前后 转换Qt曲线（如图6所示）对压浆前后粧身沉降 变化进行分析。
■提高百分比 图3
平均值(26.6%)
压浆前后粧侧承载力提高百分比
第4期张成.粧端后压浆工艺对单粧承载力及粧身沉降的影响分析
• 55 *
0.00
20.00
5 000 10 000
Q-S曲线转换图
Q(kN)
15 000
20 000 25 000 30 000
4结论
本文以台州湾大桥试粧自平衡测试为工程背
景，介绍了自平衡加载原理及测试过程，主要对压
40.00I 60.00
扫
浆前后的测试数据进行分析，对比压浆前后承载力 及位移沉降，得出如下结论：
(1)压浆后单粧承载力较压浆前明显提高。 整粧承载力提=幅度为37. 5%〜49. 6%，其中，粧 端部分提高幅度为
80.00
100.00 120.00
B6. 7
%〜263.0%，粧侧承载力
(a)
5 000
10 000
提高幅度为#0.4%〜43. 7%。
(2$粧端承载力的增加值在整粧承载力增加
25 000
30 000
35 000
20 000
Q-S曲线转换图
Q(kN)
15 000
值中占主导地位，其中，粧端承载力增加值占 59. 3%，粧侧部分占40. 7%。
4o
6 o
(3$压浆后的粧身沉降较压浆前明显减少，粧 端后压浆技术对于减少粧身不均匀沉降具有明显
JS
8
B果
。
综上所述，粧端后压浆技术对于提高基粧承载
o
力，加固粧端土体减小粧身沉降具有显著效果，特 别适用于江、河、海上对于粧身沉降有严格要求的
图B典型荷载-沉降曲线图
由图6可知，压浆后的荷载-位移曲线位于压浆前荷载-位移曲线的上方，说明同等荷载条件下， 压浆后的粧身沉降明显要比压浆前的沉降值小。 由图6(a)可知，压浆前极限承载力15 724 kN，粧身 沉降27. 18 mm，压浆后同等荷载下（为便于分析， 近似为线性关系，通过内插法求出沉降）的粧身沉 降12. 40 mm #由图6 ( b $可知，压浆前极限承载力 21 892 kN，粧身沉降32. 89 mm，压浆后同等荷载下 粧身沉降17. 12 mm。
通过对两幅典型
大直径基粧，其对保证基粧工程质量，提高工程安 全系数具有重要意义。
参考文献
(1 ](2 ]
卢波，龚维明，蒋永生，等.自平衡法在预应力管桩承 载力测试中的应用和对比分析（.建筑技术，
J]2007，
38(3):166-169.
龚维明，戴国亮，蒋永生，等.桩承载力自平衡测试理 论与实践（.建筑结构学报，
n-s
曲线进行分析，同等荷载
条件下，压浆后位移量较压浆前位移量明显减小， 减少百分比分别为\\4.37m和47.
。
J ]2002，23 (1): 82-88.(3 ] DGJ32/TJ77—2009,基桩自平衡法静载试验技术规范
(S].(4 ]黄生根，龚维明，张晓炜，等.钻孔灌注桩压浆后的承
载性能研究[J].岩土力学，2004,25(8):1315-1319.
(责任编辑徐静)
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