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【摘 要】 文章首先通过对单桩竖向承载能力的确定进行了阐述，接着对影响钻孔灌注桩单桩竖向承载力的因素进行了细致的分析，最后重点探讨了提高钻孔灌注桩单桩竖向承载力的方法。
【关键词】 钻孔灌注桩；单桩竖向承载力；方法
一、前言
钻孔灌注桩单桩竖向承载力的高低将会直接关系到整个建筑工程的施工质量，同时，它也是施工整体管理工作中最重要的组成部分。换言之，施工工程的质量要想要得到保证，就必须优化钻孔灌注桩单桩竖向承载力。
二、单桩竖向承载能力的确定
目前，确定单桩竖向承载力的方法主要有静荷载试验与动测法。静荷载试验作为最基本的方法，其可靠性最高，但也存在一定的缺陷，例如费用高，时间、人力消耗大，试桩数量有限等。作为静载试验的补充，目前广泛采用动测法，它主要以一定的计算模型和经验公式为基础。但由于模型和公式对实际情况进行了简化和假设，且测试技术难度较大、影响因素比较复杂，测试结果会产生比较大的误差。寻求一种简单、准確的预测桩基础承载力的方法，对满足日益增长的桩基工程应用具有重要的意义。
单桩竖向承载力的确定是桩基础设计中的最重要问题。在桩身强度足够时，桩的竖向承载力取决于土对桩的支承能力，这种支承能力包括两个方面一是由于土的强度决定的对桩最大的支承力；二是由土的变形性质决定的，保证桩不发生过大沉降的最大支承力。影响单桩极限承载能力的因素很多，通常认为比较重要的有桩长、桩径、桩周土的物理力学指标等。实际上，桩的几何形状、类型以及成桩工艺、加荷速率等对桩的承载力也常有不可忽视的影响。目前，尚无较全面考虑这些因素的理论公式、数值计算等方法。将神经网络技术引入桩基础的承载力预测中，不但能够考虑传统的各种分析方法所考虑的因素，还能考虑这些不确定的非数值型因素，因而可以获得较为精确可靠的预测结果。
三、影响钻孔灌注桩单桩竖向承载力的因素
1、钻孔灌注桩按承载性状划分
我国行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-94、把钻孔灌注桩划分为摩擦型桩和端承型桩，其中摩擦型桩可以分为摩擦桩和端承摩擦桩；端承桩又可分为端承桩和摩擦端承桩。按承载性状定量划分桩型的原则是桩侧阻力和桩端阻力所占单桩承载力的比例。
2、影响钻孔灌注桩单桩竖向承载力的因素
按受压钻孔灌注桩的荷载机理，竖向单桩承载力与桩身、桩端岩土层性质、桩长、桩径、桩的断层性状及成桩工艺等有关系，归纳起来，与单桩竖向承载力密切相关的有如下几个因素：桩的几何特征；桩身材料强度；桩端阻力和桩侧阻力的深度效应；单桩承载力的时间效应；灌注混凝土时的超压力及灌注压力；钻孔灌注桩的成桩效应；桩侧土的性质与土层分布；桩端持力层的强度。
四、提高钻孔灌注桩单桩竖向承载力的方法
1、提高钻孔灌注桩单桩承载力的设计措施
（一）选择合理的持力层及持力层厚度
尽管随着钻孔灌注桩的长径比增大，桩端土性质对承载力的影响减小，但不论是端承桩还是摩擦桩，将桩端设计在较硬的持力层上对提高单桩承载力都是重要的。持力层厚度一般不宜小于3m。当硬持力层较厚且施工条件许可时，桩端进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度（对于砂土、碎石土为3d—6d，对于粉土、勃性土为5d—10d。）
（二）设计成嵌岩桩
钻孔灌注桩设计成嵌岩桩可以充分利用基岩高承载力、低压缩性特点。但确定嵌岩深度要综合考虑桩长径比、上覆土层性质、基岩性质和成桩工艺。当桩在上覆土层中的承载力小于要求的承载力时才设计成嵌岩桩，并按承载力大小选择嵌岩深度。
（三）设计成断面异形桩
在所有桩型中，圆形桩承载力最小，单纯增大桩径，固然可以提高单桩承载力，但提高幅度远不如不规则的变径形桩，为此，近年来一些单位考虑到抓斗设备施工的灵活性，开发了各种类型的异形桩，如△形桩、口形桩、十形桩、T形桩等类型，通过组合钻科学施工，大幅度提高了桩的承载能力，在桩侧阻力不足的情况下，设计开发了挤扩支盘灌注桩和刺状灌注桩等。
（四）设计成扩底桩
为了增大桩端承压面积以提高单桩承载力，采用扩底方式是一种简便有效的途径。这种桩在己成桩孔基础上采用扩底钻头扩底，增大桩承压面积，提高承载力。日本采用反循环施工的灌注桩大多都是扩底桩。目前，国内除挖孔扩底外，也开发出了多用途的扩底钻头，扩底钻孔桩的得到较为普遍的应用。
（五）设计成后压浆桩
为减少沉渣对单桩承载力的影响，采用后压浆法是行之有效的。后压浆灌注桩技术有桩端后压浆、桩周后压浆及桩端、桩周同时后压浆3种。后压浆技术是在灌注桩成桩后，通过预埋于桩端或桩侧的压浆管向桩端或桩侧压入水泥浆液。通过浆液的渗扩、挤密和劈裂等方式加固桩底沉渣和桩侧泥土，同时对桩侧和桩底一定范围内土体进行加固，补偿非挤土桩钻孔施工引起的桩周土的松弛效应。
（六）设计成钻孔压浆桩
钻孔压浆成桩法是用长螺旋钻孔至预定深度后，在提钻的同时通过钻头喷嘴向孔内高压喷注制备好的水泥浆，到浆液达到无塌孔危险位置为止。起钻在孔内放置钢筋笼，投放粒料至孔口。由于这是一种在无泥浆护壁的条件下自下而上地重复高压灌注的工艺，所以不仅桩体致密，而且对周围的地层有明显的渗透加固、加密作用，解决了断桩、缩径、桩间虚土等问题，并且还有局部膨胀扩径现象。因此，其单桩承载力是由摩阻力、端承力复合而成，比普通灌注桩单桩承载力高。
2、提高钻孔灌注桩单桩承载力的施工工艺措施
（一）保证成孔质量
保证成孔质量是保证钻孔灌注桩质量的前提。合格的钻孔应是不坍塌掉块、孔壁完整、不缩径，孔径、孔垂直度、孔底沉渣厚度符合设计和规范要求。成孔方法和冲洗液循环方式等对成孔质量都有重要影响。
（二）保证桩身材料强度
（1）保证混凝土质量
混凝土强度不足直接影响桩身承载力，因此一定要按照施工规范和设计要求进行配制混凝土，达到设计要求的强度等级。水泥质量必须保证，粗细骨料尺寸级配合理，严格按配合比配制混凝土，误差控制在允许范围之内。由于在钻孔灌注桩中上部混凝土普遍存在强度低的特点，为此灌注到最后数米时采取提高一个强度等级的措施是一种简便有效的方法。
（2）混凝土中加入掺合剂提高桩的承载力
利用掺合剂的膨胀性，将其加入到混凝土中制作膨胀钻孔灌注桩，改善了混凝土的物理力学性质，提高了桩身的强度，间接提高了桩的承载力。
3、提高钻孔灌注桩单桩混凝土灌注质量
根据钻孔灌注桩单桩承载力的时间效应，成孔后及时灌注混凝土不仅避免因孔壁不稳定出现坍塌，而且避免了孔底岩土质受浸泡软化而降低单桩承载力，尤其对于泥岩、粉砂岩等沉积岩一类的持力层，为此，终孔后要及时灌注混凝土。混凝土实际初灌量应为满足导管最小埋深初灌量的1.2倍，确保剪球后埋管深度达1.5m以上，避免发生封底失败，导致水和泥浆进入导管。做好灌注前的准备及灌注过程中各工序的配合，禁止中间间隔时间过长，混凝土灌注作业中，要严格按施工规程操作，控制拔管深度，准确掌握混凝土面上升高度，保证混凝土灌注质量。制定预防措施，防止混凝土离析、堵管、卡管、导管进水、混凝土内夹泥、灌注钢筋笼错位及断桩等事故的发生，是保证钻孔灌注桩单桩承载力的重要措施。
五、结束语
钻孔灌注桩单桩竖向承载力是一个关系到工程施工质量的技术，因此，在施工过程中，要不断提高施工管理水平，不断强化施工技术力量，从而确保整个施工过程的顺利进行。
参考文献：
[1]徐至钧，张国栋.新型桩挤扩支盘灌注桩设计及工程应用[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2]冯居忠，王笑领，邵景干.钻孔灌注桩中泥浆壁对桩承载力影响的探讨[J].河南交通科技，2000
[3]林景华.浅谈提高钻孔灌注桩承载力的两种有效措施[J].山西建筑，2005
【关键词】 钻孔灌注桩；单桩竖向承载力；方法
一、前言
钻孔灌注桩单桩竖向承载力的高低将会直接关系到整个建筑工程的施工质量，同时，它也是施工整体管理工作中最重要的组成部分。换言之，施工工程的质量要想要得到保证，就必须优化钻孔灌注桩单桩竖向承载力。
二、单桩竖向承载能力的确定
目前，确定单桩竖向承载力的方法主要有静荷载试验与动测法。静荷载试验作为最基本的方法，其可靠性最高，但也存在一定的缺陷，例如费用高，时间、人力消耗大，试桩数量有限等。作为静载试验的补充，目前广泛采用动测法，它主要以一定的计算模型和经验公式为基础。但由于模型和公式对实际情况进行了简化和假设，且测试技术难度较大、影响因素比较复杂，测试结果会产生比较大的误差。寻求一种简单、准確的预测桩基础承载力的方法，对满足日益增长的桩基工程应用具有重要的意义。
单桩竖向承载力的确定是桩基础设计中的最重要问题。在桩身强度足够时，桩的竖向承载力取决于土对桩的支承能力，这种支承能力包括两个方面一是由于土的强度决定的对桩最大的支承力；二是由土的变形性质决定的，保证桩不发生过大沉降的最大支承力。影响单桩极限承载能力的因素很多，通常认为比较重要的有桩长、桩径、桩周土的物理力学指标等。实际上，桩的几何形状、类型以及成桩工艺、加荷速率等对桩的承载力也常有不可忽视的影响。目前，尚无较全面考虑这些因素的理论公式、数值计算等方法。将神经网络技术引入桩基础的承载力预测中，不但能够考虑传统的各种分析方法所考虑的因素，还能考虑这些不确定的非数值型因素，因而可以获得较为精确可靠的预测结果。
三、影响钻孔灌注桩单桩竖向承载力的因素
1、钻孔灌注桩按承载性状划分
我国行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-94、把钻孔灌注桩划分为摩擦型桩和端承型桩，其中摩擦型桩可以分为摩擦桩和端承摩擦桩；端承桩又可分为端承桩和摩擦端承桩。按承载性状定量划分桩型的原则是桩侧阻力和桩端阻力所占单桩承载力的比例。
2、影响钻孔灌注桩单桩竖向承载力的因素
按受压钻孔灌注桩的荷载机理，竖向单桩承载力与桩身、桩端岩土层性质、桩长、桩径、桩的断层性状及成桩工艺等有关系，归纳起来，与单桩竖向承载力密切相关的有如下几个因素：桩的几何特征；桩身材料强度；桩端阻力和桩侧阻力的深度效应；单桩承载力的时间效应；灌注混凝土时的超压力及灌注压力；钻孔灌注桩的成桩效应；桩侧土的性质与土层分布；桩端持力层的强度。
四、提高钻孔灌注桩单桩竖向承载力的方法
1、提高钻孔灌注桩单桩承载力的设计措施
（一）选择合理的持力层及持力层厚度
尽管随着钻孔灌注桩的长径比增大，桩端土性质对承载力的影响减小，但不论是端承桩还是摩擦桩，将桩端设计在较硬的持力层上对提高单桩承载力都是重要的。持力层厚度一般不宜小于3m。当硬持力层较厚且施工条件许可时，桩端进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度（对于砂土、碎石土为3d—6d，对于粉土、勃性土为5d—10d。）
（二）设计成嵌岩桩
钻孔灌注桩设计成嵌岩桩可以充分利用基岩高承载力、低压缩性特点。但确定嵌岩深度要综合考虑桩长径比、上覆土层性质、基岩性质和成桩工艺。当桩在上覆土层中的承载力小于要求的承载力时才设计成嵌岩桩，并按承载力大小选择嵌岩深度。
（三）设计成断面异形桩
在所有桩型中，圆形桩承载力最小，单纯增大桩径，固然可以提高单桩承载力，但提高幅度远不如不规则的变径形桩，为此，近年来一些单位考虑到抓斗设备施工的灵活性，开发了各种类型的异形桩，如△形桩、口形桩、十形桩、T形桩等类型，通过组合钻科学施工，大幅度提高了桩的承载能力，在桩侧阻力不足的情况下，设计开发了挤扩支盘灌注桩和刺状灌注桩等。
（四）设计成扩底桩
为了增大桩端承压面积以提高单桩承载力，采用扩底方式是一种简便有效的途径。这种桩在己成桩孔基础上采用扩底钻头扩底，增大桩承压面积，提高承载力。日本采用反循环施工的灌注桩大多都是扩底桩。目前，国内除挖孔扩底外，也开发出了多用途的扩底钻头，扩底钻孔桩的得到较为普遍的应用。
（五）设计成后压浆桩
为减少沉渣对单桩承载力的影响，采用后压浆法是行之有效的。后压浆灌注桩技术有桩端后压浆、桩周后压浆及桩端、桩周同时后压浆3种。后压浆技术是在灌注桩成桩后，通过预埋于桩端或桩侧的压浆管向桩端或桩侧压入水泥浆液。通过浆液的渗扩、挤密和劈裂等方式加固桩底沉渣和桩侧泥土，同时对桩侧和桩底一定范围内土体进行加固，补偿非挤土桩钻孔施工引起的桩周土的松弛效应。
（六）设计成钻孔压浆桩
钻孔压浆成桩法是用长螺旋钻孔至预定深度后，在提钻的同时通过钻头喷嘴向孔内高压喷注制备好的水泥浆，到浆液达到无塌孔危险位置为止。起钻在孔内放置钢筋笼，投放粒料至孔口。由于这是一种在无泥浆护壁的条件下自下而上地重复高压灌注的工艺，所以不仅桩体致密，而且对周围的地层有明显的渗透加固、加密作用，解决了断桩、缩径、桩间虚土等问题，并且还有局部膨胀扩径现象。因此，其单桩承载力是由摩阻力、端承力复合而成，比普通灌注桩单桩承载力高。
2、提高钻孔灌注桩单桩承载力的施工工艺措施
（一）保证成孔质量
保证成孔质量是保证钻孔灌注桩质量的前提。合格的钻孔应是不坍塌掉块、孔壁完整、不缩径，孔径、孔垂直度、孔底沉渣厚度符合设计和规范要求。成孔方法和冲洗液循环方式等对成孔质量都有重要影响。
（二）保证桩身材料强度
（1）保证混凝土质量
混凝土强度不足直接影响桩身承载力，因此一定要按照施工规范和设计要求进行配制混凝土，达到设计要求的强度等级。水泥质量必须保证，粗细骨料尺寸级配合理，严格按配合比配制混凝土，误差控制在允许范围之内。由于在钻孔灌注桩中上部混凝土普遍存在强度低的特点，为此灌注到最后数米时采取提高一个强度等级的措施是一种简便有效的方法。
（2）混凝土中加入掺合剂提高桩的承载力
利用掺合剂的膨胀性，将其加入到混凝土中制作膨胀钻孔灌注桩，改善了混凝土的物理力学性质，提高了桩身的强度，间接提高了桩的承载力。
3、提高钻孔灌注桩单桩混凝土灌注质量
根据钻孔灌注桩单桩承载力的时间效应，成孔后及时灌注混凝土不仅避免因孔壁不稳定出现坍塌，而且避免了孔底岩土质受浸泡软化而降低单桩承载力，尤其对于泥岩、粉砂岩等沉积岩一类的持力层，为此，终孔后要及时灌注混凝土。混凝土实际初灌量应为满足导管最小埋深初灌量的1.2倍，确保剪球后埋管深度达1.5m以上，避免发生封底失败，导致水和泥浆进入导管。做好灌注前的准备及灌注过程中各工序的配合，禁止中间间隔时间过长，混凝土灌注作业中，要严格按施工规程操作，控制拔管深度，准确掌握混凝土面上升高度，保证混凝土灌注质量。制定预防措施，防止混凝土离析、堵管、卡管、导管进水、混凝土内夹泥、灌注钢筋笼错位及断桩等事故的发生，是保证钻孔灌注桩单桩承载力的重要措施。
五、结束语
钻孔灌注桩单桩竖向承载力是一个关系到工程施工质量的技术，因此，在施工过程中，要不断提高施工管理水平，不断强化施工技术力量，从而确保整个施工过程的顺利进行。
参考文献：
[1]徐至钧，张国栋.新型桩挤扩支盘灌注桩设计及工程应用[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2]冯居忠，王笑领，邵景干.钻孔灌注桩中泥浆壁对桩承载力影响的探讨[J].河南交通科技，2000
[3]林景华.浅谈提高钻孔灌注桩承载力的两种有效措施[J].山西建筑，2005