李振生 張鳳翔

（南四湖水利管理局 棗莊 277000 沂沭泗水利管理局 徐州 221009）

南四湖二級壩二閘管理房工程粉噴樁基樁檢測與評定

李振生 張鳳翔

（南四湖水利管理局 棗莊 277000 沂沭泗水利管理局 徐州 221009）

本文通過靜載荷試驗、輕便觸探試驗、沉降觀測等現(xiàn)場測試技術(shù)，研究了粉噴樁處理軟土地基的加固效果，闡述了檢測方法和處理措施。結(jié)果表明，所測基樁樁身攪拌均勻，單樁復合地基承載力特征值為150kPa，單樁極限承載力特征值均為100kN，均滿足設(shè)計要求。

地基承載力 粉噴樁 靜載荷試驗

1 引言

在水利工程建設(shè)中，會經(jīng)常遇到建筑物置于軟弱地基或軟厚的雜填土上的情況，施工期短暫時，成為不少建設(shè)單位和設(shè)計單位的棘手問題。針對此問題，采用粉噴樁進行軟土地基處理，具有技術(shù)簡單可行且經(jīng)濟合理的特點，能有效地加固軟弱地基，減少軟土層沉降，提高軟土層的承載力，近幾年這種處理軟土地基的方法得到了廣泛應(yīng)用。在其施工過程中，選擇科學合理的方法對地基質(zhì)量進行檢驗并做出準確的評價，是保障擬建建筑物的安全穩(wěn)定的前提，本文通過工程實例介紹單樁復合地基承載力檢測的基本方法及對樁基均勻性的評定。

2 工程與地質(zhì)概況

2.1 工程概況

南四湖二級壩第二節(jié)制閘加固改造工程管理房位于南四湖二級壩上，該管理房為2層帶悶頂，建筑高度為11.3m，占地面積為56.0m×8.1m+11.9m×8.0m?？蚣芙Y(jié)構(gòu)，獨立基礎(chǔ)。該工程地基處理采用水泥土攪拌樁加固，設(shè)計樁徑為0.5m，樁間距為1.0m，為正方形布置樁。有效樁長8.5m左右，總樁數(shù)為449根。水泥摻入量為15%，樁底進入⑤號土層不小于1.0m，復噴樁長3.0m，噴粉量增加5%。為檢測該工程單樁及單樁復合地基承載力是否滿足設(shè)計要求以及基樁攪拌的均勻性，對該工程3組單樁及3組復合地基進行靜載荷試驗，并從工程樁中抽取了5根基樁進行了輕便觸探檢測。

2.2 地質(zhì)條件

按照《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）的規(guī)定，對擬建場地地基進行了巖土工程勘察。工程建設(shè)場地地面標高介于廢黃河高程36.30～37.50m之間，地貌單元屬于河流沖洪積平原，無不良地質(zhì)作用。地下水主要為第四系空隙潛水，以大氣降水補給為主，水位受季節(jié)變化影響較大，勘察期間水位埋深在34.60m左右。將鉆探深度10m范圍內(nèi)的地基土劃分為5層，自上而下各層的特征如下：

（1）素填土：為壩基堆填土，濕，松散～稍密（上部較密實），成份以粘性土為主，含少量碎石等夾雜物，填埋時間超過10年。本層層底埋深3.00～3.90m，層厚3.00～3.90m，平均厚度3.50m。

（2）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：軟塑～可塑，含少量淤泥質(zhì)、腐植質(zhì)，中等干強度，中等韌性，局部粘性較重。本層層底埋深5.90～6.20m，層厚2.10～3.10m，平均厚度2.58m。

（3）粉質(zhì)粘土：可塑，中等強度，中等韌性。本層層底埋深7.40～7.60m，層厚1.30～1.70m，平均厚度1.44m。

（4）粘土：可塑偏軟，含少量砂礓，高干強度，高韌性。本層層底埋深8.00～8.20m，層厚0.50～0.70m，平均厚度0.62m。

（5）粉質(zhì)粘土：棕黃色～棕色，可塑～硬塑，中等干強度，中等韌性，含少量姜石及鐵錳質(zhì)結(jié)核。本層未揭穿，揭露厚度1.80～2.00m。

3 施工情況及設(shè)計要求

粉噴樁地基處理施工方法及工藝參照國家行業(yè)標準GB50202—2002等規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定及要求進行施工。

該工程采用CPP－7型深層攪拌機。首先使鉆頭正向轉(zhuǎn)動鉆進，勻速下沉至設(shè)計標高為止，然后開啟空壓機，待氣粉混和物到達噴口時按確定的提升速度開動鉆機，邊反轉(zhuǎn)，邊噴灰，邊提升攪拌機。攪拌機噴灰反轉(zhuǎn)提升至原地面以下30～50cm時，關(guān)閉空壓機。為使軟土和固化劑攪拌均勻，再次將攪拌機鉆進下沉，直至設(shè)計深度，再將攪拌機按規(guī)定速度反轉(zhuǎn)提升出地面。

工程設(shè)計要求處理后復合地基承載力特征值為150kPa，單樁承載力特征值為100kN。

4 檢測內(nèi)容及目的

通過對該場地的單樁極限承載力、單樁復合地基承載力及攪拌樁攪拌均勻性進行檢測試驗，目的是檢驗該場地復合地基承載力和攪拌樁攪拌均勻性能否滿足設(shè)計要求。

該復合地基靜載荷試驗點、取土探井位置及隨機抽檢3根攪拌樁。三試驗點編號分別為E14#、G18#、I17#，三根單樁編號分別為 A11#、F21#、H16#。

5 檢測依據(jù)與方法

依據(jù)國家行業(yè)標準有關(guān)規(guī)定進行檢測，檢測所用的儀器和儀表，均經(jīng)計量單位校驗，精度滿足試驗要求，試驗測試過程中儀器和儀表工作正常。共完成了3根單樁、3臺復合地基靜荷載試驗和5根單樁的輕便觸探檢驗試驗。

5.1 靜載荷試驗方法

5.1.1 試驗裝置

試驗采用工字鋼梁及槽鋼上堆放配重作為試驗反力，使用JCQ-302型加載儀進行加（卸）荷載，采用四只MC-50位移傳感器測讀承壓板的沉降量。

5.1.2 試驗方法

單樁及單樁復合地基靜載荷試驗均采用慢速維持荷載法進行檢測。

試驗采用工字鋼梁及槽鋼上堆放配重為試驗反力，使用JCQ-302型加載儀施加荷載，采用四只MC-50位移傳感器測讀承壓板或樁頂?shù)某两盗?，用ZZY型柱式傳感器量測荷載。

單樁復合地基靜載荷試驗是將攪拌樁頂部鑿平，底部鋪設(shè)厚約2cm中粗砂找平層，使之密實后放置面積為1.0m2的承壓板，使承壓板中心對準樁中心位置后進行試驗。單樁是將樁頂修平整，在樁頂上用中粗砂找平，放置直徑為0.5m的圓板直接加荷。

5.1.3 荷載及荷載分級

根據(jù)設(shè)計要求，單樁復合地基靜載荷試驗最大試驗加載值為300kPa，試驗共分9級加荷，第一級荷載取為60kPa，為最大試驗荷載的1/5，其它每級荷載增量為30kPa,為最大試驗荷載的1/10。

單樁靜載荷試驗最大加載值為200kN，試驗共分9級加荷，試驗第一級荷載取為40 kN，為最大試驗荷載的1/5，其它每級荷載增量為20kPa,為最大試驗荷載的1/10。

5.1.4 沉降觀測

為了消除承壓板及樁在沉降過程中因荷載偏心所產(chǎn)生的誤差，在承壓板的四個角布置四只MC-50位移傳感器，用以觀測沉降，取各讀數(shù)的算術(shù)平均值計算沉降量。試驗過程中，每級荷載下沉降穩(wěn)定標準和各級荷載測讀間隔時間均按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

6 檢測結(jié)果與分析

6.1 單樁復合地基靜載荷試驗結(jié)果分析評價

由圖1可見，E14#、G18#、I17#三試驗點的單樁復合地基荷載與沉降（Q-s）關(guān)系曲線呈緩變型，未出現(xiàn)陡降現(xiàn)象。曲線有明顯的三個階段，但沒有明顯的轉(zhuǎn)折點，曲線的首尾兩段近似直線，中間段變化幅度較大；隨荷載的增加，沉降的增長呈緩慢增長趨勢，300kPa荷載下對應(yīng)的累計沉降量分別為9.14mm、8.96mm、13.46mm，未達破壞狀態(tài)，且沉降穩(wěn)定。依據(jù)規(guī)范，三試驗點單樁復合地基極限承載力均為300kPa，其特征值均為150kPa。

6.2 單樁極限承載力檢測結(jié)果分析評價

由圖2可見，A11#、F21#、H16#三根單樁的荷載與沉降（Q-s）關(guān)系曲線也呈緩變型，沒有明顯的轉(zhuǎn)折點。隨荷載的增加，沉降的增長呈緩慢增長趨勢，200kN荷載下對應(yīng)的累計沉降量分別為：6.11mm、5.72mm、7.75mm，未達破壞狀態(tài)，且沉降穩(wěn)定。根據(jù)規(guī)范，三根單樁的極限承載力均為200kN。其特征值均為100kN。

7 結(jié)論與建議

E14#、G18#、I17#三試驗點單樁復合地基承載力特征值均為150kPa，該場地復合地基承載力特征值滿足設(shè)計要求。A11#、F21#、H16#三根樁承載力特征值均為100kN，該場地的單樁承載力特征值滿足設(shè)計要求。形成的樁土復合地基，明顯提高了軟弱地基的承載力，而且單樁復合地基承載力比單樁承載力大