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        水泥土攪拌樁承載力特征值的探討

        2015-02-23 11:24:02李計山
        西部探礦工程 2015年8期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)規(guī)范齡期特征值

        李計山

        (保定建材地質(zhì)工程勘察院,河北保定071000)

        水泥土攪拌樁承載力特征值的探討

        李計山*

        (保定建材地質(zhì)工程勘察院,河北保定071000)

        水泥土攪拌法(濕法)復(fù)合地基承載力特征值的確定,應(yīng)按照《地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79-2012)的要求進(jìn)行復(fù)合地基載荷試驗,復(fù)合地基載荷試驗時間的選擇對復(fù)合地基承載力特征值有一定的影響,施工單位需要慎重考慮。

        深層攪拌;齡期;承載力特征值

        1 概述

        水泥土攪拌法(濕法)已應(yīng)用多年,《地基處理技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于水泥土攪拌法的內(nèi)容幾經(jīng)修改,在水泥土攪拌法地基處理施工設(shè)計、施工驗收時,復(fù)合地基承載力特征值的取值有時會給技術(shù)人員造成困惑,本文對這一問題發(fā)表點個人看法,供同行們參考。

        2 工程概況

        某工程位于上海市郊,其地層如下:

        第(1)層:雜填土,主要由粘性土組成,混磚塊碎石,層厚1.5m。

        第(1)-1層:淤泥,灰—黑色,含大量有機(jī)質(zhì),流塑。層厚0.5m。

        第(2)層,褐黃色粉質(zhì)粘土,夾粉砂薄層,層厚2m,天然含水量w=27%.。

        第(2)-3層:灰色粉質(zhì)粘土,土質(zhì)不均,呈“千層餅”狀,天然含水量w=31%。

        第(3)層:灰色淤泥質(zhì)粘質(zhì)粉土,含有機(jī)質(zhì),軟—流塑,天然含水量w=37.2%,層厚3.5m。

        第(3)-2層,灰色粘質(zhì)粉土,含有機(jī)質(zhì),夾粉砂薄層,天然含水量w=31%,層厚5m。

        第(4)層,灰色淤泥質(zhì)粉土,含有機(jī)質(zhì),軟—流塑,天然含水量w=51.7%,層厚9.9m。

        采用水泥土攪拌法(濕法)進(jìn)行地基處理,制樁長17m,水泥摻入比15%。

        3 試驗結(jié)果分析

        依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱《建行標(biāo)》)(JGJ 79-2012)7.3.4.4的要求,成樁28d后進(jìn)行載荷試驗。發(fā)現(xiàn)4組樁的承載力特征值都小于《建行標(biāo)》中Ra=h· fcuAp(7.3.2-1)式計算出的 Ra值(取h=0.3,fcu=1.3,Ap=0.196)。究其原因,發(fā)現(xiàn)載荷試驗時,樁的齡期是28d,而Ra=h·fcuAp式中fcu的值是90d齡期。齡期28d水泥土強(qiáng)度與齡期90d水泥土強(qiáng)度是有差別的,從《軟土地基深層攪拌加固法技術(shù)規(guī)程》中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱《行標(biāo)》)YBJ225-91條文說明第2.0.3條中得知“水泥土的強(qiáng)度隨齡期的增長而增大,一般情況下水泥土強(qiáng)度7d時可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的30%~50%;30d可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的60%~70%;90d可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%,而180d以后水泥土強(qiáng)度增加仍未終止”。因此,28d齡期載荷試驗值要小于依據(jù)90d齡期的fcu而計算出的Ra。從這里可以看出Ra和fcu都是時間的函數(shù)。鑒于Ra和fcu與時間的關(guān)系,《地基處理技術(shù)規(guī)范》上海市標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱《市標(biāo)》)DBJ08-40-94條文說明第9.4.4條指出“對單樁和復(fù)合地基載荷試驗,一般宜在齡期90d進(jìn)行試驗,但最小齡期不得小于28d”。最新版的《建行標(biāo)》(JGJ 79-2012)7.3.4.4指出“載荷試驗必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗荷載條件時,并宜在成樁28d后進(jìn)行”,從這里可以看出,當(dāng)樁身強(qiáng)度滿足試驗荷載時,齡期28d后任一時間做載荷試驗都可以。在這種情況下,施工單位就應(yīng)該選擇最合適的時間進(jìn)行載荷試驗,在保證工程質(zhì)量的前提下實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

        《市標(biāo)》條文說明第9.1.4條中說:“水泥土的強(qiáng)度隨齡期的增大而增大,在齡期超過28d后,強(qiáng)度仍有明顯增長。故對承重攪拌樁試塊國內(nèi)外都取90d齡期為標(biāo)準(zhǔn)齡期,從抗壓強(qiáng)度試驗得知,在其他條件相同時,不同齡期的水泥土抗壓強(qiáng)度間關(guān)系大致呈線性關(guān)系。其關(guān)系式fcu90=(11.43~1.80)fcu28”。式中fcu90、fcu28分別是90d和28d的水泥土抗壓強(qiáng)度。那么不同齡期的水泥土樁抗壓強(qiáng)度間是否也存在類似的這種關(guān)系呢?從《市標(biāo)》第9.2.5條9.2.5-1式中的h值中可以得知,不同齡期水泥土樁抗壓強(qiáng)度間也應(yīng)該存在這種關(guān)系。但其系數(shù)不一定正好與之相吻合。確定了這個系數(shù),就可以充分利用單樁或復(fù)合地基承載力,為設(shè)計人員提供充分的承載力安全儲備。要在規(guī)范中給出這個系數(shù)的確定值并不現(xiàn)實,因為地層的物理、力學(xué)性質(zhì)變化很大,攪拌后水泥土的抗壓強(qiáng)度差異也很大。但對于同一場地、同一地層、同一摻入比,筆者認(rèn)為:室內(nèi)水泥土試塊不同齡期之間的關(guān)系,應(yīng)該與水泥土樁不同齡期之間的關(guān)系相吻合?;谶@一點,筆者認(rèn)為:在一個新的水泥攪拌地基處理工程項目設(shè)計前,可以在室內(nèi)做2組平行試驗,一組測其28d的抗壓強(qiáng)度,一組測其90d的抗壓強(qiáng)度,建立起他們之間的關(guān)系,即fcu90=α·fcu28,式中的α值可以在其后的工程驗收(載荷試驗時間選?。┲衅饏⒖甲饔谩H绻谝粋€地區(qū),積累起足夠量的α值,就可以為地基處理工程設(shè)計人員提供可借鑒的參考資料,為《建行標(biāo)》的修改提供必要的依據(jù)。

        4 結(jié)論

        (1)進(jìn)行水泥土攪拌樁地基處理設(shè)計前,需平行做水泥土摻入比室內(nèi)加固土試塊2組,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,分別做28d齡期和90d齡期的立方體抗壓強(qiáng)度試驗,得出相同地層土樣試塊不同齡期抗壓強(qiáng)度之間的α值。

        (2)在樁身強(qiáng)度滿足載荷試驗后,利用室內(nèi)試塊抗壓強(qiáng)度試驗建立的28d齡期和90d齡期抗壓強(qiáng)度關(guān)系式,在28d齡期和90d齡期之間選取合適的時間進(jìn)行載荷試驗,取得設(shè)計預(yù)期的復(fù)合地基承載力特征值。

        [1]JGJ 79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]YBJ225-91軟土地基深層攪拌加固法技術(shù)規(guī)程[S].

        [3]DBJ08-40-94地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

        TQ172

        A

        1004-5716(2015)08-0008-02

        2014-12-15

        2014-12-25

        李計山(1959-),男(漢族),河北隆堯人,高級工程師,現(xiàn)從事巖土工程技術(shù)工作。

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