水利工程粉噴樁復(fù)合地基的加固與檢測(cè)

朱甲龍

水利工程粉噴樁復(fù)合地基的加固與檢測(cè)

朱甲龍

一、工程概況

1.工程要素

皖南某泵站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用粉噴樁復(fù)合地基，處理范圍為排澇進(jìn)水閘、前池?fù)鯄?、泵房及壓力水箱基礎(chǔ)?？倶稊?shù)654根，樁徑500mm，平面呈梅花型布置，樁距1.0m，設(shè)計(jì)單樁承載力特征值不小于110kPa，復(fù)合地基允許承載力不小于133kPa，設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基試驗(yàn)荷載的終止值取復(fù)合地基允許承載力的1.5倍。

2.工程地質(zhì)

（1）人工填土：分布于江堤堤身及堤內(nèi)站房前，成分以褐黃色中粉質(zhì)壤土為主，夾少量碎石及腐殖質(zhì)，可塑，稍濕，中等壓縮性，層厚7.05～8.01m。

（2）中～重粉質(zhì)壤土：灰黃、褐黃色，下部夾青灰色，含少量腐殖質(zhì)，可塑，稍濕～濕，中等壓縮性，層厚1.00～3.30m。

（3）淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土夾薄層細(xì)砂：青灰色，流塑～軟塑，很濕，具水平層理。上部含較多螺殼碎片及腐殖物，高壓縮性，層厚7.50～10.20m。

（4）粉質(zhì)粘土：局部為重粉質(zhì)壤土，青灰、灰綠色，見鐵錳質(zhì)侵染，硬可塑，局部硬塑，濕，中等壓縮性。該層未鉆穿，最大揭露層厚2.50m。

二、單樁及單樁復(fù)合地基檢測(cè)

1.試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)采用工字鋼梁及槽鋼上堆放配重作為試驗(yàn)反力，油壓千斤頂進(jìn)行加（卸）荷載，采用百分表測(cè)讀承壓板或樁頂?shù)某两盗俊?/p>

2.試驗(yàn)方法

按規(guī)范要求進(jìn)行3 根（1#、2#、3#）單樁靜載荷試驗(yàn)及4 根（4#、5#、6#、7#）單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)。根據(jù)面積置換率，換算出承壓板面積為1m2。

表1 3根單樁靜載荷試驗(yàn)結(jié)果

表2 4根單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)結(jié)果

表3 試驗(yàn)成果表

3.試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)繪制Q-s及s-lgt曲線，得出：

（1）單樁：1#、2#、3#試樁在161.6kPa作用下，樁頂總沉降量都超過(guò)40mm，故終止試驗(yàn)，其極限荷載可取141.4kPa（見表1）。

（2）單樁復(fù)合地基：4#、5#、7#試驗(yàn)點(diǎn)在180kPa荷載作用下，試驗(yàn)點(diǎn)的沉降量已大于承壓板寬的0.06（60mm），故終止試驗(yàn)，其極限承載力可取160kPa。6#試驗(yàn)點(diǎn)在200kPa荷載作用下，試驗(yàn)點(diǎn)的沉降量已大于承壓板寬的0.06（60mm），故終止試驗(yàn)，其極限承載力可取180kPa，不滿足設(shè)計(jì)要求（見表2）。

三、木樁加固處理

木樁采用松木，干燥后去皮，用防腐劑浸泡充分，端頭削尖，以便沉樁，錘擊端應(yīng)以鐵絲箍匝牢固，以防錘擊時(shí)錘擊端損壞。為保證樁尖能進(jìn)入較堅(jiān)硬的持力層，上部可先開挖至基礎(chǔ)埋深后再打樁。采用自落錘法將木樁按1m間距交錯(cuò)打入粉噴樁間，木樁樁徑200mm，樁長(zhǎng)8m，平面呈梅花型布置?？紤]到木樁與粉噴樁對(duì)地基處理的方式及機(jī)理不同，且處理面積不完全重合，另一方面為偏于安全，僅將木樁作為單樁處理計(jì)算，不考慮其處理地基面積，計(jì)算如下式：

式中：Rk——單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；

μp——樁截面周長(zhǎng)（m）；

qsi——樁周第i層土的側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；

li——按各土層劃分的樁的長(zhǎng)度（m）。

已知樁直徑200mm，樁長(zhǎng)8m，qsi=9kPa，得 Rk=45.2kN。

四、加固處理后（多樁）復(fù)合地基檢測(cè)

1.試驗(yàn)結(jié)果

休止期過(guò)后，采用多樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。試驗(yàn)成果見表3，所繪制多樁復(fù)合地基p～s曲線圖如圖1。

2.多樁復(fù)合地基允許承載力的確定

1#、2#、3#各試驗(yàn)點(diǎn)多樁復(fù)合地基極限允許承載力均為200kPa，據(jù)檢測(cè)資料分析，加固后工程樁的復(fù)合地基豎向極限承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)例證明，粉噴樁復(fù)合地基加固處理中木樁是一種有效且經(jīng)濟(jì)的方法。從施工角度來(lái)說(shuō)，避免了土方的大量回填與機(jī)械進(jìn)場(chǎng)的不便，縮短了工期、節(jié)約了成本；從技術(shù)方面來(lái)看，解決了再次加打攪拌樁會(huì)產(chǎn)生明顯的擠土破壞原樁身強(qiáng)度問題，同時(shí)木樁與粉噴樁、木樁與樁間土共同作用，能更好地協(xié)調(diào)形變，減少地基的不均勻沉降

（專欄編輯：王 適）

安徽省水利科學(xué)研究院 233000）