安徽池州平天湖三站工程單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)分析

梁 偉

（安徽省駟馬山引江工程管理處烏江站，安徽 馬鞍山 238251）

平天湖三站工程系池州市海綿城市建設(shè)項(xiàng)目之一，該工程的主要功能是解決平天湖在江水頂托條件下的湖區(qū)排洪問題，確保平天湖及池州市防洪安全，并兼顧平天湖生態(tài)應(yīng)急補(bǔ)水功能。泵站設(shè)計(jì)流量14.00 m3/s，采用堤身式布置，工程等別為Ⅱ等大（2）型工程，基礎(chǔ)處理包括：鋼筋砼灌注樁和水泥土攪拌樁兩種方式，本方案為鋼筋砼灌注樁施工方案。為確定泵站樁基是否具有足夠的安全性，本文對(duì)工程樁基進(jìn)行檢測(cè)分析。

1 工程概況

1.1 基本情況

泵站工程位于新筑2級(jí)江堤上，地處沿江大道與秋浦河故道之間，距西南方向的清溪塔約550 m，泵站東側(cè)為沿江大道及志誠(chéng)江山郡。主要功能是排平天湖水及反向生態(tài)補(bǔ)水，主要包括清污機(jī)閘、進(jìn)水前池、站身、出水池、出水渠及沉螺池等部分。泵站采用豎井式貫流機(jī)組，3大2小組合（大機(jī)單臺(tái)裝機(jī)800 kW，小機(jī)單臺(tái)裝機(jī)560 kW，共3520 kW），一列式布置，小機(jī)組具備正向排水及反向補(bǔ)水功能，站身為整體式塊基結(jié)構(gòu)。

泵站基礎(chǔ)處理包括：鋼筋砼灌注樁和水泥土攪拌樁兩種方式，本方案為鋼筋砼灌注樁施工方案：

①泵室、上游前池和進(jìn)水池兩岸擋墻、下游出水池和消力池兩岸擋墻進(jìn)行鋼筋砼灌注樁基礎(chǔ)處理。泵室樁數(shù)為306根，樁徑為800 mm，樁端進(jìn)入礫巖層深度為0.5 m～1.0 m，樁間距為2.4 m。

②上游前池和進(jìn)水池兩岸擋墻樁數(shù)為72根，樁徑為800 mm，樁間距為2.5 m。下游出水池和消力池兩岸擋墻樁數(shù)為64根，樁徑為800 mm，樁間距為2.5 m。

③混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，采用水下灌注法施工。

1.2 工程地質(zhì)

地基巖構(gòu)成及巖性，根據(jù)池州市平天湖三站工程初步設(shè)計(jì)階段的工程地質(zhì)勘察報(bào)告所示，擬施工的場(chǎng)地地層主要為人工填土（QS）、耕表土（Qpd）、第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）、白堊系礫巖（K2），從上往下共分5層：

①層：人工填土（QS）。該層主要分布于沿江路上，灰褐色，稍濕，可塑狀，淺部為路基碎石填土，主要為碎石、礫巖風(fēng)化粘土，帶水鉆進(jìn)時(shí)成糊狀。

在BIM模型上對(duì)施工計(jì)劃和施工方案進(jìn)行分析模擬，消除沖突，得到最優(yōu)施工計(jì)劃和方案。如塔吊定位及運(yùn)行，工具式模板選型及設(shè)計(jì)等均可充分利用BIM的參數(shù)化和可視化特性對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工流程的分析模擬，可以改進(jìn)施工方案實(shí)現(xiàn)可施工性。

②層：耕表土（Qpd）。該層在泵站場(chǎng)地地表大范圍分布，青灰色～棕黃色，很濕，松散，主要成分為粉質(zhì)粘土，富含作物根系。靜力觸探比貫入阻力平均值0.73 MPa。

③層：粉質(zhì)粘土（Q4al）。③1層為可塑狀粉質(zhì)粘土；③2層為軟塑狀粉質(zhì)粘土；③3層為硬可塑粉質(zhì)粘土。

④層：含礫粉質(zhì)粘土（Q4al）：該層主要分布在泵站場(chǎng)地中下部，地層不連續(xù)，向沿江路側(cè)尖滅。褐黃色～灰褐色，飽和，可塑狀為主，局部硬塑狀或軟塑狀，無搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度高，中等壓縮性，含大量粉細(xì)砂和礫石成分。

⑤層：礫巖（K2）。該層廣泛分布于泵站場(chǎng)地下部，灰黃色～雜色，鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，細(xì)?！至＝Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，母巖成分主要為灰?guī)r、砂巖等。

2 樁基檢測(cè)

2.1 檢測(cè)方法

（1）檢測(cè)依據(jù)

《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）。

試驗(yàn)采用壓重平臺(tái)反力裝置，由試驗(yàn)專用液壓千斤頂進(jìn)行，粉噴樁使用邊長(zhǎng)1.00 m的剛性承壓板，在承壓板兩個(gè)對(duì)角線方向?qū)ΨQ安裝4只位移表，讀記各表數(shù)值，計(jì)算其平均值，試驗(yàn)采用“慢速維持荷載法”逐級(jí)加載[1]，每級(jí)荷載作用下達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，加下一級(jí)荷載。

1）觀測(cè)方法：每加一級(jí)荷載前后均應(yīng)各讀記承壓板沉降量一次，以后每半小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1 mm時(shí)，即可加下一級(jí)荷載。

卸載級(jí)數(shù)可為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，間隔半小時(shí)，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。

2）終止加荷條件：①當(dāng)沉降急劇增大，土被擠壓或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起；②承壓板的累計(jì)沉降量已大于寬度或直徑的6%；③當(dāng)達(dá)不到極限荷載，而最大加載壓力已大于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。

3）安裝方法：砌磚垛（或安裝支承凳）→安裝千斤頂→架設(shè)載荷承臺(tái)→加載荷→安裝檢驗(yàn)用儀表→檢驗(yàn)測(cè)試→整理檢驗(yàn)資料→評(píng)定檢測(cè)結(jié)果。

2.2 檢測(cè)結(jié)果

（1）清污機(jī)閘基礎(chǔ)部位水泥土攪拌樁試驗(yàn)樁

清污機(jī)閘基礎(chǔ)部位水泥土攪拌樁試驗(yàn)樁，水泥摻入量分別為13%試驗(yàn)樁、15%試驗(yàn)樁、17%試驗(yàn)樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)。檢測(cè)結(jié)果表明，所檢13%試驗(yàn)樁、15%試驗(yàn)樁、17%試驗(yàn)樁的單樁豎向抗壓承載力特征值均不小于210kPa，均滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及試驗(yàn)結(jié)果，推薦工程樁采用15%水泥摻入比進(jìn)行施工。清污機(jī)閘基礎(chǔ)部位水泥土攪拌樁試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 清污機(jī)閘基礎(chǔ)部位水泥土攪拌樁試驗(yàn)樁匯總表

（2）進(jìn)水段基礎(chǔ)部位高壓旋噴樁試驗(yàn)樁

進(jìn)水段基礎(chǔ)部位高壓旋噴樁試驗(yàn)樁，水泥摻入量分別為35%試驗(yàn)樁、40%試驗(yàn)樁、45%試驗(yàn)樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。檢測(cè)結(jié)果表明，3根單樁豎向抗壓承載力特征值均不小于210 kPa，均滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及試驗(yàn)結(jié)果，推薦工程樁采用40%水泥摻入比進(jìn)行施工。進(jìn)水段基礎(chǔ)部位高壓旋噴樁試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 進(jìn)水段基礎(chǔ)部位高壓旋噴樁試驗(yàn)樁匯總表

（3）進(jìn)水閘基礎(chǔ)部位水泥土攪拌樁工程樁

本次抽檢進(jìn)水閘基礎(chǔ)部位水泥土攪拌樁工程樁樁號(hào)為市質(zhì)安局和建設(shè)單位指定，樁號(hào)分別為：上游左岸擋墻基礎(chǔ)第5/6號(hào)工程樁、進(jìn)水閘基礎(chǔ)第6/7號(hào)工程樁、進(jìn)水閘基礎(chǔ)第9/1號(hào)工程樁、進(jìn)水閘基礎(chǔ)第18/7號(hào)工程樁、進(jìn)水閘基礎(chǔ)第29/6號(hào)工程樁、進(jìn)水閘基礎(chǔ)第31/12號(hào)工程樁，采用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)樁基承載力。檢測(cè)結(jié)果表明，6根單樁豎向抗壓承載力特征值均不小于210 kPa，均滿足設(shè)計(jì)要求。進(jìn)水閘基礎(chǔ)水泥土攪拌樁檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 進(jìn)水閘基礎(chǔ)水泥土攪拌樁工程樁匯總表

（4）泵房基礎(chǔ)部位鉆孔灌注樁工程樁

本次抽檢的泵房基礎(chǔ)部位鉆孔灌注樁樁身完整性，共65根，其中Ⅰ類樁為63根，占比97%；Ⅱ類樁為2根占比3%：1～16號(hào)樁在4.17 m處存在缺陷類反射；3～13號(hào)樁在5.15 m處存在缺陷類反射。經(jīng)檢測(cè)，65根試驗(yàn)樁均為合格樁，檢測(cè)結(jié)果符合《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，本工程樁基均符合工程安全要求：

（1）所檢三根試驗(yàn)樁在試驗(yàn)過程中均未出現(xiàn)終止加荷條件，可以判定三根試驗(yàn)樁單樁豎向抗壓承載力特征值均不小于210 kPa；

（2）所檢三根高壓旋噴樁試驗(yàn)樁在試驗(yàn)過程中均未出現(xiàn)終止加荷條件，可以判定三根高壓旋噴樁試驗(yàn)樁單樁豎向抗壓承載力特征值均不小于210 kPa；

（3）所抽檢六根水泥土攪拌樁工程樁在試驗(yàn)過程中均未出現(xiàn)終止加荷條件，可以判定六根水泥土攪拌樁工程樁豎向抗壓承載力特征值均不小于210 kPa。

因此，平天湖三站工程泵站樁基對(duì)建筑物變形控制良好，可取得預(yù)期效果，為工程質(zhì)量安全提供可靠保障，確保工程后期安全運(yùn)行[2]。