南四湖二级坝二闸管理房工程粉喷桩基桩检测与评定

李振生 张凤翔

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

南四湖二级坝二闸管理房工程粉喷桩基桩检测与评定

李振生 张凤翔

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

本文通过静载荷试验、轻便触探试验、沉降观测等现场测试技术，研究了粉喷桩处理软土地基的加固效果，阐述了检测方法和处理措施。结果表明，所测基桩桩身搅拌均匀，单桩复合地基承载力特征值为150kPa，单桩极限承载力特征值均为100kN，均满足设计要求。

地基承载力 粉喷桩 静载荷试验

1 引言

在水利工程建设中，会经常遇到建筑物置于软弱地基或软厚的杂填土上的情况，施工期短暂时，成为不少建设单位和设计单位的棘手问题。针对此问题，采用粉喷桩进行软土地基处理，具有技术简单可行且经济合理的特点，能有效地加固软弱地基，减少软土层沉降，提高软土层的承载力，近几年这种处理软土地基的方法得到了广泛应用。在其施工过程中，选择科学合理的方法对地基质量进行检验并做出准确的评价，是保障拟建建筑物的安全稳定的前提，本文通过工程实例介绍单桩复合地基承载力检测的基本方法及对桩基均匀性的评定。

2 工程与地质概况

2.1 工程概况

南四湖二级坝第二节制闸加固改造工程管理房位于南四湖二级坝上，该管理房为2层带闷顶，建筑高度为11.3m，占地面积为56.0m×8.1m+11.9m×8.0m。框架结构，独立基础。该工程地基处理采用水泥土搅拌桩加固，设计桩径为0.5m，桩间距为1.0m，为正方形布置桩。有效桩长8.5m左右，总桩数为449根。水泥掺入量为15%，桩底进入⑤号土层不小于1.0m，复喷桩长3.0m，喷粉量增加5%。为检测该工程单桩及单桩复合地基承载力是否满足设计要求以及基桩搅拌的均匀性，对该工程3组单桩及3组复合地基进行静载荷试验，并从工程桩中抽取了5根基桩进行了轻便触探检测。

2.2 地质条件

按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的规定，对拟建场地地基进行了岩土工程勘察。工程建设场地地面标高介于废黄河高程36.30～37.50m之间，地貌单元属于河流冲洪积平原，无不良地质作用。地下水主要为第四系空隙潜水，以大气降水补给为主，水位受季节变化影响较大，勘察期间水位埋深在34.60m左右。将钻探深度10m范围内的地基土划分为5层，自上而下各层的特征如下：

（1）素填土：为坝基堆填土，湿，松散～稍密（上部较密实），成份以粘性土为主，含少量碎石等夹杂物，填埋时间超过10年。本层层底埋深3.00～3.90m，层厚3.00～3.90m，平均厚度3.50m。

（2）淤泥质粉质粘土：软塑～可塑，含少量淤泥质、腐植质，中等干强度，中等韧性，局部粘性较重。本层层底埋深5.90～6.20m，层厚2.10～3.10m，平均厚度2.58m。

（3）粉质粘土：可塑，中等强度，中等韧性。本层层底埋深7.40～7.60m，层厚1.30～1.70m，平均厚度1.44m。

（4）粘土：可塑偏软，含少量砂礓，高干强度，高韧性。本层层底埋深8.00～8.20m，层厚0.50～0.70m，平均厚度0.62m。

（5）粉质粘土：棕黄色～棕色，可塑～硬塑，中等干强度，中等韧性，含少量姜石及铁锰质结核。本层未揭穿，揭露厚度1.80～2.00m。

3 施工情况及设计要求

粉喷桩地基处理施工方法及工艺参照国家行业标准GB50202—2002等规范中的有关规定及要求进行施工。

该工程采用CPP－7型深层搅拌机。首先使钻头正向转动钻进，匀速下沉至设计标高为止，然后开启空压机，待气粉混和物到达喷口时按确定的提升速度开动钻机，边反转，边喷灰，边提升搅拌机。搅拌机喷灰反转提升至原地面以下30～50cm时，关闭空压机。为使软土和固化剂搅拌均匀，再次将搅拌机钻进下沉，直至设计深度，再将搅拌机按规定速度反转提升出地面。

工程设计要求处理后复合地基承载力特征值为150kPa，单桩承载力特征值为100kN。

4 检测内容及目的

通过对该场地的单桩极限承载力、单桩复合地基承载力及搅拌桩搅拌均匀性进行检测试验，目的是检验该场地复合地基承载力和搅拌桩搅拌均匀性能否满足设计要求。

该复合地基静载荷试验点、取土探井位置及随机抽检3根搅拌桩。三试验点编号分别为E14#、G18#、I17#，三根单桩编号分别为 A11#、F21#、H16#。

5 检测依据与方法

依据国家行业标准有关规定进行检测，检测所用的仪器和仪表，均经计量单位校验，精度满足试验要求，试验测试过程中仪器和仪表工作正常。共完成了3根单桩、3台复合地基静荷载试验和5根单桩的轻便触探检验试验。

5.1 静载荷试验方法

5.1.1 试验装置

试验采用工字钢梁及槽钢上堆放配重作为试验反力，使用JCQ-302型加载仪进行加（卸）荷载，采用四只MC-50位移传感器测读承压板的沉降量。

5.1.2 试验方法

单桩及单桩复合地基静载荷试验均采用慢速维持荷载法进行检测。

试验采用工字钢梁及槽钢上堆放配重为试验反力，使用JCQ-302型加载仪施加荷载，采用四只MC-50位移传感器测读承压板或桩顶的沉降量，用ZZY型柱式传感器量测荷载。

单桩复合地基静载荷试验是将搅拌桩顶部凿平，底部铺设厚约2cm中粗砂找平层，使之密实后放置面积为1.0m2的承压板，使承压板中心对准桩中心位置后进行试验。单桩是将桩顶修平整，在桩顶上用中粗砂找平，放置直径为0.5m的圆板直接加荷。

5.1.3 荷载及荷载分级

根据设计要求，单桩复合地基静载荷试验最大试验加载值为300kPa，试验共分9级加荷，第一级荷载取为60kPa，为最大试验荷载的1/5，其它每级荷载增量为30kPa,为最大试验荷载的1/10。

单桩静载荷试验最大加载值为200kN，试验共分9级加荷，试验第一级荷载取为40 kN，为最大试验荷载的1/5，其它每级荷载增量为20kPa,为最大试验荷载的1/10。

5.1.4 沉降观测

为了消除承压板及桩在沉降过程中因荷载偏心所产生的误差，在承压板的四个角布置四只MC-50位移传感器，用以观测沉降，取各读数的算术平均值计算沉降量。试验过程中，每级荷载下沉降稳定标准和各级荷载测读间隔时间均按照相关规范执行。

6 检测结果与分析

6.1 单桩复合地基静载荷试验结果分析评价

由图1可见，E14#、G18#、I17#三试验点的单桩复合地基荷载与沉降（Q-s）关系曲线呈缓变型，未出现陡降现象。曲线有明显的三个阶段，但没有明显的转折点，曲线的首尾两段近似直线，中间段变化幅度较大；随荷载的增加，沉降的增长呈缓慢增长趋势，300kPa荷载下对应的累计沉降量分别为9.14mm、8.96mm、13.46mm，未达破坏状态，且沉降稳定。依据规范，三试验点单桩复合地基极限承载力均为300kPa，其特征值均为150kPa。

6.2 单桩极限承载力检测结果分析评价

由图2可见，A11#、F21#、H16#三根单桩的荷载与沉降（Q-s）关系曲线也呈缓变型，没有明显的转折点。随荷载的增加，沉降的增长呈缓慢增长趋势，200kN荷载下对应的累计沉降量分别为：6.11mm、5.72mm、7.75mm，未达破坏状态，且沉降稳定。根据规范，三根单桩的极限承载力均为200kN。其特征值均为100kN。

7 结论与建议

E14#、G18#、I17#三试验点单桩复合地基承载力特征值均为150kPa，该场地复合地基承载力特征值满足设计要求。A11#、F21#、H16#三根桩承载力特征值均为100kN，该场地的单桩承载力特征值满足设计要求。形成的桩土复合地基，明显提高了软弱地基的承载力，而且单桩复合地基承载力比单桩承载力大