某工程水泥土搅拌桩复合地基设计及检测实践

2011-08-21杨晓强

山西建筑 2011年34期

杨晓强

1 工程地质条件概况及设计要求

1.1 工程地质条件概况

某工程站址所属地貌单元为北沙河北岸一级阶地，场地范围内地势平坦，地形完整，略向西倾，地面标高一般为海拔795.50 m。站址深度17 m以内的地基土地层自上而下划分为四大层，分别为①层杂填土、②层粉土、③层粗砂、④层卵石。站址场地地下水类型为第四系松散层孔隙潜水，地下水稳定水位埋深为1.5 m～1.8 m。地下水由东向西径流，地下水对混凝土结构中的混凝土及钢筋均无腐蚀性;对钢结构具有弱腐蚀性。站址场地地基土类型为中软场地土，场地类别为Ⅲ类;地震动峰值加速度0.2(对应地震烈度为8度);地震动反应谱特征周期0.45;土壤最大冻结深度为80 cm。

1.2 地基处理设计及施工情况

解放220 kV变电站地基处理采用水泥土搅拌桩，桩径为500 mm，桩距1 000 mm，等边三角形布置。每延米掺入水泥量60 kg，成桩工艺为二喷六搅(全程复搅)，水灰比为 0.5 ～0.65，水泥为P.S32.5矿渣水泥。复合地基承载力特征值180 kPa。施工工艺采用SJB-1型深层搅拌机，采用二喷六搅(六个搅拌叶片)，水灰比 0.5 ～0.65，搅拌上升速度0.5 m/min，下沉速度0.7 m/min。

1.3 工程桩检测要求

1)现场钻孔取芯做无侧限抗压强度试验;2)对桩体质量密实度、连续性、均匀性进行检测;3)静载荷试验确定复合地基承载力特征值fspk。

2 检测方法

2.1 钻孔取芯(全程)，室内无侧限抗压强度试验

采用XY-1B钻机，配单动双管钻具，全程取芯，并对芯样进行无侧限抗压强度试验。检测实际桩长度;取芯样观察桩体水泥含量，搅拌均匀程度及桩体的连续性;取芯样做室内无侧限抗压强度试验，提供桩体强度值。

2.2 复合地基载荷试验

对单桩复合地基进行载荷试验，采用慢速维持荷载法。按设计要求压力值的2倍分10级，每级32 kPa。测定承压板下主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数，提供复合地基承载力特征值。按设计复合地基承载力特征值180 kPa计算的复合地基极限承载力360 kPa及单桩复合压板面积0.866 m2，计算最大加荷量为311.76 kN，试验采用堆载平台试验装置，堆载采用混凝土预制块，按堆载量不小于设计的最大加荷量的1.2倍，即堆载量374 kN，实际堆载500 kN。

3 检测结果及分析

3.1 钻孔取芯观察

3.2 桩身强度分析

表1 桩体芯样无侧限抗压强度统计表

表2 载荷试验成果汇总表

加载设备由主梁、千斤—油泵系统等组成。加载时千斤顶顶起主梁使堆载平台承受反力。用1台德州市德克液压机械厂生产的千斤顶QF100T/200型1 000 kN千斤顶加载。用上海瑞川仪表有限责任公司产YB-150A型量程60 MPa，精度0.4 g压力表测力。压板采用直径d=1.05 m的圆形钢板，承压板下铺100 mm厚中粗砂找平，桩的中心与承压板中心保持一致，并与压力作用点重合。沉降用无锡广陆仪表有限公司生产的量程为±50 mm，分辨率0.01 mm的4支百分表测量，百分表固定安装于基准梁上的百分表架上。

由S1～S5及S12，S13七个钻孔取芯观察所见，施工的桩长达到设计要求，桩体范围内水泥含量正常，喷浆和搅拌较均匀，桩体结构较完整，取芯率可达75%。

桩身芯样无侧限抗压强度结果见表1，由表1结果表明，桩体水泥土搅拌较均匀，桩体芯样无侧限抗压强度为1.96 MPa，属正常范围。

3.3 复合地基载荷试验结果分析

P1～P5的压力沉降曲线(p—s)均为平缓的光滑曲线，根据JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范附录A，“载荷试验要点”，当p—s曲线上的比例界限不明显时，可按压板沉降(s)与压板直径(d)之比及相对变形确定。取s/d=0.006所对应的压力，为复合地基承载力特征值，但其值不应大于最大加载量的一半。载荷试验成果汇总见表2。五个试验点承载力特征值极差小于平均值的30%，取平均值为复合地基承载力特征值，即fspk=180 kPa。