安徽池州平天湖三站工程单桩竖向抗压静载试验分析

梁 伟

（安徽省驷马山引江工程管理处乌江站，安徽 马鞍山 238251）

平天湖三站工程系池州市海绵城市建设项目之一，该工程的主要功能是解决平天湖在江水顶托条件下的湖区排洪问题，确保平天湖及池州市防洪安全，并兼顾平天湖生态应急补水功能。泵站设计流量14.00 m3/s，采用堤身式布置，工程等别为Ⅱ等大（2）型工程，基础处理包括：钢筋砼灌注桩和水泥土搅拌桩两种方式，本方案为钢筋砼灌注桩施工方案。为确定泵站桩基是否具有足够的安全性，本文对工程桩基进行检测分析。

1 工程概况

1.1 基本情况

泵站工程位于新筑2级江堤上，地处沿江大道与秋浦河故道之间，距西南方向的清溪塔约550 m，泵站东侧为沿江大道及志诚江山郡。主要功能是排平天湖水及反向生态补水，主要包括清污机闸、进水前池、站身、出水池、出水渠及沉螺池等部分。泵站采用竖井式贯流机组，3大2小组合（大机单台装机800 kW，小机单台装机560 kW，共3520 kW），一列式布置，小机组具备正向排水及反向补水功能，站身为整体式块基结构。

泵站基础处理包括：钢筋砼灌注桩和水泥土搅拌桩两种方式，本方案为钢筋砼灌注桩施工方案：

①泵室、上游前池和进水池两岸挡墙、下游出水池和消力池两岸挡墙进行钢筋砼灌注桩基础处理。泵室桩数为306根，桩径为800 mm，桩端进入砾岩层深度为0.5 m～1.0 m，桩间距为2.4 m。

②上游前池和进水池两岸挡墙桩数为72根，桩径为800 mm，桩间距为2.5 m。下游出水池和消力池两岸挡墙桩数为64根，桩径为800 mm，桩间距为2.5 m。

③混凝土强度等级为C25，采用水下灌注法施工。

1.2 工程地质

地基岩构成及岩性，根据池州市平天湖三站工程初步设计阶段的工程地质勘察报告所示，拟施工的场地地层主要为人工填土（QS）、耕表土（Qpd）、第四系全新统冲积层（Q4al）、白垩系砾岩（K2），从上往下共分5层：

①层：人工填土（QS）。该层主要分布于沿江路上，灰褐色，稍湿，可塑状，浅部为路基碎石填土，主要为碎石、砾岩风化粘土，带水钻进时成糊状。

在BIM模型上对施工计划和施工方案进行分析模拟，消除冲突，得到最优施工计划和方案。如塔吊定位及运行，工具式模板选型及设计等均可充分利用BIM的参数化和可视化特性对节点进行施工流程的分析模拟，可以改进施工方案实现可施工性。

②层：耕表土（Qpd）。该层在泵站场地地表大范围分布，青灰色～棕黄色，很湿，松散，主要成分为粉质粘土，富含作物根系。静力触探比贯入阻力平均值0.73 MPa。

③层：粉质粘土（Q4al）。③1层为可塑状粉质粘土；③2层为软塑状粉质粘土；③3层为硬可塑粉质粘土。

④层：含砾粉质粘土（Q4al）：该层主要分布在泵站场地中下部，地层不连续，向沿江路侧尖灭。褐黄色～灰褐色，饱和，可塑状为主，局部硬塑状或软塑状，无摇振反应，稍有光滑，干强度高，中等压缩性，含大量粉细砂和砾石成分。

⑤层：砾岩（K2）。该层广泛分布于泵站场地下部，灰黄色～杂色，钙质、泥质胶结，细粒～粗粒结构，块状构造，母岩成分主要为灰岩、砂岩等。

2 桩基检测

2.1 检测方法

（1）检测依据

《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106-2014）。

试验采用压重平台反力装置，由试验专用液压千斤顶进行，粉喷桩使用边长1.00 m的刚性承压板，在承压板两个对角线方向对称安装4只位移表，读记各表数值，计算其平均值，试验采用“慢速维持荷载法”逐级加载[1]，每级荷载作用下达到相对稳定后，加下一级荷载。

1）观测方法：每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1 mm时，即可加下一级荷载。

卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。

2）终止加荷条件：①当沉降急剧增大，土被挤压或承压板周围出现明显的隆起；②承压板的累计沉降量已大于宽度或直径的6%；③当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。

3）安装方法：砌砖垛（或安装支承凳）→安装千斤顶→架设载荷承台→加载荷→安装检验用仪表→检验测试→整理检验资料→评定检测结果。

2.2 检测结果

（1）清污机闸基础部位水泥土搅拌桩试验桩

清污机闸基础部位水泥土搅拌桩试验桩，水泥掺入量分别为13%试验桩、15%试验桩、17%试验桩进行静载试验。检测结果表明，所检13%试验桩、15%试验桩、17%试验桩的单桩竖向抗压承载力特征值均不小于210kPa，均满足设计要求。根据设计要求及试验结果，推荐工程桩采用15%水泥掺入比进行施工。清污机闸基础部位水泥土搅拌桩试验结果见表1。

表1 清污机闸基础部位水泥土搅拌桩试验桩汇总表

（2）进水段基础部位高压旋喷桩试验桩

进水段基础部位高压旋喷桩试验桩，水泥掺入量分别为35%试验桩、40%试验桩、45%试验桩进行单桩竖向抗压静载试验。检测结果表明，3根单桩竖向抗压承载力特征值均不小于210 kPa，均满足设计要求，根据设计要求及试验结果，推荐工程桩采用40%水泥掺入比进行施工。进水段基础部位高压旋喷桩试验结果见表2。

表2 进水段基础部位高压旋喷桩试验桩汇总表

（3）进水闸基础部位水泥土搅拌桩工程桩

本次抽检进水闸基础部位水泥土搅拌桩工程桩桩号为市质安局和建设单位指定，桩号分别为：上游左岸挡墙基础第5/6号工程桩、进水闸基础第6/7号工程桩、进水闸基础第9/1号工程桩、进水闸基础第18/7号工程桩、进水闸基础第29/6号工程桩、进水闸基础第31/12号工程桩，采用单桩竖向抗压静载试验检测桩基承载力。检测结果表明，6根单桩竖向抗压承载力特征值均不小于210 kPa，均满足设计要求。进水闸基础水泥土搅拌桩检测结果见表3。

表3 进水闸基础水泥土搅拌桩工程桩汇总表

（4）泵房基础部位钻孔灌注桩工程桩

本次抽检的泵房基础部位钻孔灌注桩桩身完整性，共65根，其中Ⅰ类桩为63根，占比97%；Ⅱ类桩为2根占比3%：1～16号桩在4.17 m处存在缺陷类反射；3～13号桩在5.15 m处存在缺陷类反射。经检测，65根试验桩均为合格桩，检测结果符合《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）的要求。

3 结语

根据检测结果，本工程桩基均符合工程安全要求：

（1）所检三根试验桩在试验过程中均未出现终止加荷条件，可以判定三根试验桩单桩竖向抗压承载力特征值均不小于210 kPa；

（2）所检三根高压旋喷桩试验桩在试验过程中均未出现终止加荷条件，可以判定三根高压旋喷桩试验桩单桩竖向抗压承载力特征值均不小于210 kPa；

（3）所抽检六根水泥土搅拌桩工程桩在试验过程中均未出现终止加荷条件，可以判定六根水泥土搅拌桩工程桩竖向抗压承载力特征值均不小于210 kPa。

因此，平天湖三站工程泵站桩基对建筑物变形控制良好，可取得预期效果，为工程质量安全提供可靠保障，确保工程后期安全运行[2]。