粉噴樁加固地基工程失敗實例及分析（三）
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
5.2復合地基和單樁載荷試驗
載荷試驗目前是確定工程質量最有效最可靠的方法，普遍為各類樁基工程測試所采用。本工程復合地基和單樁載荷試驗在28d后及時進行，復合地基載荷試驗采用單樁復合地基承載力的測試方法，共測試了9個點；單樁承載力測試了2個點，其結果如表6。從表6中我們可以發(fā)現：B、C單元測試的3個點不管是①工藝還是③工藝的樁復合地基承載力均于設計承載力90kPa，而E、F、H、P單元所測試的6個點無論①工藝，②工藝還是③工藝的樁均未達到設計承載力的要求。這項試驗結果按照任何一本驗收規(guī)范，本工程都將為不合格工程，也就是它給本工程判了死刑。但是為什么會出現這樣的測試結果呢?其原因何在請看下面的分析：
表 6 復合地基和單樁載荷試驗布置
要確定復合地基承載力首先要先確定單樁容許承載力，《規(guī)范》(指上海市標準《地基處理技術規(guī)范》，下同)中給出9.2.5公式如下：
Pa＝Up.∑qsi.li＋α.Ap.qp
用來估算粉噴樁承載力Pa。式中各參數含義及取值如下：
Up——樁周長；
qsi——樁周第i層土的容許摩阻力：本場地樁周土層只有兩層，第②層為灰色粘質粉土，該《規(guī)范》中沒有對該層土qs值作出規(guī)定，參照《地基基礎設計規(guī)范》(DBJ08—11—89)中該土層對灌注樁的極限摩阻力取值范圍15～30kPa，除以安全系數2得qs2的取值范圍7.5～15kPa，在公式中代入qs2＝12kPa，第①層為吹填土層，固結度極差，飽和松散，目前正處于固結之中，本應該考慮其對樁身的負摩阻力作用，在公式中qs1取0；
li——樁周土層的厚度，本工程粉噴樁進入第②層土中深度1.4～2.2m，取1.8m；
α——為樁端天然地基承載力折減數，根據《規(guī)范》提供的取值范圍0.4～0.6，取其值為0.5；
Ap——樁截面積；
qp——樁端天然地基土承載力，第②層土的地基承載力為100kPa。
將以上各項參數代入9.2.5—2公式中，算得單樁容許承載力Pa＝43.7kN。如表6，從工程樁中抽取的兩根樁的實測單樁容許承載力值分別為32kN、60kN，平均為46kN，基本與理論計算相符合。
復合地基承載力的估算值，由《規(guī)范》提供的9.2.6—1公式計算。公式及式中各參數如下：
fsp＝m·Pa／Ap＋β(1-m)fs
m——樁土面積置換率；
β——樁間土承載力折減系數，在0.5～1.0中取值0.8；
fs——樁間天然地基土容許承載力。由于吹填土土質極差，兩次勘察階段的勘察均未能提供其承載力值，通過實測取其平均值為43.8kPa。
將以上各參數值代入9.2.6—1式，計算得出單樁承載力Pa從32kN到60kN時，各單元復合地基承載力fsp值如表7。
表 7 各單元復合地基承載力fsp估算值表
表7同表6比較，將驚奇地發(fā)現理論估算的值與實際測試的結果是多么的吻合!吻合表現在：a.只有B、C單元的復合地基承載力能夠達到90kPa，其它單元則不能；
b.F單元理論計算值高于E、H單元的理論計算值，F單元實際測試值也高于E、H單元的。
那么為什么B、C單元可以達到而其它單元不能呢?因為B、C單元的樁土置換率于其它各單元。同樣的水泥摻量，同樣的施工工藝，不同的置換率要在同一場地達到同樣的地基承載力，是不可能的!
5.3樁身取芯
樁身取芯在成樁28d后進行的，選取做過輕便動力觸探的29根樁取芯，其中8根是觸探擊數局部較低的樁，2根為擊數均于10擊的樁，19根是一般性的樁。取芯結果表明10cm擊數于10擊的樁身水泥土凝結較好，呈硬塊狀；而擊數較低的樁段樁芯采取率低，芯軟、濕易破碎，一般可見水泥土凝結的顆粒。樁芯硬塊部分做無側限抗壓強度試驗，其值均在2N／mm2以上。
5.4吹填土地基載荷試驗與天然地基輕便動力觸探
吹填土地基載荷試驗在全部樁打好后，為了分析工程質量問題，由設計提出做的，因為勘察報告中沒有給出該值。實測兩點，都在標高3.75m處測試吹填土的承載力，1＃點選在加固區(qū)外靠近場地中間的位置，結果為37.5kPa；2＃點選在加固區(qū)外靠近場地邊上，附近有1.0m深的排水溝，固結程度要比1＃點高，測出的值為50kPa。
未加固區(qū)天然地基輕便動力觸探試驗的目的是判斷樁身輕便動力觸探擊數是否于天然吹填土輕便動力觸探擊數的一倍以上。這個試驗也是為了有助于分析工程質量問題而做的，其依據為《規(guī)范》條文說明第9.4.2條“七天時的樁身N10于原天然地基擊數N10的一倍以上，則樁身強度已能達到設計要求?！币还矞y試了4個點，其結果統(tǒng)計如下：地表0～0.6m，每10cm1～5擊；地表0.6～2.4m，每10cm0.5～1擊；地表2.4～3.3m，每10cm2～7擊。如果按照這條標準，則全部粉噴樁均達到加固要求。
6．二點經驗教訓
(1)粉噴樁在處理吹填土時要慎重使用，要通過現場做試驗樁以確定單樁承載力，做室內水泥土的抗壓強度試驗以確定樁身水泥摻入量，不能只根據《規(guī)范》中處理一般軟弱土要求，確定工程加固方案，要高度重視吹填土的特殊性。
(2)粉噴樁較短時，應該采用全樁長復攪復噴的施工工藝。
《規(guī)范》中雖然有對施工工藝的一般要求，但對只有5.0m長度的短樁來講，只按照《規(guī)范》中要求樁頭、樁底復噴去施工還是不夠的。目前粉噴樁施工設備多沒有噴灰量自動計量儀器，樁短提升時間短，要將樁身各段水泥摻量控制在要求的范圍內是件困難的事，特別是施工任務緊張，單樁施工過程中經常調節(jié)操作參數也難免出現差錯。如果只復噴一段，操作人員又不能及時調節(jié)量，復噴與提升送灰用量一樣，那么勢必造成局部灰量嚴重不足。全長復攪復噴給施工帶來方便不但可以避免上述問題，而且可以使水泥土攪拌的均勻，工程質量上也有保證。
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載荷試驗目前是確定工程質量最有效最可靠的方法，普遍為各類樁基工程測試所采用。本工程復合地基和單樁載荷試驗在28d后及時進行，復合地基載荷試驗采用單樁復合地基承載力的測試方法，共測試了9個點；單樁承載力測試了2個點，其結果如表6。從表6中我們可以發(fā)現：B、C單元測試的3個點不管是①工藝還是③工藝的樁復合地基承載力均于設計承載力90kPa，而E、F、H、P單元所測試的6個點無論①工藝，②工藝還是③工藝的樁均未達到設計承載力的要求。這項試驗結果按照任何一本驗收規(guī)范，本工程都將為不合格工程，也就是它給本工程判了死刑。但是為什么會出現這樣的測試結果呢?其原因何在請看下面的分析：
表 6 復合地基和單樁載荷試驗布置
|
單元 |
測試位 |
施工 |
復合地基 |
樁號 |
施工 |
單樁 |
|
B |
B1312 |
① |
150 |
|
|
|
|
B1912 |
③ |
140 |
|
|
||
|
C |
C2209 |
① |
109 |
C840 |
② |
32 |
|
E |
E638 |
① |
55 |
E290 |
① |
60 |
|
E940 |
② |
69 |
|
|
||
|
E618 |
③ |
58 |
||||
|
F |
F835 |
③ |
75 |
|
|
|
|
H |
H1607 |
③ |
61 |
|
|
|
|
P |
P559 |
① |
52 |
|
|
Pa＝Up.∑qsi.li＋α.Ap.qp
用來估算粉噴樁承載力Pa。式中各參數含義及取值如下：
Up——樁周長；
qsi——樁周第i層土的容許摩阻力：本場地樁周土層只有兩層，第②層為灰色粘質粉土，該《規(guī)范》中沒有對該層土qs值作出規(guī)定，參照《地基基礎設計規(guī)范》(DBJ08—11—89)中該土層對灌注樁的極限摩阻力取值范圍15～30kPa，除以安全系數2得qs2的取值范圍7.5～15kPa，在公式中代入qs2＝12kPa，第①層為吹填土層，固結度極差，飽和松散，目前正處于固結之中，本應該考慮其對樁身的負摩阻力作用，在公式中qs1取0；
li——樁周土層的厚度，本工程粉噴樁進入第②層土中深度1.4～2.2m，取1.8m；
α——為樁端天然地基承載力折減數，根據《規(guī)范》提供的取值范圍0.4～0.6，取其值為0.5；
Ap——樁截面積；
qp——樁端天然地基土承載力，第②層土的地基承載力為100kPa。
將以上各項參數代入9.2.5—2公式中，算得單樁容許承載力Pa＝43.7kN。如表6，從工程樁中抽取的兩根樁的實測單樁容許承載力值分別為32kN、60kN，平均為46kN，基本與理論計算相符合。
復合地基承載力的估算值，由《規(guī)范》提供的9.2.6—1公式計算。公式及式中各參數如下：
fsp＝m·Pa／Ap＋β(1-m)fs
m——樁土面積置換率；
β——樁間土承載力折減系數，在0.5～1.0中取值0.8；
fs——樁間天然地基土容許承載力。由于吹填土土質極差，兩次勘察階段的勘察均未能提供其承載力值，通過實測取其平均值為43.8kPa。
將以上各參數值代入9.2.6—1式，計算得出單樁承載力Pa從32kN到60kN時，各單元復合地基承載力fsp值如表7。
表 7 各單元復合地基承載力fsp估算值表
|
單元 |
m |
Pa/kN |
fsp/kPa |
fsp平均值 |
|
B、C |
0.333 |
32～60 |
77.5～125.1 |
101.3 |
b.F單元理論計算值高于E、H單元的理論計算值，F單元實際測試值也高于E、H單元的。
那么為什么B、C單元可以達到而其它單元不能呢?因為B、C單元的樁土置換率于其它各單元。同樣的水泥摻量，同樣的施工工藝，不同的置換率要在同一場地達到同樣的地基承載力，是不可能的!
5.3樁身取芯
樁身取芯在成樁28d后進行的，選取做過輕便動力觸探的29根樁取芯，其中8根是觸探擊數局部較低的樁，2根為擊數均于10擊的樁，19根是一般性的樁。取芯結果表明10cm擊數于10擊的樁身水泥土凝結較好，呈硬塊狀；而擊數較低的樁段樁芯采取率低，芯軟、濕易破碎，一般可見水泥土凝結的顆粒。樁芯硬塊部分做無側限抗壓強度試驗，其值均在2N／mm2以上。
5.4吹填土地基載荷試驗與天然地基輕便動力觸探
吹填土地基載荷試驗在全部樁打好后，為了分析工程質量問題，由設計提出做的，因為勘察報告中沒有給出該值。實測兩點，都在標高3.75m處測試吹填土的承載力，1＃點選在加固區(qū)外靠近場地中間的位置，結果為37.5kPa；2＃點選在加固區(qū)外靠近場地邊上，附近有1.0m深的排水溝，固結程度要比1＃點高，測出的值為50kPa。
未加固區(qū)天然地基輕便動力觸探試驗的目的是判斷樁身輕便動力觸探擊數是否于天然吹填土輕便動力觸探擊數的一倍以上。這個試驗也是為了有助于分析工程質量問題而做的，其依據為《規(guī)范》條文說明第9.4.2條“七天時的樁身N10于原天然地基擊數N10的一倍以上，則樁身強度已能達到設計要求?！币还矞y試了4個點，其結果統(tǒng)計如下：地表0～0.6m，每10cm1～5擊；地表0.6～2.4m，每10cm0.5～1擊；地表2.4～3.3m，每10cm2～7擊。如果按照這條標準，則全部粉噴樁均達到加固要求。
6．二點經驗教訓
(1)粉噴樁在處理吹填土時要慎重使用，要通過現場做試驗樁以確定單樁承載力，做室內水泥土的抗壓強度試驗以確定樁身水泥摻入量，不能只根據《規(guī)范》中處理一般軟弱土要求，確定工程加固方案，要高度重視吹填土的特殊性。
(2)粉噴樁較短時，應該采用全樁長復攪復噴的施工工藝。
《規(guī)范》中雖然有對施工工藝的一般要求，但對只有5.0m長度的短樁來講，只按照《規(guī)范》中要求樁頭、樁底復噴去施工還是不夠的。目前粉噴樁施工設備多沒有噴灰量自動計量儀器，樁短提升時間短，要將樁身各段水泥摻量控制在要求的范圍內是件困難的事，特別是施工任務緊張，單樁施工過程中經常調節(jié)操作參數也難免出現差錯。如果只復噴一段，操作人員又不能及時調節(jié)量，復噴與提升送灰用量一樣，那么勢必造成局部灰量嚴重不足。全長復攪復噴給施工帶來方便不但可以避免上述問題，而且可以使水泥土攪拌的均勻，工程質量上也有保證。
?。◣r土）
