水泥攪拌樁不合格原因分析及應對措施

李家穩

(昆山市水利建筑安裝工程有限公司， 江蘇 昆山　215300)

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水泥攪拌樁不合格原因分析及應對措施

李家穩

(昆山市水利建筑安裝工程有限公司， 江蘇 昆山215300)

本文對蘇州市倒薩浜套閘工程水泥攪拌樁檢測過程中出現的不合格問題進行了分析，查找出了問題的主要影響因素，并采取相應整改措施進行處理，確保了檢測結果的科學性和準確性。

水泥攪拌樁； 不合格； 原因； 分析

1　工程概況

倒薩浜套閘工程是蘇州市七浦塘拓浚整治工程常熟段五標一子單位工程，其內外閘首均為單孔4m、閘室長30m的鋼筋混凝土塢式結構，配平面升臥式鋼閘門。

工程地基采用水泥攪拌樁，設計樁徑60cm，樁頂高程-0.75m，樁底高程-10.00m，樁長9.25m，樁中心距110cm(正方形布置)，水泥采用42.5強度等級的普通硅酸鹽水泥，推薦摻量為15%，攪拌樁樁身水泥土28d抗壓強度不小于1.2MPa，設計單樁承載力95kN，復合地基承載力90kPa。水泥攪拌樁數量1099根，施工單位自檢數量6根。

2　工程地勘情況

倒薩浜套閘工程J25048動探孔地質勘查資料顯示，主要地基為31土層，層頂高程為2.73m，層底高程為-9.47m，土質為灰色淤泥質粉質黏土，標準貫入擊數為3，土壤含水量39.50%，孔隙比1.09，飽和度99.40%，濕密度1.85g/cm3，允許承載力70kPa，攪拌樁土的側阻力特征值qs為10kPa；其下為34土層，層底高程為-12.57m，灰黃、棕黃夾淺灰色粉質黏土，標準貫入擊數為13，土壤含水量23.50%，允許承載力180kPa。

3　施工后檢測情況

外閘首水泥攪拌樁檢測的1號樁1月21日施工，檢測的2號樁2月23日施工。復合地基承載力試驗時間為3月4日和5日，齡期分別為42d和40d。

檢測結果：1號樁合格，2號樁不合格。終止加荷時總沉降為40.20mm，試驗最大荷載為180kN。

4　承載力設計復核

4.1水泥樁單樁承載力特征值計算

根據樁身強度計算單樁承載力：

Ra1=ηfcuAp=0.25×1.35×1000×3.14×

0.30×0.30=95kN

樁身強度折減系數η取0.25，根據當地試驗，該配合比水泥土抗壓強度90d強度不小于1.35MPa。

根據樁側阻、樁端阻計算單樁承載力：

Ra2=μpqsl+αqpAp=3.14×0.60×10×9.25+

0.40×70×3.14×0.30×0.30=182kN

樁端端阻力發揮系數α為0.40。

由于Ra1

4.2復合地基承載力計算

樁土置換率：

m=Ap/A=3.14×0.3×0.3/(1.1×1.1)=0.23

復合地基承載力：

0.30×0.30)+0.20×(1-0.23)×70=90kPa

樁間土承載力發揮系數β取0.20。

經重新計算，計算結果與設計提供的單樁承載力和復合地基承載力一致。

5　不合格原因及差異性分析

5.1基坑表面土質含水量較高

基坑31層土為淤泥質粉質黏土，天然含水量為39.50%，含水量較高。由于其土質滲透系數為9.70E-7，水分極不易從土體中排出。加上基坑四周未挖排水溝，且無明溝排水措施，降雨對基坑影響很大，再加上外河七浦塘高水位(一般水位3.20～4.00m左右，水頭差4.00m左右)長時間滲透影響等，所以土質含水量一直很高。

通過降排水措施減少土體含水量，使土質從流塑狀態轉變為可塑狀態，增加樁間土質承載力及樁與土之間的摩擦力，從而提高復合地基的承載力。

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5.2設計齡期和檢測齡期不同

承重水泥攪拌樁設計時取90d齡期為標準齡期進行承載力計算，只針對起支擋作用承受水平荷載的攪拌樁，考慮其開挖工期影響，水泥土強度可取28d齡期為標準齡期計算。根據水泥土強度增長規律，強度值隨齡期的增長而增大。齡期超過28d后，強度仍明顯增長；齡期超過3個月后，水泥土強度增長緩慢。而在實際施工過程中，由于工期因素，常常不足90d就進行靜載試驗，此時的樁身強度不能達到設計的90d強度實際值，往往會出現因樁身強度不足導致承載力不足的情況。

5.3室內試驗養護條件和現場地下實際養護條件不同

水泥土強度是指配合比相同的室內加固土試塊，邊長為70.70mm的立方體在標準養護條件下90d齡期的抗壓強度平均值，標準養護的溫度為20±1℃，而在實際施工現場，特別在地下水位高的地下，樁身環境溫度往往為幾攝氏度，樁身水泥土強度增長速度隨養護溫度的增加而提高，所以實際樁身強度增加緩慢，甚至出現停止增長的情況。往往出現實際樁身強度達不到室內試驗標準養護下的試塊強度值，承載力不足的狀況。

5.4檢測單位采用的承壓板規格錯誤

檢測單位采用近似方法進行檢測，選用1.20m×1.20m承壓板，最大作用力F=kFk=2×90×1.20×1.20=259kN。這種檢測方法影響了檢測結果。按照《建筑地基處理技術規范》(JGJ 79—2012)規定，承壓板面積應該為單個樁所承擔的處理地基面積。閘首位置的樁間距為1.10m×1.10m，正方形布置，那么承壓板的尺寸應該為1.10m×1.10m的正方形。試驗樁布置在承壓板的中心位置。實際加載作用力標準值F=kFk=2×90×1.10×1.10=218kN。選用(1.20×1.20)m2的承壓板，實際施加作用力計算方法應該為F=kFk=k[mRa/Ap+β(1-m)fs]=2×[0.23×95/(3.14×0.30×0.30)+0.25×(1-0.23)×70]=225kN。

實際上，增加了承壓板的尺寸也增加了沉降影響深度，根據土力學知識，對于筏板基礎，其沉降影響深度一般為基礎寬度的1.50倍；對于條形基礎，其沉降影響深度一般為基礎寬度的3倍。因此，增加了承壓板的尺寸，試驗的沉降量也會變大。

5.5選用的褥墊層厚度不夠

5.6終止加荷條件選擇錯誤

檢測單位依據《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ 106—2003)，對于荷載—沉降曲線呈陡變形時，累計總沉降量大于40mm，可以終止加載。檢測單位忽視了基樁和復合地基的區別。樁基礎屬于深基礎，考慮樁的側壁摩阻力和端部摩阻力，不考慮樁間土的承載力。應依據《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ 106—2003)附錄B中的規定：累計沉降量大于承壓板的寬度的6%方可終止加載。所以累計沉降量的最大值為s=1.10×6%=6.60cm，比基樁標準多2.60cm。

5.7水泥攪拌樁不垂直

終止加荷后對現狀用千分表進行觀測，發現東南位置1號、西南位置2號沉降量明顯低于東北位置3號、西北位置4號沉降量，沉降不均勻。經與檢測單位商量，重新清理樁頭，千斤頂加載中心基本與樁中心一致，排除了偏心加載的可能性，最終判斷是水泥攪拌樁不垂直引起的不均勻沉降。

6　應對措施及重新檢測

采用管井降排水方案，在倒薩浜套閘基坑布置10組管井，進行基坑降排水工作；適當延長齡期；對樁身進行適當加熱提高養護溫度；重新選用(1.10×1.10)m2承壓板；將褥墊層厚度增加到100mm；將終止加載的累計沉降量調整到6.60cm；將千斤頂位置向南側移動10cm。

2015年3月12日，重新檢測，加載作用力218kN,平均沉降量為10.24mm，檢測結果合格，復合地基承載力為90kPa。

7　結　語

水泥攪拌樁的檢測方法有很多，目前，常采用的質量檢驗方法有N10輕型動力觸探、淺部開挖樁頭檢查、靜載試驗、取芯抗壓強度試驗等，但最權威、最直接、最準確的檢測方法是復合地基的靜載試驗。

[1]JGJ 79—2012 建筑地基處理技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[2]GB 50007—2011 建筑地基基礎設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[3]JGJ 106—2003 建筑基樁檢測技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2003.

[4]DL/T 5425—2009 深層攪拌法技術規范[S].北京：中國電力出版社，2009.

[5]GBJ 145—90 土的分類標準[S].

[6]GB 50021—2001 巖土工程勘察規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.

Analysis on the reasons of unqualified cement mixing pile and countermeasures

LI Jiawen

(KunshanWaterConservancyConstructionandInstallationEngineeringCo.,Ltd.,Kunshan215300,China)

In the paper, unqualified problems in cement mixing pile testing process of Suzhou Daosabang Sleeve Gate Project are analyzed. Main influencing factors of the problems are discovered. Corresponding rectification measures are adopted for handling, thereby ensuring the scientificity and accuracy of testing results.

cement mixing pile; disqualification; reasons; analysis

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.01.021

TV553

A

1005-4774(2016)01-0072-03