碎石樁復合地基靜載荷試驗

陳聞耕

1.引言

本文主要以長株潭煙草物流園項目聯合工房復合地基處理為依托，通過現場試驗深入探究碎石擠密樁的承載力及其穩定性。

碎石樁主要分布在煙草物流園左區，共施工碎石樁3116根，碎石采用片石，碎石樁樁體承載力設計特征值為100kPa。本區域經過碎石樁地基加固處理后，其復合地基承載力如何不得而知，本文根據靜載試驗結果，評價樁體密實度，驗證復合地基承載力特征值是否滿足設計要求。

2.碎石樁復合地基靜載荷試驗

2.1試驗設備及試驗參數

本次試驗使用壓重平臺反力裝置（如圖1、圖2所示），試驗設備主要有：靜載荷測試分析儀、位移傳感器、油壓千斤頂、基準梁、堆載材料和其他配件等。

搭建壓重平臺反力裝置時，為保證試驗時垂直加載且受力均勻，應使平臺中心、測試位置、承壓板中心、千斤頂底面中心位于同一軸線上。故應將承壓板放于樁頂上，用鋼梁搭建平臺，并使平臺中心位于樁頂處，然后在承壓板上安放千斤頂，

并讓其活塞與主梁相連，最后在平臺上均勻穩固地安放堆載材料。加載時，利用壓重平臺裝置提供反力，通過油壓千斤頂控制施加在承壓板上的壓力大小，實現逐級加載，每級荷載作用下的沉降量通過位移傳感器測量，通過靜載荷測試分析儀自動加載、卸載及記錄沉降量。

碎石樁復合地基靜載試驗參數如表1所示。

2.2試驗加載方法

該工程碎石樁采用矩形布置，其樁徑為0.5m，樁間距為1.5m，單樁處理的地基面積為2.25m2，荷載板采用邊長是1.5m的正方形。復合地基設計承載力特征值為100kPa，本次載荷試驗最大加載量不小于設計復合地基設計要求壓力值的兩倍，本試驗最大加載量取設計要求壓力值的三倍，即2.25m2×100kPa×3=675kN。

本次試驗采用慢速維持載荷法，逐級加載，直至加載到最大荷載，然后分級卸載到零。加載時分為11級，首級加載75kN，此后每級加載60kN，每一次加載前后都記錄下承壓板的沉降，此后每隔30min記錄一次承壓板沉降，當連續兩次記錄的沉降量之和小于0.1mm時，進行下一級加載。

2.3試驗終止條件

當出現下列其中一種情況時，即可終止試驗：（1）沉降突然劇增，承壓板下方的土被擠出或者旁邊明顯的隆起；（2）測得的承壓板的總沉降量超過承壓板邊長的6%；（3）重物荷載不足，達不到極限荷載，且加載荷載已經達到超過設計要求值的兩倍。

2.4容許承載力確定方法

2.4.1當荷載-沉降曲線上有明顯的拐點，即存在比例極限時，容許承載力值特征值就為該比例極限。

2.4.2當已知極限荷載，而極限荷載又小于2倍比例極限所對應的荷載時，容許承載力值特征值取極限荷載的一半。

2.4.3當荷載-沉降曲線為一條平緩的曲線，比例極限和極限荷載無法確定時，按相對變形值來確定容許承載力。對于這種情況，可依據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012規定，對碎石擠密樁復合地基，復合地基容許承載力特征值取S/b=0.08時所對應的壓力。

2.4.4試驗測試點數應大于等于3，當所有測點測得的平均值與極值之差不大于30%時，復合地基承載力標準值就是所有測點測得的平均值。

復合地基靜載試驗時往往由于重物荷載不足，或者試驗條件有限，加上大量的復合地基靜載試驗測得的荷載-沉降曲線多為緩變形曲線，無從得到比例極限荷載，故大多以2.4.3確定的地基承載力特征值。

3.試驗結果及分析

對碎石樁復合地基1#點進行了復合地基承載力試驗，試驗結果如下：1#點復合地基當最大加載至300kPa，即675kN，總沉降量為58.05mm，其載荷-沉降曲線如圖3所示。

依據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012規定，加載荷載板為邊長是1.5m的正方形板，取S/b等于0.008（即12mm）對應的荷載。由圖3可知，其值為247.5kN，則壓力247.5/2.25=110kPa為該單樁復合地基承載力特征值。

復合地基2#點加載至300kPa，總沉降量為44.42mm，其載荷-沉降曲線如圖4所示。

由圖4可知，荷載-沉降曲線為緩變形曲線，依據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012規定，加載荷載板為邊長是1.5m的正方形板，取S/b等于0.008（即12mm）對應的荷載，其值為337.5kN，則壓力337.5/2.25=150kPa為該單樁復合地基承載力特征值。

復合地基3#點加載至300kPa，總沉降量為28.81mm，其載荷-沉降曲線如圖5所示。

從圖5可以看出，荷載-沉降曲線為緩變形曲線，依據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012規定，加載荷載板為邊長是1.5m的正方形板，取S/b等于0.008（即12mm）對應的荷載，其值為337.5kN，則壓力337.5/2.25=150kPa為該單樁復合地基承載力特征值。

復合地基1#點承載力特征值為110kPa，復合地基2#點承載力特征值為150kPa，復合地基3#點承載力特征值為150kPa，依據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012要求，3個試驗點的承載力特征值極差未超過平均值的30%，其平均值為136.7kPa，大于100kPa，滿足設計要求。