水泥土预加固管桩静载试验研究

关键词：水泥土预加固管桩；静载荷试验；承载力 

　　1. 引言 

　　近年来沿海经济发展迅速，沿海地区建起了不少高层建筑，大部分地基基础采用传统的钻孔灌注桩或是嵌岩桩来使地基承载力达到上部结构的设计要求，但是这种处理方法经济代价较高，相比之下水泥土预加固管桩经济代价相对较低，承载力也能满足设计要求。本文以某工程试桩为例，做一简单论述。 

　　2. 场地概况和土层特征 

　　该工程属长江下游冲击平原区滨海平原，以粉土、粉砂、粉质粘土为主，根据岩土工程勘察报告，地基土自上而下具体分层如下： 

　　1层素填土混杂填土：杂色，松软，稍湿～湿，以粉质粘土混粉土为主，拆迁处地面浅表分布有碎石、碎砖等建筑垃圾及原有建筑基础，极不均质，均有分布。 

　　2层粉质粘土夹粉土：灰黄色，软塑，干强度中，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽，含铁质浸染斑点。明（暗）河（塘）部位缺失。 

　　3-1层淤泥质粉质粘土夹粉土：灰色，流塑，干强度低，韧性低，摇振反应慢，无光泽，具水平层理。明（暗）河（塘）部位缺失。 

　　3-2层粉土夹粉质粘土：灰色，稍密，很湿，以粉土为主，干强度低，低韧性，摇振反应中等，无光泽，含少量铁质浸染斑点，具水平层理，欠均质，均有分布。 

　　4层粉砂夹粉土：青灰色，稍密，饱和，夹粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质，上部变层处多以粉土为主，均有分布。 

　　5-1层粉砂：青灰色，稍密～中密，饱和，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，欠均质，均有分布。 

　　5-2层粉砂夹粉土：青灰色，稍密，饱和，局部夹少量粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质，均有分布。 

　　5-3层粉砂：青灰色，稍密～中密，饱和，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，欠均质，均有分布。 

　　6-1层粉砂夹粉土：青灰色，稍密，饱和，局部夹少量粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质，均有分布。 

　　6-2层粉砂夹粉土：青灰色，稍密，饱和，局部夹少量粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质，均有分布。 

　　6-3层粉砂：青灰色，中密，饱和，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，欠均质。 

　　6-a层粉砂夹粉土：灰色，松散～稍密，饱和，局部夹较多粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质。 

　　7层粉砂：青灰色，中密～密实，饱和，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，尚均质。 

　　8-1层粉质粘土夹粉土：灰色，软塑，干强度中，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽，含铁锰质浸染斑点，钙质小结核。 

　　8-2层粉质粘土：灰黄色，可塑，干强度高，韧性高，摇振反应无，切面光滑，含铁锰质浸染斑点，钙质小结核。 

　　9层粉砂与粉质粘土互层：灰色，稍密，饱和，局部夹少量粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质。 

　　10层粉砂夹粉土：青灰色，中密，饱和，局部夹少量粉土薄层，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，尚均质。 

　　11-1层粉砂：青灰色，中密～密实，饱和，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，尚均质。 

　　11-2层粉砂夹粉土：青灰色，稍密，饱和，局部夹粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质。 

　　11-3层粉砂：青灰色，密实，饱和，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，尚均质。 

　　11-4层粉砂夹粉土：灰色，稍密，饱和，局部夹粉土薄层，具水平层理，含云母碎片，欠均质。 

　　12层粉细砂：青灰色，密实，饱和，具水平层理，成分以云母、石英类碎片为主，尚均质。 

　　3.设计参数及静载试验类型 

　　备注：Ⅰ类—不打水泥土的一般管桩，检测管桩承载力。 

　　Ⅲ类—水泥土桩顶标高与管桩等高，用千斤顶对准管桩加压，检测单独管桩承载力。 

　　Ⅳ类—水泥土桩顶凿除修平，用20-30mm厚中粗砂铺设找平，再铺设刚性载荷板，检测部分水泥土桩与管桩共同的承载力。 

　　Ⅴ类—其他同Ⅳ类，中粗砂找平改为100mm厚C20砼。 

　　4.静载试验过程 

　　F-7#桩试验历时3255分钟。当加载至5280kN时，经15min观测，桩顶在本级荷载作用下的沉降量为24.78mm桩顶累计沉降量为69.08mm，满足规范4.3.8条的终止加载条件而终止加载，卸载至0kN时的残余沉降为49.80mm。 

　　E-2#桩试验历时4410分钟。当加载至5460kN时，经810min观测，桩顶在本级荷载作用下的沉降量为9.07mm，累计沉降量为37.25mm，卸载至0kN时的残余沉降为25.93mm。 

　　E-1#桩试验历时2910分钟。当加载至4800kN时，经450min观测，桩顶在本级荷载作用下的沉降量为17.66mm，累计沉降量为41.68mm，卸载至0kN时的残余沉降为34.27mm。 

　　E-4#桩试验历时3540分钟。当加载至5000kN时，经330min观测，桩顶在本级荷载作用下的沉降量为7.76mm，累计沉降量为33.92mm，卸载至0kN时的残余沉降为20.52mm。 

　　E-3#桩试验历时3000分钟。当加载至5000kN时，经420min观测，桩顶在本级荷载作用下的沉降量为6.41mm，累计沉降量为33.26mm，卸载至0kN时的残余沉降为17.94mm。 

　　5.静载试验分析与结论 

　　F-7#桩、E-1#桩的Q-s曲线呈陡降型，单桩竖向抗压承载力已达到极限，根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2003）第4.4.2条第二款，F-7#桩、E-1#桩的单桩竖向抗压极限承载力取Q-s曲线陡降段的起始点对应的荷载值（4840kN、4320kN）。 

　　其余3根受检桩的Q-s曲线呈缓变型，单桩竖向抗压承载力未达到极限，根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2003）第4.4.2条注解，则其余3根受检桩的单桩竖向抗压极限承载力取其试验的最大加载值（5460kN、5000kN）。 

　　通过现场静载荷试验对水泥土预加固管桩的承载力进行了对比分析，得到了以下结论： 

　　1. 水泥土预加固管桩的承载力比一般管桩的承载力要大的多； 

　　2. 水泥土桩在凝固的过程中能够很好固结与管桩成为一个整体，使得管桩桩侧的摩阻力增大。