5.2復(fù)合地基和單樁載荷試驗(yàn)
載荷試驗(yàn)?zāi)壳笆谴_定工程質(zhì)量最可靠的方法，普遍為各類樁基工程測試所采用。本工程復(fù)合地基和單樁載荷試驗(yàn)在28d后及時(shí)進(jìn)行，復(fù)合地基載荷試驗(yàn)采用單樁復(fù)合地基承載力的測試方法，共測試了9個(gè)點(diǎn)；單樁承載力測試了2個(gè)點(diǎn)，其結(jié)果如表6。從表6中我們可以發(fā)現(xiàn)：B、C單元測試的3個(gè)點(diǎn)不管是①工藝還是③工藝的樁復(fù)合地基承載力均大于設(shè)計(jì)承載力90kPa，而E、F、H、P單元所測試的6個(gè)點(diǎn)無論①工藝，②工藝還是③工藝的樁均未達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的要求。這項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果按照任何一本驗(yàn)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(xiàn)這樣的測試結(jié)果呢?其原因何在請看下面的分析：
表 6 復(fù)合地基和單樁載荷試驗(yàn)布置 單元
名稱
測試位
置樁號
施工
工藝
種類
復(fù)合地基
承載力
／kPa
樁號
施工
工藝
種類
單樁
承載力
／kN
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
要確定復(fù)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(biāo)準(zhǔn)《地基處理技術(shù)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(shù)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(zhì)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(chǔ)設(shè)計(jì)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(shù)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(jié)度極差，飽和松散，目前正處于固結(jié)之中，本應(yīng)該考慮其對樁身的負(fù)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(jìn)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(shù)，根據(jù)《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(xiàng)參數(shù)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(shí)測單樁容許承載力值分別為32kN、60kN，平均為46kN，基本與理論計(jì)算相符合。
復(fù)合地基承載力的估算值，由《規(guī)范》提供的9.2.6—1公式計(jì)算。公式及式中各參數(shù)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(shù)，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(zhì)極差，兩次勘察階段的勘察均未能提供其承載力值，通過實(shí)測取其平均值為43.8kPa。
將以上各參數(shù)值代入9.2.6—1式，計(jì)算得出單樁承載力Pa從32kN到60kN時(shí)，各單元復(fù)合地基承載力fsp值如表7。
表 7 各單元復(fù)合地基承載力fsp估算值表
單元
名稱
m
Pa/kN
fsp/kPa
fsp平均值
/kPa
B、C
E、H
F
P
0.333
0.198
0.254
0.148
32～60
32～60
32～60
32～60
77.5～125.1
60.4～88.6
67.5～103.8
54.0～75.1
101.3
74.3
85.4
64.6
表7同表6比較，將驚奇地發(fā)現(xiàn)理論估算的值與實(shí)際測試的結(jié)果是多么的吻合!吻合表現(xiàn)在：a.只有B、C單元的復(fù)合地基承載力能夠達(dá)到90kPa，其它單元則不能；
b.F單元理論計(jì)算值高于E、H單元的理論計(jì)算值，F(xiàn)單元實(shí)際測試值也高于E、H單元的。
那么為什么B、C單元可以達(dá)到而其它單元不能呢?因?yàn)锽、C單元的樁土置換率大于其它各單元。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(dá)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(jìn)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(shù)局部較低的樁，2根為擊數(shù)均大于10擊的樁，19根是一般性的樁。取芯結(jié)果表明10cm擊數(shù)大于10擊的樁身水泥土凝結(jié)較好，呈硬塊狀；而擊數(shù)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(jié)的顆粒。樁芯硬塊部分做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其值均在2N／mm2以上。
5.4吹填土地基載荷試驗(yàn)與天然地基輕便動力觸探
吹填土地基載荷試驗(yàn)在全部樁打好后，為了分析工程質(zhì)量問題，由設(shè)計(jì)提出做的，因?yàn)榭辈靾?bào)告中沒有給出該值。實(shí)測兩點(diǎn)，都在標(biāo)高3.75m處測試吹填土的承載力，1＃點(diǎn)選在加固區(qū)外靠近場地中間的位置，結(jié)果為37.5kPa；2＃點(diǎn)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(jié)程度要比1＃點(diǎn)高，測出的值為50kPa。
未加固區(qū)天然地基輕便動力觸探試驗(yàn)的目的是判斷樁身輕便動力觸探擊數(shù)是否大于天然吹填土輕便動力觸探擊數(shù)的一倍以上。這個(gè)試驗(yàn)也是為了有助于分析工程質(zhì)量問題而做的，其依據(jù)為《規(guī)范》條文說明第9.4.2條“七天時(shí)的樁身N10大于原天然地基擊數(shù)N10的一倍以上，則樁身強(qiáng)度已能達(dá)到設(shè)計(jì)要求?！币还矞y試了4個(gè)點(diǎn)，其結(jié)果統(tǒng)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，則全部粉噴樁均達(dá)到加固要求。
6．二點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
(1)粉噴樁在處理吹填土?xí)r要慎重使用，要通過現(xiàn)場做試驗(yàn)樁以確定單樁承載力，做室內(nèi)水泥土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)以確定樁身水泥摻入量，不能只根據(jù)《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(shí)，應(yīng)該采用全樁長復(fù)攪復(fù)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(fù)噴去施工還是不夠的。目前粉噴樁施工設(shè)備大多沒有噴灰量自動計(jì)量儀器，樁短提升時(shí)間短，要將樁身各段水泥摻量控制在要求的范圍內(nèi)是件困難的事，特別是施工任務(wù)緊張，單樁施工過程中經(jīng)常調(diào)節(jié)操作參數(shù)也難免出現(xiàn)差錯(cuò)。如果只復(fù)噴一段，操作人員又不能及時(shí)調(diào)節(jié)量，復(fù)噴與提升送灰用量一樣，那么勢必造成局部灰量嚴(yán)重不足。全長復(fù)攪復(fù)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(zhì)量上也有保證。
載荷試驗(yàn)?zāi)壳笆谴_定工程質(zhì)量最可靠的方法，普遍為各類樁基工程測試所采用。本工程復(fù)合地基和單樁載荷試驗(yàn)在28d后及時(shí)進(jìn)行，復(fù)合地基載荷試驗(yàn)采用單樁復(fù)合地基承載力的測試方法，共測試了9個(gè)點(diǎn)；單樁承載力測試了2個(gè)點(diǎn)，其結(jié)果如表6。從表6中我們可以發(fā)現(xiàn)：B、C單元測試的3個(gè)點(diǎn)不管是①工藝還是③工藝的樁復(fù)合地基承載力均大于設(shè)計(jì)承載力90kPa，而E、F、H、P單元所測試的6個(gè)點(diǎn)無論①工藝，②工藝還是③工藝的樁均未達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的要求。這項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果按照任何一本驗(yàn)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(xiàn)這樣的測試結(jié)果呢?其原因何在請看下面的分析：
表 6 復(fù)合地基和單樁載荷試驗(yàn)布置 單元
名稱
測試位
置樁號
施工
工藝
種類
復(fù)合地基
承載力
／kPa
樁號
施工
工藝
種類
單樁
承載力
／kN
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
要確定復(fù)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(biāo)準(zhǔn)《地基處理技術(shù)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(shù)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(zhì)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(chǔ)設(shè)計(jì)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(shù)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(jié)度極差，飽和松散，目前正處于固結(jié)之中，本應(yīng)該考慮其對樁身的負(fù)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(jìn)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(shù)，根據(jù)《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(xiàng)參數(shù)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(shí)測單樁容許承載力值分別為32kN、60kN，平均為46kN，基本與理論計(jì)算相符合。
復(fù)合地基承載力的估算值，由《規(guī)范》提供的9.2.6—1公式計(jì)算。公式及式中各參數(shù)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(shù)，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(zhì)極差，兩次勘察階段的勘察均未能提供其承載力值，通過實(shí)測取其平均值為43.8kPa。
將以上各參數(shù)值代入9.2.6—1式，計(jì)算得出單樁承載力Pa從32kN到60kN時(shí)，各單元復(fù)合地基承載力fsp值如表7。
表 7 各單元復(fù)合地基承載力fsp估算值表
單元
名稱
m
Pa/kN
fsp/kPa
fsp平均值
/kPa
B、C
E、H
F
P
0.333
0.198
0.254
0.148
32～60
32～60
32～60
32～60
77.5～125.1
60.4～88.6
67.5～103.8
54.0～75.1
101.3
74.3
85.4
64.6
表7同表6比較，將驚奇地發(fā)現(xiàn)理論估算的值與實(shí)際測試的結(jié)果是多么的吻合!吻合表現(xiàn)在：a.只有B、C單元的復(fù)合地基承載力能夠達(dá)到90kPa，其它單元則不能；
b.F單元理論計(jì)算值高于E、H單元的理論計(jì)算值，F(xiàn)單元實(shí)際測試值也高于E、H單元的。
那么為什么B、C單元可以達(dá)到而其它單元不能呢?因?yàn)锽、C單元的樁土置換率大于其它各單元。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(dá)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(jìn)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(shù)局部較低的樁，2根為擊數(shù)均大于10擊的樁，19根是一般性的樁。取芯結(jié)果表明10cm擊數(shù)大于10擊的樁身水泥土凝結(jié)較好，呈硬塊狀；而擊數(shù)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(jié)的顆粒。樁芯硬塊部分做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其值均在2N／mm2以上。
5.4吹填土地基載荷試驗(yàn)與天然地基輕便動力觸探
吹填土地基載荷試驗(yàn)在全部樁打好后，為了分析工程質(zhì)量問題，由設(shè)計(jì)提出做的，因?yàn)榭辈靾?bào)告中沒有給出該值。實(shí)測兩點(diǎn)，都在標(biāo)高3.75m處測試吹填土的承載力，1＃點(diǎn)選在加固區(qū)外靠近場地中間的位置，結(jié)果為37.5kPa；2＃點(diǎn)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(jié)程度要比1＃點(diǎn)高，測出的值為50kPa。
未加固區(qū)天然地基輕便動力觸探試驗(yàn)的目的是判斷樁身輕便動力觸探擊數(shù)是否大于天然吹填土輕便動力觸探擊數(shù)的一倍以上。這個(gè)試驗(yàn)也是為了有助于分析工程質(zhì)量問題而做的，其依據(jù)為《規(guī)范》條文說明第9.4.2條“七天時(shí)的樁身N10大于原天然地基擊數(shù)N10的一倍以上，則樁身強(qiáng)度已能達(dá)到設(shè)計(jì)要求?！币还矞y試了4個(gè)點(diǎn)，其結(jié)果統(tǒng)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，則全部粉噴樁均達(dá)到加固要求。
6．二點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
(1)粉噴樁在處理吹填土?xí)r要慎重使用，要通過現(xiàn)場做試驗(yàn)樁以確定單樁承載力，做室內(nèi)水泥土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)以確定樁身水泥摻入量，不能只根據(jù)《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(shí)，應(yīng)該采用全樁長復(fù)攪復(fù)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(fù)噴去施工還是不夠的。目前粉噴樁施工設(shè)備大多沒有噴灰量自動計(jì)量儀器，樁短提升時(shí)間短，要將樁身各段水泥摻量控制在要求的范圍內(nèi)是件困難的事，特別是施工任務(wù)緊張，單樁施工過程中經(jīng)常調(diào)節(jié)操作參數(shù)也難免出現(xiàn)差錯(cuò)。如果只復(fù)噴一段，操作人員又不能及時(shí)調(diào)節(jié)量，復(fù)噴與提升送灰用量一樣，那么勢必造成局部灰量嚴(yán)重不足。全長復(fù)攪復(fù)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(zhì)量上也有保證。