趙 偉¹， 高銘輝¹，黃清和²，鄒燕紅²
（1.廈門市水處理投資建設(shè)有限公司，福建 廈門 361004； 2.廈門地質(zhì)工程勘察院，福建 廈門 361004）

　　摘 要：闡述了通過試樁確定深層攪拌樁加固場地土的適宜性，并在靜載試驗的基礎(chǔ)上分析了淤泥、砂質(zhì)粘土樁周土的平均摩阻力極限值及樁端為砂質(zhì)粘土的樁周土承載力折減系數(shù)。
　　關(guān)鍵詞： 深層攪拌樁； 試樁； 靜載試驗
　　中圖分類號：TU742
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2000)03-0036-02

1 工程概況

　　集美某工程位于海濱，原地貌為海灣灘涂，工程建設(shè)前進行人工填海造陸，地層從上到下依次為：①素填土，厚2.5～4.1m，主要由殘坡積土回填，松散；②淤泥，厚5.6～8.6m，主要由粘粉粒組成，含少量腐殖質(zhì)，略具臭味，流塑；③砂質(zhì)粘土，厚0.7～3.2m，主要由粘 粉粒及砂礫粒組成，可塑；④含泥中粗砂，飽和，中密；⑤殘積砂質(zhì)粘性土，可塑或硬塑。結(jié)合上部結(jié)構(gòu)及地層特征，設(shè)計采用深層攪拌樁對軟基進行改良加固，共布設(shè)攪拌樁9500多根，樁徑50cm，樁端要求進入淤泥層下的硬土層50cm，單樁豎向抗壓極限承載力170kN。?

2 試樁設(shè)計

　　為了解深層攪拌樁在該場地的成樁適應性，先用425^#和525^#普通硅酸鹽水泥各按摻灰比13％、15％分別和淤泥攪拌制成試塊用海水養(yǎng)護后進行抗壓試驗，在試塊強度能滿足設(shè)計要求后采用425^#普通硅酸鹽水泥進行成樁試驗，摻灰比15％，全樁復攪。齡期7d時進行了鉆芯檢測，發(fā)現(xiàn)水泥土拌和均勻。齡期8h的樁身水泥土輕便動力觸探試驗表明， 輕探擊數(shù)N₁₀>15擊，樁身強度滿足設(shè)計要求，并經(jīng)開挖觀察，樁體成型及外觀 質(zhì)量符合要求。?
　　為分析深層攪拌樁相關(guān)設(shè)計參數(shù)，進行了靜載單樁豎向抗壓極限值試驗。
　　Ａ^#試驗樁：以淤泥層為樁端持力層，樁頂位于淤泥層內(nèi)；
　　Ｂ^#試驗樁：穿透淤泥層，以砂質(zhì)粘土層作為樁端持力層，樁頂位于淤泥層內(nèi)；
　　Ｃ^#試驗樁：復合地基（4根），以砂質(zhì)粘土層作為樁端持力層，樁頂位于淤泥層內(nèi)。樁長及樁側(cè)地層分布如圖1。

3 靜載試驗結(jié)果及參數(shù)分析

3.1 靜載試驗結(jié)果 ?

　　靜載試驗由堆砂壓重平臺作為反力裝置，試驗靜荷載由安裝在樁頂?shù)挠蛪呵Ы镯斶M行逐級加荷，樁頂沉降由對稱方向安裝的大量程百分表進行測讀。試驗加荷方式為慢速維持荷載法，按預估極限承載力，共分10級加荷，在每級荷載作用下，當樁頂沉降量＜0.1mm，并在1h內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)兩次，則認為已趨穩(wěn)定，再加下一級荷載，直至某一荷載下沉 降急驟增大，S-Q曲線出現(xiàn)明顯陡降段時才終止加荷。?
　　Ａ^#試驗樁：預估極限承載力180kN，每級荷載增量18kN，當加荷至162 kN時沉降急驟增大，認為已達到極限狀態(tài)，其單樁極限承載力取前一級荷載：144kN。?
　　B^#試驗樁：預估極限承載力200kN，每級荷載增量20kN，當加荷至200kN時沉降急驟增大，其單樁極限承載力取前一級荷載：180kN。?
　　C^#試驗樁：為復合地基，樁距1.2m×1.2m,正方形布樁,荷載板采用2.4m×2.4m的正方形鋼板，預估5.76m²復合地基極限承載力960kN，每級荷載增量96kN，當加荷至864kN時沉降急驟增大，其極限承載力取前級荷載768 kN，復合地基極限承載力取：768 kN/5.76m²＝133kPa。?
3.2 參數(shù)分析 ?
　　本次各試驗樁淤泥段全段復攪，水泥土拌和均勻，且均在齡期28d時進行靜載試驗，水泥土試塊無側(cè)限抗壓強度>1.0MPa，單樁豎向承載力極限值R′_d、復合地基承載力極限值(f′_sp)用下式計算：?
　　

　　式中　q’_sp——樁周土的平均摩阻力極限值，kPa
　　　　　U_p——樁周長，m，U_p=1.57m
　　　　　I_i——樁長,m
　　　　　α——樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，取α=0.5
　　　　　A_p——樁的截面積，m²，A_p=0.196m²
　　　　　q_p’——樁端天然地基土的承載力極限值，kPa，淤泥q_p2’=100kPa ，砂質(zhì)黏土q_p3’=400kPa
　　　　　m——面積置換率(％)=(nA_p/A)×100%=((1×0.196)/(1.2×1.2) )×100%=13.6%
　　　　　β——樁間土承載力折減系數(shù)
　　　　　f_n’——樁間天然地基土承載力極限值，kPa,淤泥f_n’=100kPa

　　把A_#試驗樁試驗結(jié)果代入式(1)，求得淤泥層樁周土得平均摩阻力極限值q_s2’=8.4kPa；
　　把B_#試驗樁試驗結(jié)果及q_s2’代入式(1)，求得砂質(zhì)黏土層樁周土得平均摩阻力極限值q_s3’=49.8kPa；
　　把q_s2’、q_s3’代入式(1),求得C#試驗樁單樁豎向承載力極限值R_d’=171KN；
　　把C_#試驗樁試驗結(jié)果及R_d’=171KN代入式(2)，求得β=0.17。
　　把分析參數(shù)代入式(1)計算，若淤泥層厚7.0m，樁端進入砂質(zhì)粘土層50cm，本場地深層攪拌樁單樁豎向抗壓極限承載力≮170 kN。若淤泥層厚＜7.0m，則樁端進入砂質(zhì)粘土層深度宜適當加大，才能保證單樁豎向抗壓極限承載力＞170 kN。?
　　本工程驗收檢測時，對50多根攪拌樁進行了豎向抗壓靜載試驗,試驗承載力均達到設(shè)計要求 。
為對比上述參數(shù)的可靠性，將位于勘探孔旁的3根單樁承載力計算結(jié)果與驗收實測結(jié)果資料列于表1，經(jīng)對比分析，試樁所得參數(shù)是合適可靠的。

表1 檢測樁實測承載力與計算承載力對比表 樁號 樁長（m） 計算值 樁端持力層 實測值 備注 樁側(cè)地層 計算單樁(復合地基)
豎向承載力極限值
（kN) 試驗達到最
大加載壓力
（kN) 最終
沉降
(mm) 卸荷
回彈
(mm) 殘余
沉降
(mm) 淤泥
(m) 砂質(zhì)粘土
(m) 單樁 135-40 9.1 8.6 0.5 192 砂質(zhì)粘土 170 4.67 3.49 1.19 最終進入穩(wěn)定狀態(tài) 221-25 8.0 7.5 0.5 177 170 12.2 2.89 9.31 最終進入穩(wěn)定狀態(tài) 244-21 8.5 8.0 0.5 184 170 4.48 4.26 0.22 最終進入穩(wěn)定狀態(tài)

4 結(jié)論 ?

　　① 通過試樁認定，本場地采用深層攪拌樁進行軟基加固是可行的。?
　　② 試驗結(jié)果表明，本場地淤泥層樁周土的平均摩阻力極限值僅8.4kPa，砂質(zhì)粘土層樁周土的平均摩阻力極限值則高達49.8 kPa。?
　　③ 試驗結(jié)果表明，本場地樁端為硬土，樁間土承載力折減系數(shù)僅0.17。
　　④由于各地區(qū)淤泥成因、成分和包含物不同，其成樁適宜性及平均摩阻力極限值不一，采用深層攪拌樁時，應進行試樁。

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收稿日期：1999-10-15