建筑施工中地主技术问题探讨

　摘要: 本文通过工程实践,为压板荷载试验在人工挖孔桩中的应用提供经验与方法，该试验方法在辅助处理人工挖孔桩,在复杂地基情况下的终孔是最简单方便、安全可靠、经济实惠、行之有效的最佳方法,对同类工程问题具有借鉴意义。

　　关键词:压板试验;人工挖孔桩;地基处理;

　　1 工程概述

　　某小区D、E幢高层工程基础设计时就是采用上述压板试验的数据得出持力层岩土承载力800T/㎡，建筑高度66m, 建筑面积61356m2, 占地面积8023m2。地震基本设计烈度按7度。

　　在人工挖孔桩施工过程中,由于岩层裂隙发育较充分呈片状,断面坡度较陡,其岩层走向较复杂呈“W”分布,而且桩孔软硬夹层较多且厚度较薄,持力层为钙质泥岩,受水浸润容易软化使承载力造成下降。导致现场出现部分相邻桩孔在达到收桩条件时的深度相差较大,根据桩孔超前钻资料显示,甚至出现相隔2m的桩孔收桩深度相差达10m之多,使部分桩收桩深度超过广州市建委规定的限值25m。为了确保施工进度,尽快确定收桩深度,经多方现场勘察论证,得出需验证该部分桩孔现场岩样的强度,再由设计通过验收桩的摩擦力与端承力来确定收桩深度。由于三轴受压与单轴受压的承载力不同,造成现场岩样的强度与取样送实验室进行试压的结果相差较大。无法采用直接取样法进行确定,为此,经建设单位、施工单位、监理单位、设计单位及地质勘探等多方论证,最终选定了在桩孔底部直接进行压板试验方式来确定岩样的强度。通过现场试验得出的强度,经设计验算,最终采取了在原位终孔或再下挖3m进行小放坡收桩等形式处理,取得了满意的效果。

　　现场地质情况简介

　　 ⑴场区地质勘探及桩孔超前钻报告揭露,场区上覆土层主要为第四系人工填土层、海陆混合堆积层及残积层组成,下卧基岩为白垩系沉积岩层。场区自上而下的岩土层划分如下:

　　勘探期间测得地下水位埋深1.00～1.35m。从土的结构分析,人工的结构分析,人工填土中有一定量的上层滞水,冲积层内的粉砂属弱透水层,中砂、粗砂属透水层,含水量丰富。基岩中裂隙发育,含有较多的基岩裂隙水。

　　 ⑵经多方磋商选定了具有代表意义的三个桩孔进行压板试验,其试验点持力层地质情况如上表。①1号试点:在124#桩,桩径1400mm,试点面在地面下(±0.00下同)24.3m,压板下的持力层为强风化钙质泥岩,裂隙发育,岩质软,由于桩中心的超前钻孔没有回灌水泥砂浆,长期水浸使钻孔周边强风化岩的软化更严重,呈饱和状态。②2号试点:在162#桩,桩径1600mm,试点面在地面下24.2m,压板下的持力层为强～中风化过度的钙质泥岩(强偏中风化),裂隙较发育,岩质较硬,压板下一半为红褐色泥质粉砂岩一半为钙质泥岩。岩质比1号试点要硬,岩块强度比1号试点高,试点面下岩体呈饱和状态。③3号试点:在67#桩,桩径为1400mm,试点面在地面下23.1m,压板下持力层为强风化钙质泥岩,裂隙发育,岩质很软,由于桩中心的超前钻孔没有回灌水泥砂浆,在长期水浸影响下钻孔周边强风化岩样软化更严重,呈饱和状态。

　　 3个试验点所在桩号的平面位置图如图1所示,超前钻的柱状图显示其下部强风化层较厚,中风化钙质泥岩层较深,位于标高-46～-36.6m处,为了保证岩样完整,在高程-37～-45.5m处取样,该处中风化采样试压结果为:124#桩7.4MPa,162#桩4.6MPa,67#桩8.1MPa。

　　

　　压板荷载试验方法及技术要求

　　3.1压板荷载试验方法

　　压板荷载试验点位置由甲方与设计单位选定,试验点平面位置如图1所示,试验加载方法是用200吨油压千斤顶借助于支承在孔两端的反力钢梁对压板下岩体施加荷载,用精密压力表测定千斤顶的油压力,由安装在压力板上的对称位置的四个BWG电感式位移计和二次仪表所组成的位移测试系统量测压板在各级荷载作用下的沉降,刚性承压板直径D=35.7cm,压板荷载试验装置示意图见图2。

　　

　　试验的技术要求

　　按基础设计规范(GBJ7-89)地基土和基岩的荷载试验的规定进行。

　　压板试验结果及桩孔处理方案

　　4.1压板试验的结论与建议

　　根据1、3号试点在强风化钙质泥岩的压板荷载试验结果,压板的极限强度为1.6～3.2MPa,变形模量Eo=80～200MPa。2号试点在强偏中风化紫红色泥岩的压板试验结果,压板的极限强度为7.2 MPa,变形模量Eo=516～662 MPa。通过试验得出的结果和很多工程的大量试验资料,结合本工程挖孔桩的桩长等进行的桩基持力层的强度分析计算,建议桩端持力层强风化钙质泥岩的计算参数及承载力设计值qp值如下:γ=21kN/m3,C=0.1MPa,φ=260,Eo=100MPa,qp=1.4～2.0MPa;强偏中风化紫红色泥岩的计算参数及承载力设计值为:γ=21kN/m3,C=0.13MPa,φ=280,Eo=400MPa,qp=2.5～3.5MPa。实际应用时,由于本工程桩端持力层变化较大,桩端岩体软硬相差较大且互成夹层,建议应验算桩基沉降和沉降差,以满足上部结构的要求。同时注意预防被水浸软,且应对建筑物进行沉降观测。

　　桩终孔处理方案

　　根据压板试验的结果及现场实际情况,设计单位通过端承力与摩阻力相结合验算,对该批桩的终孔标高进行了调整。对于类似1、3号试验桩的桩孔,在原标高处挖下1000mm开始进行扩大头,个别桩孔因岩层层理断面倾斜较大而无法按1:2进行扩大头的,经与设计沟通验算,采取了1:5或1:3的坡度进行扩大头终孔,避免发生塌方事故;对于类似2号试验桩的桩孔,按原设计要求在原位开始终孔扩大头。解决了剩余桩孔收桩问题,使该工程避免了桩孔超深问题及因超深开挖带来的安全隐患。

　　桩基检测及沉降观测

　　在完成桩基工程后,通过小应变及超声波、抽芯等检测,其桩身结构完整,质量合格,均为Ⅰ、Ⅱ类桩。通过将近2年的主体沉降观测,其平均沉降量与差异沉降量均在容许范围内。目前该楼宇已接近装修尾声,主体沉降观测数据显示,其沉降量已趋于稳定。

　　压板试验的经济指标分析

　　整个压板试验历时9天,只需选取有代表意义的三个试验点,且操作简单方便,总费用未超5万元,能及时的反映了桩孔原位的真实承载力,避免了继续下挖及安全风险,为桩基顺利终孔争取了时间、节约了成本、创造了条件。

　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。