粉喷桩加固地基工程失败实例及分析

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1、粉喷桩加固地基工程失败实例及分析【摘要】阐述了一个粉喷桩加固吹填土地基失败的工程的设计、施工、和测试，通过分析测试结果找出失败所在，得出几点经验教训。主要经验是对吹填土的加固处理不能按一般软弱土来考虑，务须做室内水泥土抗压强度试验以确定桩身水泥渗入量，并做现场试桩工作以确定单桩承载力。　　【关键词】粉喷桩　水泥粉体喷射搅拌法　水泥掺入量　　【Abstract】Thispaperexpoundsthedesign,theconstructionandthetestsofafailingcementinjectionpilese

2、ngineering,Someexperiencegainedintheanalysesaboutthetestscanhelpusinothersimilarengineerings　　【Keywords】Cementinjectionpiles　Cementashmixingmethod　additionalweightofCement0　前言　　在上海市，水泥粉体喷射搅拌法在处理3～6层建筑物的软土地基中取得了一些成功实例，但是这种地基处理方法由瑞典人于1967年首先提出到现在不过只有30年的历史，在我国从1983年改

3、装成第一台粉体喷射搅拌机算起才不到15年的历史，所以我们从实践中获得的经验不足，还缺乏对它的全面了解。本文所述的就是一个水泥粉喷桩加固吹填土地基工程失败的实例，通过对它的分析，希望能对以后同类工程的设计与施工有所益处。该工程加固费用加上测试等其它费用合计300多万元，还影响了四个多月的工期，损失很大。后来调换设计单位重新设计，改为用预制桩基础。1　工程概况　　该工程位于上海市浦东新区，东临东海，近处只有350m。建筑场地是在海滩围堤后，新近人工吹填堆积形成的，地势较为平坦，地面平均标高约4.45m。表层吹填土厚度3.00～3

4、.80m，含水量高，固结度极差，呈松散状态，采用水泥粉体作为固化剂来处理该层。加固区域面积总和约1157m2，总桩数13701根。在该场地上拟建的建筑物如表1所示。基础形式为片筏基础。表1　拟建建筑物一览表建筑物单元层数高度／m建筑面积／m2教学楼(B、C)行政办公楼(E)食堂(F)中央机房(H)走廓(D)停车场(P)2111113.59.011.77.53.54213775161928713382　场地工程地质条件　　地层结构如下：　　第①层为吹填土层，主要成份为粘质粉土、砂质粉土和粉质粘土，松散，饱和，均一性差，固结度极

5、差，厚度为3.00～3.80m。　　第②层为灰色粘质粉土，含云母、贝壳碎屑，稍密，饱和，厚度为5.60～7.45m。　　两层土主要物理力学性质指标见表2。3　加固方案　　粉喷桩桩径500mm，桩长5.0m，设计桩顶标高3.75m。桩顶标高以下有效桩长4.5m。水泥用425号普通硅酸盐水泥，原水泥掺量为45kg／m，相当于被加固土重的表2　土层物理力学性质指标指　标层　　次①②w／%γ／(kN·m－3)52.8～30.418.9～16.71.52～33.8～28.219.2～18.50.96～ewL／%wp／%Ip／%ILps

6、／MPaN63.5(实测)f／kPa0.8744.4～33.024.3～19.720.1～13.3＞10.38～0.190.5～1.50.813.41～1.8415～310012.5%，后来水泥掺入量作了两次调整：第一次是在设计技术交底会上，施工以前，施工单位根据自己的经验认为加固这样的吹填土层水泥掺入量偏少，设计单位就将水泥掺量提高到50kg／m，相当于被加固土重的13.9%(停车场P单元掺量仍为45kg／m)；第二次是在完成了1971根桩之后，经轻便动力触探测试发现桩身击数局部普遍偏低，施工单位讲是水泥掺量少造成的，设计

7、单位又将水泥掺量提高到52kg／m，相当于被加固土重的14.4%(停车场P单元掺量为47kg／m)。各加固单元具体情况如表3所示。　表3　场区粉喷桩加固设计方案单元名称桩数桩间距／m桩土置换率／%设计复合地基承载力／kPa教学楼(B)教学楼(C)行政办公楼(E)食堂(F)中央机房(H)走廓(D)停车场(P)28052850120418612192169210970.80×0.800.80×0.801.00×1.001.00×0.801.00×1.001.20×1.101.20×1.2033.333.319.825.419.8

8、17.314.8909090909090704　施工情况　　施工使用上海探矿机械厂生产的GPF—5型步履式钻机及YP—1型粉体发送器，W—1.6／10型空气压缩机，1m3的贮气罐等配套设备。由于工期短，投入七套设备，昼夜施工，历时50d全部完成桩的施工任务，平均每台钻机24h完成约40根桩