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,theconstructionandthetestsofafailingcementinje

2、ctionpilesengineering,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

3、在不过只有30年的历史,在我国从1983年改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,

4、地势较为平坦,地面平均标高约4.45m。表层吹填土厚度3.00~3.80m,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:  

5、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.

6、418.9~16.71.52~33.8~28.219.2~18.50.96~ewL/%wp/%Ip/%ILps/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

7、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

8、.800.80×0.801.00×1.001.00×0.801.00×1.001.20×1.101.20×1.2033.333.319.825.419.817.314.8909090909090704 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

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