粉喷桩加固地基工程失败实例及分析（一）岩土工程师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:01:08 16:18:57
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　　【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 　　
　　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3.00～3.80m，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)	2 1 1 1 1	13.5 9.0 11.7 7.5 3.5	4213 775 1619 287 1338

　　2．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。
　　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
	①	②
w／% γ／(kN·m－3) e wL／% wp／% Ip／% IL ps／MPa N63.5(实测) f／kPa	52.8～30.4 18.9～16.7 1.52～0.87 44.4～33.0 24.3～19.7 20.1～13.3 ＞1 0.38～0.19 0.5～1.5	33.8～28.2 19.2～18.5 0.96～0.81 3.41～1.84 15～3 100

　　12.5%，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)	2805 2850 1204 1861 2192 1692 1097	0.80×0.80 0.80×0.80 1.00×1.00 1.00×0.80 1.00×1.00 1.20×1.10 1.20×1.20	33.3 33.3 19.8 25.4 19.8 17.3 14.8	90 90 90 90 90 90 70

　　（百考试题岩土工程师＿）