碎石樁復(fù)合地基靜載荷試驗

陳聞耕

1.引言

本文主要以長株潭煙草物流園項目聯(lián)合工房復(fù)合地基處理為依托，通過現(xiàn)場試驗深入探究碎石擠密樁的承載力及其穩(wěn)定性。

碎石樁主要分布在煙草物流園左區(qū)，共施工碎石樁3116根，碎石采用片石，碎石樁樁體承載力設(shè)計特征值為100kPa。本區(qū)域經(jīng)過碎石樁地基加固處理后，其復(fù)合地基承載力如何不得而知，本文根據(jù)靜載試驗結(jié)果，評價樁體密實度，驗證復(fù)合地基承載力特征值是否滿足設(shè)計要求。

2.碎石樁復(fù)合地基靜載荷試驗

2.1試驗設(shè)備及試驗參數(shù)

本次試驗使用壓重平臺反力裝置（如圖1、圖2所示），試驗設(shè)備主要有：靜載荷測試分析儀、位移傳感器、油壓千斤頂、基準(zhǔn)梁、堆載材料和其他配件等。

搭建壓重平臺反力裝置時，為保證試驗時垂直加載且受力均勻，應(yīng)使平臺中心、測試位置、承壓板中心、千斤頂?shù)酌嬷行奈挥谕惠S線上。故應(yīng)將承壓板放于樁頂上，用鋼梁搭建平臺，并使平臺中心位于樁頂處，然后在承壓板上安放千斤頂，

并讓其活塞與主梁相連，最后在平臺上均勻穩(wěn)固地安放堆載材料。加載時，利用壓重平臺裝置提供反力，通過油壓千斤頂控制施加在承壓板上的壓力大小，實現(xiàn)逐級加載，每級荷載作用下的沉降量通過位移傳感器測量，通過靜載荷測試分析儀自動加載、卸載及記錄沉降量。

碎石樁復(fù)合地基靜載試驗參數(shù)如表1所示。

2.2試驗加載方法

該工程碎石樁采用矩形布置，其樁徑為0.5m，樁間距為1.5m，單樁處理的地基面積為2.25m2，荷載板采用邊長是1.5m的正方形。復(fù)合地基設(shè)計承載力特征值為100kPa，本次載荷試驗最大加載量不小于設(shè)計復(fù)合地基設(shè)計要求壓力值的兩倍，本試驗最大加載量取設(shè)計要求壓力值的三倍，即2.25m2×100kPa×3=675kN。

本次試驗采用慢速維持載荷法，逐級加載，直至加載到最大荷載，然后分級卸載到零。加載時分為11級，首級加載75kN，此后每級加載60kN，每一次加載前后都記錄下承壓板的沉降，此后每隔30min記錄一次承壓板沉降，當(dāng)連續(xù)兩次記錄的沉降量之和小于0.1mm時，進(jìn)行下一級加載。

2.3試驗終止條件

當(dāng)出現(xiàn)下列其中一種情況時，即可終止試驗：（1）沉降突然劇增，承壓板下方的土被擠出或者旁邊明顯的隆起；（2）測得的承壓板的總沉降量超過承壓板邊長的6%；（3）重物荷載不足，達(dá)不到極限荷載，且加載荷載已經(jīng)達(dá)到超過設(shè)計要求值的兩倍。

2.4容許承載力確定方法

2.4.1當(dāng)荷載-沉降曲線上有明顯的拐點，即存在比例極限時，容許承載力值特征值就為該比例極限。

2.4.2當(dāng)已知極限荷載，而極限荷載又小于2倍比例極限所對應(yīng)的荷載時，容許承載力值特征值取極限荷載的一半。

2.4.3當(dāng)荷載-沉降曲線為一條平緩的曲線，比例極限和極限荷載無法確定時，按相對變形值來確定容許承載力。對于這種情況，可依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012規(guī)定，對碎石擠密樁復(fù)合地基，復(fù)合地基容許承載力特征值取S/b=0.08時所對應(yīng)的壓力。

2.4.4試驗測試點數(shù)應(yīng)大于等于3，當(dāng)所有測點測得的平均值與極值之差不大于30%時，復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值就是所有測點測得的平均值。

復(fù)合地基靜載試驗時往往由于重物荷載不足，或者試驗條件有限，加上大量的復(fù)合地基靜載試驗測得的荷載-沉降曲線多為緩變形曲線，無從得到比例極限荷載，故大多以2.4.3確定的地基承載力特征值。

3.試驗結(jié)果及分析

對碎石樁復(fù)合地基1#點進(jìn)行了復(fù)合地基承載力試驗，試驗結(jié)果如下：1#點復(fù)合地基當(dāng)最大加載至300kPa，即675kN，總沉降量為58.05mm，其載荷-沉降曲線如圖3所示。

依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012規(guī)定，加載荷載板為邊長是1.5m的正方形板，取S/b等于0.008（即12mm）對應(yīng)的荷載。由圖3可知，其值為247.5kN，則壓力247.5/2.25=110kPa為該單樁復(fù)合地基承載力特征值。

復(fù)合地基2#點加載至300kPa，總沉降量為44.42mm，其載荷-沉降曲線如圖4所示。

由圖4可知，荷載-沉降曲線為緩變形曲線，依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012規(guī)定，加載荷載板為邊長是1.5m的正方形板，取S/b等于0.008（即12mm）對應(yīng)的荷載，其值為337.5kN，則壓力337.5/2.25=150kPa為該單樁復(fù)合地基承載力特征值。

復(fù)合地基3#點加載至300kPa，總沉降量為28.81mm，其載荷-沉降曲線如圖5所示。

從圖5可以看出，荷載-沉降曲線為緩變形曲線，依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012規(guī)定，加載荷載板為邊長是1.5m的正方形板，取S/b等于0.008（即12mm）對應(yīng)的荷載，其值為337.5kN，則壓力337.5/2.25=150kPa為該單樁復(fù)合地基承載力特征值。

復(fù)合地基1#點承載力特征值為110kPa，復(fù)合地基2#點承載力特征值為150kPa，復(fù)合地基3#點承載力特征值為150kPa，依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012要求，3個試驗點的承載力特征值極差未超過平均值的30%，其平均值為136.7kPa，大于100kPa，滿足設(shè)計要求。