黄河下游某工程勘察与地基试验研究

黄河下游某工程勘察与地基试验研究

梁洪成

山东省地质测绘院山东济南250002

【摘要】本文以山东市某工程项目的岩土勘察为研究背景，从力学性质分析、综合试桩、复合地基试验几个角度综合探讨了岩土勘察的具体实施流程和方法，给工程实施提出了一定的建议，为基础设计提供了可靠的依据。

【关键词】岩土工程，试验，特性

1前言

拟建某工程场地位于黄河下游某市，地处冲积平原的漫滩上，地形平坦开阔，地貌单元简单，场地内水沟、水塘分布较多，水系发达，上部地层均为第四系冲积物，沉积韵律较明显，具有明显的水平层理，局部具有斜层理，沉积的特征明显，自上而下地基土为粉质粘土（沿黄河大堤附近表层分布有素填土）、淤泥质粉质粘土、粉细砂、中粗砂、砾卵石，厚度约50.0m，下伏基岩有侏罗系泥岩、长石石英砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、闪长岩和三叠系灰岩。该工程主要建筑物地基采用桩基方案，附属构筑物部分采用复合地基方案。本工程已经完成了从选厂到施工图的勘探，进行了工程地质钻探、取土样、现场原位测试、土工试验外，还进行了综合试桩及复合地基试验。本文对在场地分布最广且位于基础主要受力层的淤泥质土进行岩土工程特性分析，并提出本层岩土工程设计所需的各种参数。

2淤泥质土成因、岩性及分布

该工程位于黄河南岸，为黄河古河道，主河道现已北移，在北移的过程中由于河道的截湾取直的作用形成了牛轭湖相原始地貌，但是由于黄河水位的变化，洪水季节使牛轭湖接受黄河冲积物；使本区牛轭湖相的岩性含有较多粉砂级颗粒。由于上述原因本层岩性以还原相灰色及灰黑色为主，偶含腐植物及贝壳，局部地段有机质富集成为淤泥；本层以淤泥质粉质粘土为主，洪水期形成的淤泥质粉土呈透镜体状分布；呈软塑-流塑状态，高含水量，高压缩性，中灵敏度，局部高灵敏度的土。本层厚度范围4～16m，一般厚度10m。

3淤泥质土物理力学性质

在场地勘察中采用室内试验与原位测试相结合的方法进行，对地基土的特性进行判别，其中原位测试采用标准贯入原位试验、双桥静力触探、单桥静力触探，土层物理力学指标推荐值见表2。

4综合试桩

场地主要建筑物地基拟采用桩基方案，并进行了Φ800mm旋挖灌注桩、Φ600PHC管桩进行综合试桩。通过综合试桩对本淤泥质土层桩基特性作如下结论：

（1）Φ800mm旋挖灌注桩在本淤泥质土层中存在扩径现象，其充盈系数可在1.3左右，成孔检测也表明在本层易造成扩径，在具体施工时可通过控制泥浆指标和局部地段采用长护筒的措施。

（2）管桩在本淤泥质土中上部基本自沉，沉桩极为容易，但在沉桩过程中要监控桩身垂直度，并进行调整。在进行的孔隙水压力检测和土体深层位移检测中，发现土层中超孔隙水压力急剧增长，挤土效应严重，增加的超孔隙水压力消散慢，最大孔隙水压力增量超出上覆土压力的60％，孔隙水压力在邻近桩打桩后迅速增大到最大值，在打桩完毕后一周内孔隙水压力消散较快（其中第一天消散量最大），随后消散速度趋于缓慢，在打桩后30天孔隙水压力消散率均在70～80％左右。在施工中采取必要的措施（如在桩间土中插塑料排水板，埋设孔压计、深层土体位移监测元件等）消散饱和软土中的超孔隙水压力，促进桩周土尽快恢复，避免由于施工快、施工措施不当等造成桩断裂、上拔等问题。基础开挖必须等打桩引起的超孔隙水压力累计增量消散80％以上方可进行，并尽可能避免由于局部土体失稳，造成桩顶偏移现象。

5复合地基试验

由于场地淤泥质土地基承载力无法满足附属构建筑物的要求，为此进行复合地基试验，通过勘探取样置备了水泥土试块，并不同龄期、不同施工方式的水泥土试块进行了试验，具体成果见表2。

从表中可以看出：1）干法水泥土试块强度明显高于湿法；2）由于添加了减水剂使得湿法水泥土试块前期强度增长较快。根据室内试验成果，水泥土搅拌桩现场试验分为两组四区，共布桩60根，每区15根，固化剂采用425#普通硅酸盐水泥，掺入比为15％。水泥土搅拌桩桩径600mm，桩长14m（桩端穿过淤泥质土，进入下部粉砂层），桩间距为1.1m、13m，湿法外掺剂选用0.2％水泥用量的木质素磺酸钙，水灰比采用0.54；通过现场试验得出以下结论：

（1）水泥土桩体桩身完整，搅拌均匀，适于在场地复合地基加固中应用；

（2）从试验成果来看，深层搅拌桩（湿法）与粉喷桩（干法）起到很好的加固效果，而粉喷桩优于深层搅拌桩，从室内试验、载荷试验、桩身芯样试验等结果来看，粉喷桩桩身强度明显高于深层搅拌桩，具有较好的加固效果。

（3）根据室内水泥土试验和现场试验综合分析，复合地基承载力及变形模量推荐值如表3。

（4）施工工艺，粉喷桩宜采用二次喷浆四次搅拌（复搅），深层搅拌桩宜采用桩身采用二次喷浆四次搅拌（复搅），上面8m采用三次喷浆六次搅拌。为保证水泥与土充分搅拌，应控制提升速度和搅拌头搅拌速度，粉喷桩宜保证搅拌头搅拌一周时提升高度不超过16mm，深搅桩提升速度控制在0.5m/rain以下。此外粉喷桩施工中应采用增加输灰罐压力和放慢搅拌头提升速度的方法来保证全桩体喷粉的均匀性。

6结语

通过对该区域淤泥质土全方位的勘探、测试及试验提出了本淤泥质土岩土工程设计所需的各种参数，从原位测试、综合试桩和复合地基试验成果来看，对于淤泥质土的岩土参数提出时，应注意多种手段相结合，在地基加固试验方案设计实施中针对淤泥质土的特性，应注意成孔、挤土效应等方面，为基础设计提供可靠的依据。

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作者简介：梁洪成（1988-），男，山东潍坊人，助理工程师，从事岩土工程及地质灾害治理研究。