粤西某电厂试验桩工程浅析

粤西某电厂试验桩工程浅析

鲍胜国

广东天信电力工程检测有限公司广东广州510163

摘要：通过对粤西某电厂试验桩工程施工过程监测、竖向静载试验、桩身内力测试、工程高低应变检测、钻芯法检测，探讨沿海地区花岗岩残积土、强风化层灌注桩承载力降低的初步原因及对策

关健词：试验桩；桩侧及桩端阻力；花岗岩残残积土

1前言

花岗岩残积土、强风化花岗岩，其强度具有随深度增加而增高的特性，同时还与其上覆土的含水量及透水性有很大的关系，若上覆土层为含水量较高且透水性较好的砂层、淤泥层时，以花岗岩残积土、强风化花岗岩为桩端持力层的钻（冲）孔灌注桩，其桩侧、桩端阻力会有所降低。粤西沿海某燃煤电厂，在烟囱、锅炉等重要部位设计采用冲孔（旋挖）灌注桩基础，按规范要求，在施工场地关健部位选用了三组共9根不同桩径（Φ800-1000mm）、不同施工工艺（旋挖和冲击成孔）、不同桩端持力层（强风化和中风化花岗岩）试桩，本文通过对试桩过程中的分析，试图找出沿海地区特种条件下花岗岩残积土桩侧、桩端阻力的变化原因，以供参考。

2工程地质条件

拟建厂址地貌上为滨海沙滩。厂址场地相对平缓，大部分为盐田和鱼塘，局部为沙丘，分布有少量林地和木麻黄等。厂区陆域自然地面标高在0～16.75m（1985年国家高程基准，下同）之间。

根据本工程前期勘察的成果，厂址区内在马岭低山区一带直接出露的基岩为燕山三期侵入花岗混合岩（y3）。上覆第四系（Q4）堆积层为松散堆积物，主要由海陆相、泻湖相、滨海相沉积层组成，其地层可分为砂、软土、冲积粉质粘土、残积粘性土层，受基岩起伏变化的影响，厚度变化较大。各类岩土层分述如下：

①中粗砂：褐黄色，饱和，稍密～中密。层厚1.30～17.40m；层顶标高变化较大，在16.73～1.83m之间。静探试验锥尖阻力qc平均值为9.36MPa，标贯击数平均值为18.4击。该层厚度一般都达到10m，最厚达到17m。在其它地段一般都缺失。

②粘土：黄色，软塑～可塑。层厚一般为2.0m。静探试验锥尖阻力qc平均值为0.52MPa。

③淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，流塑，局部软塑；含较多碎贝壳、腐烂植物根茎及中细砂。静探试验锥尖阻力qc平均值为0.93MPa，标贯击数平均值为2.2击。层厚1.20～3.70m。

④1粉质粘土：灰黄色、黄褐色，硬塑；夹多量粉细砂。层厚0.50～6.40m；层顶标高变化在0.33～-6.04m之间。静探试验锥尖阻力qc平均值为2.40MPa，标贯击数平均值为9.2击。

④2中粗砂：灰黄色，饱和，中密。层厚0.90～4.80m。静探试验锥尖阻力qc平均值为9.76MPa，标贯击数平均值为12.2击。分布不稳定。

⑤淤泥质粉质粘土：灰色，软塑；含腐烂植物根茎及中细砂。层厚0.90～3.80m。标贯击数平均值为5击。呈透镜体状分布。

⑥粗砾砂：灰色，饱和，中密～密实；颗粒形状呈圆形、亚圆形，磨圆度较好，偶见石英角砾；含大量碎贝壳、少量腐植质。呈透镜体状分布，土层厚度0.70～2.50m。标贯击数平均值为14.3击。

⑦残积土：主要为粉质粘土，灰黄色、灰绿色，硬塑；原岩矿物已风化成土状，含多量中细砂。层厚一般为2.50～14.70m，层顶标高-3.14～-12.11m。静探试验锥尖阻力qc平均值为3.37MPa，标贯击数平均值为19.7击。

⑧全风化花岗混合岩：灰黄色、灰褐色，岩芯呈坚硬土状，岩芯手捏易碎，遇水易软化崩解。层厚一般为1.90～11.0m，层顶标高-15.0～-22.81m。静探试验锥尖阻力qc平均值为6.75MPa，标贯击数平均值为42.2击。

⑨强风化花岗混合岩：灰黄、灰白色，结构清晰，顶部岩芯用手可瓣断，遇水易软化。主要矿物成分为石英、长石、云母等。层厚一般为2.10～11.70m，层顶标高-15.50～-33.81m。标贯击数普遍大于50击，平均值为137击。

⑩中风化花岗混合岩：灰色、灰白色，局部为灰黄色，岩芯呈坚硬碎块状，锤击难断，风化裂隙及浸染锈斑发育。

3试桩过程

成孔（冲击或旋挖）→成孔质量检测→灌注混凝土→低应变检测→竖向抗压静载试验（内力测试）→水平静载试验（内力测试）→高应变检测→钻孔抽芯检测

4试桩过程中出现的问题

以强风化花岗岩为桩端持力层的6根旋挖成孔灌注桩，在成孔过程中都有明显的缩径现象。（下图为9#试桩测孔图，左图中可以看到在桩身中下部缩孔较严重，经反4-5次加大钻头复挖，孔径正常，见右图）

低应变检测9根试验桩桩身质量无明显缺陷。竖向静载试验，3根冲孔端承桩竖向承载力全部满足设计要求。（下图为2#试桩试验曲线，冲击成孔，桩端为中风化花岗岩，下表为内力测试成果）

6根旋挖成孔摩擦桩均达不到设计要求。（下图为9#试桩试验曲线，旋挖成孔，桩端为强风化花岗岩，下表为内力测试成果）

高应变检测结果和竖向静载试验结果比较接近。对2#、9#桩进行钻孔抽芯检测，桩身质量完好。

5原因分析及对策

对比相似工程地质条件的东莞、潮州两个电厂试桩及工程桩检测结果，可以发现在沿海地区，上覆饱和粉细砂及软土，以强风化花岗为桩端持力层的灌注桩，由于桩侧花岗岩残积土和桩端强风化花岗岩遇水软化，其竖向承载力均较设计要求有所降低。为了提高灌注桩桩身承载力，如果能穿过强风化花岗层，以中风化层做为桩端持力层当然更好。假如中风化岩层埋藏较深，入岩较困难，可以对桩周处理，如高压注浆法或高压旋喷法，如潮州沿海某电厂、沙角C电厂的灌注桩，工程桩检测承载力达不到设计要求，就采用上述两种办法对有问题的灌注桩进行了处理，处理后检测，承载力满足设计要求。由于篇幅有限，相应图表不一一列出。

参考文献：

[1]李再龙：钻（冲）孔灌注桩在沙角C电厂脱硫桩基工程中的应用《广东建材》2007年第12期

[2]岑卓玲：花岗岩残积土桩基施工中的问题及解决办法《广西地质》第15卷第4期2002年12月

[3]陈凡、徐天平等：《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014中国建筑工业出版社2014年