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摘要：本文以一例碎石桩地基处理试验区的案例，分析碎石桩地基处理失败的原因
关健词：碎石桩地下水试验
中图分类号：TU47 文献标识码：A
一、前言
随着经济社会的不断发展，各城市的建设用地正在不断的缩小，化工装置建设在山区的情况较多，山区地质条件复杂，平整场地时回填较厚的填土层。在项目的建设中采用地基处理是各种大型储罐地基基础设计使用较多的方法。在各种地基处理的方法中，大型储罐使用砂石桩地基处理方法较多，现用下面的实例说明在地基基础设计、施工时应注意的问题。
二、工程概况
某化工厂新建40000m3柴油罐区，场地原地貌为山间的沟谷，各岩土层分述如下：
① 层 素填土（Q4ml）：杂色，稍湿，松散~稍密，灰褐色，杂色。主要为粉质粘土及碎石组成，局部层位为纯碎石（变质凝灰岩、凝灰质砂岩），近地面浅部夹杂少量砖瓦等。力学性质一般，但均匀性较差。层厚0.3~8.0m。
② 层 角砾（Q2dl+pl）：灰色~黄色，干~稍湿，稍密～中密，充填粉質粘土，砾径多为5mm以下，粉质粘土含量一般少于30%。为山区残破积形成。力学性质较好。层厚1.2~3.0m。
③ 层 粉质粘土（Q4dl+pl）：灰色，为场地整平前沟谷静水环境沉积形成，沉积年代较近，可塑~软塑状态可塑状态，含少量碎石，碎石含量在10%以下。力学性质较好。层厚0.6~6.1m。
④ 层 粉质粘土（Q4dl+pl）：褐灰色~灰黄色，层状构造，可塑状态，无摇振反应，少有光滑，干强度中等，韧性中等，含角砾及碎石，约占10~20%，角砾及碎石母岩为变质凝灰质砂岩、板岩等，均有不同程度风化。该层分布不连续，层厚1.7~3.9m。
⑤层 碎石（Q2dl+pl）：灰黄色～青灰色，稍湿~湿，中密～密实。层状构造，碎石呈棱角及次棱角状，具有不同程度风化，母岩成分为变质凝灰质砂岩、凝灰质板岩等，该层分布不连续，仅在3#、4#钻孔遇到，层厚0.9~1.4m。
⑥层 全风化变质凝灰岩（P21）：土黄色~青灰色，全风化，含高岭土及氧化铁，用手可碾碎，冲击可钻进。分布不连续。层厚0.2~2.6m。
场区内的地下水为潜水，赋存于素填土与原状土交界面及基岩裂隙中，稳定水位一般为0.5~7.8m，地下水来源主要为大气降水及山上雨水补给。排泄主要为蒸发及侧向补给附近河流。最高水位出现在6～9月，以8月份最高，最低水位出现在12月至翌年4月，以3月份最低。地下水水位年变化幅度在1.50m左右。
新建储罐采用碎石桩进行地基处理，设计桩径为500mm，桩长为6.0m，处理深度达到③层粉质粘土层顶面。具体对碎石桩施工的技术要求如下：
①、桩体材料为级配的碎石，最大粒径不宜超过50mm；
②、碎石桩桩身单位面积上的承载力标准值fpk大于等于500kPa，复合地基压缩模量Esp大于等于30MPa。
③、处理后地基承载力特征值fak大于等于230kPa。
三、试验桩施工过程
工程试桩时间为4月未5月初，正值春夏交替时节，上部山区的积雪随工程施工的进展而加快融化，形成大面积的融。施工前经场地整平后，在表层铺0.5m厚的碎石层，场地条件较好，基桩施工开始阶段，场区内的地下水与勘察时的地下水相同。随着基桩施工进度发展，场区内的地下水位发生了变化，地下水位已提升到基桩孔口附近，成桩过程中桩孔内出现积水，并且在柱锤的冲击下形成5-8m的水柱，由于工期的要求，部分基桩就在这样的条件下完成。
四、基桩承载力检测
基桩全部施工完成后，对基桩进行了重型动力触试验和5点复合地基载荷试验。复合地基载荷试验确定承载力特征值分别为185kPa、268 kPa、276 kPa、177 kPa、355 kPa，承载力特征值极差大于平均值的30％，复合地基静载试验承载力特征值取最小值，本次检测的复合地基承载力特征值为177kPa。检测结果如下图：
变形模量分别为15.34MPa、22.22MPa、22.88MPa、14.67MPa、29.44MPa，变形模量极差大于平均值的30％，确定变形模量为14.67 MPa。重型动力触探试验结果为桩身锤击数最大值为17.0击，最小值为1.0击，平均值为7.5击，桩身承载力特征值为180-570kPa；桩间土锤击数最大值为9.0击，最小值为0.5击，平均值为3.5击。检测结果为地基处理后未达设计要求，要采取相措施。
五、地基处理失败的分析
1、施工过程中，场区内的地下水发生了变化，勘察阶段地下水赋存于素填土与原状土交界面及基岩裂隙中，随着天气变暖，地下水及地表水发生变化，随着桩孔的形成，地下水赋存条件改变为赋存于素填土层中。
2、桩孔形成后，地下水赋存于素填土层中，在桩机柱锤的重大冲击力和振动作用下，使地下水在素填土层中扩散，加大了填土层的含水量，在振动作用下使填土层的中粉粒及砂土液化，桩周土的结构被破坏，失去原有的承载能力。
3、基桩在施工中形成的桩孔中有积水，碎石料填入桩孔后采用柱锤无法对其进行挤密压实，达不到地基处理的理想效果。
六、结论与建议
1、对填土层采用碎石桩地基处理时，应注意场区内地下水对地基处理的影响，还要考虑季节变化，大气降水对地下水的影响。
2、采用碎石桩地基处理时，要在技术人员的监控下进行基桩施工，不能因业主及工程工期的要求而进行施工，当地下水发生变化时及时采取必要的技术措施。
参考文献：
《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
陈凡，徐天平，陈久照，关立军.《基桩质量检测技术》.北京:中国建筑工业出版社，2003。
关健词：碎石桩地下水试验
中图分类号：TU47 文献标识码：A
一、前言
随着经济社会的不断发展，各城市的建设用地正在不断的缩小，化工装置建设在山区的情况较多，山区地质条件复杂，平整场地时回填较厚的填土层。在项目的建设中采用地基处理是各种大型储罐地基基础设计使用较多的方法。在各种地基处理的方法中，大型储罐使用砂石桩地基处理方法较多，现用下面的实例说明在地基基础设计、施工时应注意的问题。
二、工程概况
某化工厂新建40000m3柴油罐区，场地原地貌为山间的沟谷，各岩土层分述如下：
① 层 素填土（Q4ml）：杂色，稍湿，松散~稍密，灰褐色，杂色。主要为粉质粘土及碎石组成，局部层位为纯碎石（变质凝灰岩、凝灰质砂岩），近地面浅部夹杂少量砖瓦等。力学性质一般，但均匀性较差。层厚0.3~8.0m。
② 层 角砾（Q2dl+pl）：灰色~黄色，干~稍湿，稍密～中密，充填粉質粘土，砾径多为5mm以下，粉质粘土含量一般少于30%。为山区残破积形成。力学性质较好。层厚1.2~3.0m。
③ 层 粉质粘土（Q4dl+pl）：灰色，为场地整平前沟谷静水环境沉积形成，沉积年代较近，可塑~软塑状态可塑状态，含少量碎石，碎石含量在10%以下。力学性质较好。层厚0.6~6.1m。
④ 层 粉质粘土（Q4dl+pl）：褐灰色~灰黄色，层状构造，可塑状态，无摇振反应，少有光滑，干强度中等，韧性中等，含角砾及碎石，约占10~20%，角砾及碎石母岩为变质凝灰质砂岩、板岩等，均有不同程度风化。该层分布不连续，层厚1.7~3.9m。
⑤层 碎石（Q2dl+pl）：灰黄色～青灰色，稍湿~湿，中密～密实。层状构造，碎石呈棱角及次棱角状，具有不同程度风化，母岩成分为变质凝灰质砂岩、凝灰质板岩等，该层分布不连续，仅在3#、4#钻孔遇到，层厚0.9~1.4m。
⑥层 全风化变质凝灰岩（P21）：土黄色~青灰色，全风化，含高岭土及氧化铁，用手可碾碎，冲击可钻进。分布不连续。层厚0.2~2.6m。
场区内的地下水为潜水，赋存于素填土与原状土交界面及基岩裂隙中，稳定水位一般为0.5~7.8m，地下水来源主要为大气降水及山上雨水补给。排泄主要为蒸发及侧向补给附近河流。最高水位出现在6～9月，以8月份最高，最低水位出现在12月至翌年4月，以3月份最低。地下水水位年变化幅度在1.50m左右。
新建储罐采用碎石桩进行地基处理，设计桩径为500mm，桩长为6.0m，处理深度达到③层粉质粘土层顶面。具体对碎石桩施工的技术要求如下：
①、桩体材料为级配的碎石，最大粒径不宜超过50mm；
②、碎石桩桩身单位面积上的承载力标准值fpk大于等于500kPa，复合地基压缩模量Esp大于等于30MPa。
③、处理后地基承载力特征值fak大于等于230kPa。
三、试验桩施工过程
工程试桩时间为4月未5月初，正值春夏交替时节，上部山区的积雪随工程施工的进展而加快融化，形成大面积的融。施工前经场地整平后，在表层铺0.5m厚的碎石层，场地条件较好，基桩施工开始阶段，场区内的地下水与勘察时的地下水相同。随着基桩施工进度发展，场区内的地下水位发生了变化，地下水位已提升到基桩孔口附近，成桩过程中桩孔内出现积水，并且在柱锤的冲击下形成5-8m的水柱，由于工期的要求，部分基桩就在这样的条件下完成。
四、基桩承载力检测
基桩全部施工完成后，对基桩进行了重型动力触试验和5点复合地基载荷试验。复合地基载荷试验确定承载力特征值分别为185kPa、268 kPa、276 kPa、177 kPa、355 kPa，承载力特征值极差大于平均值的30％，复合地基静载试验承载力特征值取最小值，本次检测的复合地基承载力特征值为177kPa。检测结果如下图：
变形模量分别为15.34MPa、22.22MPa、22.88MPa、14.67MPa、29.44MPa，变形模量极差大于平均值的30％，确定变形模量为14.67 MPa。重型动力触探试验结果为桩身锤击数最大值为17.0击，最小值为1.0击，平均值为7.5击，桩身承载力特征值为180-570kPa；桩间土锤击数最大值为9.0击，最小值为0.5击，平均值为3.5击。检测结果为地基处理后未达设计要求，要采取相措施。
五、地基处理失败的分析
1、施工过程中，场区内的地下水发生了变化，勘察阶段地下水赋存于素填土与原状土交界面及基岩裂隙中，随着天气变暖，地下水及地表水发生变化，随着桩孔的形成，地下水赋存条件改变为赋存于素填土层中。
2、桩孔形成后，地下水赋存于素填土层中，在桩机柱锤的重大冲击力和振动作用下，使地下水在素填土层中扩散，加大了填土层的含水量，在振动作用下使填土层的中粉粒及砂土液化，桩周土的结构被破坏，失去原有的承载能力。
3、基桩在施工中形成的桩孔中有积水，碎石料填入桩孔后采用柱锤无法对其进行挤密压实，达不到地基处理的理想效果。
六、结论与建议
1、对填土层采用碎石桩地基处理时，应注意场区内地下水对地基处理的影响，还要考虑季节变化，大气降水对地下水的影响。
2、采用碎石桩地基处理时，要在技术人员的监控下进行基桩施工，不能因业主及工程工期的要求而进行施工，当地下水发生变化时及时采取必要的技术措施。
参考文献：
《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
陈凡，徐天平，陈久照，关立军.《基桩质量检测技术》.北京:中国建筑工业出版社，2003。