某水泥生產(chǎn)線地基處理技術(shù)

何亦舟

(安徽理工大學(xué) 土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001)

1 工程概況

該項(xiàng)目位于陜西省。場(chǎng)地東西寬約448m，南北長(zhǎng)約785m。擬建廠區(qū)屬暖溫帶半干旱性大陸季風(fēng)氣候，四季分明，干旱，年平均氣溫14.1 度，年均降雨量533.5mm，冰凍期10 底至翌年3月上旬，最大凍土深度61cm，凍土為季節(jié)性凍土。

據(jù)工程地質(zhì)詳細(xì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地內(nèi)1-1 層填土、2 新黃土、2-1 土壤、2-4 新黃土混結(jié)核、3 古土壤、4 層老黃土、4-1 老黃土混結(jié)核均具自重濕陷性，5 層古土壤上部局部具濕陷性，下部一般不具濕陷性。 據(jù)黃土濕陷量計(jì)算結(jié)果，場(chǎng)地濕陷性地層分布深度介于14.5-23.8m，總濕陷量介于281.2-1738mm，自重濕陷量介于212.8-795.8mm，本場(chǎng)地屬Ⅲ（嚴(yán)重）～Ⅳ級(jí)（很嚴(yán)重）自重濕陷場(chǎng)地。

2 地基處理

根據(jù)工程勘察，場(chǎng)地屬Ⅲ（嚴(yán)重）～Ⅳ級(jí)（很嚴(yán)重）自重濕陷場(chǎng)地，須進(jìn)行地基處理，依據(jù)車間的不同采用擠密樁(DDC 工法)或灰土換填消除全部或部分濕陷性。 該工程地基處理方式及工程量如下表所示。

地基處理方式及工程量表

2.1 灰土擠密樁和素土樁施工

該工程地基處理主要采用灰土擠密樁和素土樁。 樁長(zhǎng)約25m， 樁孔直徑為400mm， 夯填后， 樁體直徑平均不小于550mm-650mm。 該工程灰土擠密樁和素土樁擬采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔、錘擊夯實(shí)進(jìn)行施工

2.1.1 施工參數(shù)。 （1）依據(jù)該地基處理工程施工設(shè)計(jì)圖紙的要求，根據(jù)巖土工程勘測(cè)報(bào)告，并根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，確定夯實(shí)灰土樁的施工參數(shù)：樁體材料：素土、2∶8 灰土。 （2）成孔采用螺旋鉆機(jī)成孔，成孔直徑Φ400mm，孔深大于設(shè)計(jì)深度500mm。 （3）正式夯填前夯機(jī)空夯5 次，每次填料量0.12m3（虛方量）左右。夯擊次數(shù)：下半部（樁長(zhǎng)1/2 以下）6～8 擊，落距4 米；上半部（樁長(zhǎng)1/2 以上）8 擊，落距3.6 米至極限落距，夯擊重錘重1.8T，夯機(jī)能量220KNm/m2。 夯擊成樁直徑：550mm。 （4）貫入度控制在10cm 以內(nèi)；樁基施工時(shí)，基坑地面隆起高度控制在15cm 內(nèi)；樁基施工時(shí)，與之相鄰樁的樁頂相對(duì)隆起高度控制在1cm 內(nèi)。

2.1.2 樁孔定位。 確定平面位置后，建立平面位置的控制樁，以備下步施工使用。 根據(jù)樁中心距，先在施工區(qū)邊線上分出每排樁的控制線。拉線，用50m 鋼尺定出每個(gè)樁的位置，并插竹筷做標(biāo)示，對(duì)每個(gè)樁都建立編號(hào)。

2.1.3 施工順序。 成孔和回填時(shí)為防止臨孔之間互相擠壓造成相鄰孔徑縮孔或振動(dòng)坍塌， 施工順序采用先外后里，隔排隔行，隔一打一的跳打方式，成孔后立即分層回填夯實(shí)。

2.1.4 孔內(nèi)填料。 成孔后及時(shí)進(jìn)行夯填，在向孔內(nèi)填料前先夯實(shí)孔底。 灰土分層回填夯實(shí)，逐層以量斗定量向樁孔內(nèi)下料，每層回填厚度約500mm，采用夯實(shí)機(jī)分層夯實(shí)。回填料夯實(shí)采用連續(xù)施工， 每個(gè)樁孔一次性分層回填夯實(shí)， 填料時(shí)每0.2m3～0.15m3夯擊八至十次， 夯擊時(shí)夯錘采用1.5t 重錘， 落距7000～2000mm，每分鐘夯擊4—6 次（落距和夯擊次數(shù)以現(xiàn)場(chǎng)孔內(nèi)取樣達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)系數(shù)0.97 為準(zhǔn)）。 填料、夯擊交替進(jìn)行時(shí)，必須做到均勻下料，均勻夯擊，不得間隔停頓或隔日施工以免降低樁的承載力。

2.2 鉆孔灌注樁施工

該工程燒成區(qū)及成品區(qū)的熟料粉庫、礦渣粉庫、水泥庫等主要建構(gòu)筑物物、設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用樁基基礎(chǔ)。 樁基采用鉆孔灌注樁，樁徑分別為Φ600、Φ800、Φ1000，樁長(zhǎng)30～40m。

鉆孔灌注樁采用GPS15 型鉆機(jī)進(jìn)行施工。 成孔采用正循環(huán)成孔、二次清孔、原土自然造漿的施工工藝；鋼筋籠分節(jié)制作、安裝，上下節(jié)采用搭接雙面焊連接；混凝土全部采用集中攪拌混凝土，由專用導(dǎo)管進(jìn)行水下灌注。

操作規(guī)程及技術(shù)措施：

（1）鉆進(jìn)成孔。 護(hù)筒埋設(shè)后，就位鉆機(jī)。 鉆機(jī)調(diào)整合格后，測(cè)出鉆機(jī)平臺(tái)標(biāo)高并記錄在案。 成孔前算出該樁所需鉆桿長(zhǎng)度，并在最后一節(jié)鉆桿上標(biāo)識(shí)出，以防超鉆。 成孔鉆進(jìn)開始時(shí)輕壓慢鉆，小泵量循環(huán)泥漿，防止鉆頭劇烈震動(dòng)造成護(hù)孔筒的偏移，待進(jìn)尺5 米后按正常速度鉆進(jìn)。 鉆進(jìn)成孔過程中循環(huán)泥漿比重宜控制在1.15～1.25 范圍。

（2）清孔換漿。 鉆進(jìn)成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，即停止鉆進(jìn)，然后利用鉆桿進(jìn)行一次清孔，使孔底沉渣完全排出。 二次清孔在導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行，清孔時(shí)泵量應(yīng)合理控制，避免過大沖垮孔壁。

（3）鋼筋籠制作安裝。 鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)由鋼筋班集中分節(jié)制作，由鉆機(jī)卷揚(yáng)或吊車逐節(jié)起吊安裝，上下節(jié)鋼筋籠采用搭接雙面焊連接，接頭在35d 處按50%間隔布置。 待全部入孔經(jīng)確認(rèn)符合要求后，將鋼筋籠吊筋固定在孔口道木及鉆機(jī)上。

（4）混凝土澆灌。 灌注樁全部采用集中攪拌混凝土，由專用導(dǎo)管進(jìn)行水下灌注。 灌注過程中，必須有專人負(fù)責(zé)測(cè)量混凝土面高度，適時(shí)提升拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管埋深3～6m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提離混凝土面，初灌量應(yīng)確保埋管深度≮（0.8～1.3）m?；炷凉嘧?yīng)連續(xù)緊湊進(jìn)行，不得中斷，同時(shí)在灌注過程中應(yīng)勤串動(dòng)導(dǎo)管，使混凝土充填密實(shí)。 為確保樁頂標(biāo)高和樁頭質(zhì)量，設(shè)計(jì)標(biāo)高以上按要求超灌一定的高度，其灌注充盈系數(shù)不得小于1.0。

（5）質(zhì)量檢驗(yàn)。 鉆孔樁采用超聲波法檢測(cè)，在鉆孔樁鋼筋籠制作時(shí)，須預(yù)埋無縫鋼管作聲測(cè)管。 在鉆孔樁鋼筋籠制作時(shí)均布聲測(cè)管， 并高出基樁樁頂面50cm， 檢測(cè)管下端用鋼板焊牢，混凝土澆筑前將檢測(cè)管內(nèi)注滿水，并將上端口臨時(shí)封死，防止混凝土灌入聲測(cè)管內(nèi)影響聲測(cè)。

2.3 后壓漿施工

2.3.1 注漿施工參數(shù)。 （1）該工程采用鉆孔灌注樁及壓漿補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)。 （2）該工程是通過注漿管、注漿補(bǔ)強(qiáng)噴頭通過套絲連接并采用注漿泵將水泥漿壓入樁端及樁側(cè)砂土體達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)效果。 （3）注漿漿液采用水泥漿，水灰比為0.45～0.6，機(jī)械攪拌，每次漿液攪拌時(shí)間不少于2 分鐘，漿液持續(xù)攪拌，防止沉淀。

2.3.2 壓漿施工控制指標(biāo)。 （1）樁底壓漿水泥用量不小于1000kg/單樁。樁側(cè)壓漿水泥用量不小于500kg/單樁。（2）注漿壓力控制在≥1～3.0MPa。（3）漿液水灰比為0.45～0.60。（4）水泥采用32.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥安定性及強(qiáng)度復(fù)試需合格后方可使用。 （5）每根注漿管各連接一注漿噴頭。 （6）如果壓漿管注漿壓力大于5.0MPa，水泥漿仍無法壓出，則該樁剩余水泥漿液均由其它壓漿管壓入。 （7）做好壓漿隱蔽記錄。

2.4 灰土墊層施工

按設(shè)計(jì)要求擠密樁施工完成后， 樁頂清除松動(dòng)土層500-1000mm， 采用2∶8 灰土分層回填機(jī)械壓實(shí)， 壓實(shí)系數(shù)不小于0.95。

2.4.1 灰土墊層施工參數(shù)。 （1）2:8 灰土墊層壓實(shí)系數(shù)不得小于0.95，一般情況下松鋪厚度應(yīng)不大于300mm，分層壓實(shí)厚度應(yīng)不大于200mm， 采用機(jī)械平碾法施工， 壓路機(jī)重量6～10t，碾壓速度控制在2km/h，碾壓遍數(shù)4～6 遍。 （2）土宜選用級(jí)配較好的粗粒土作為填料,淤泥、沼澤土、凍土有機(jī)土、含草皮土、 生活垃圾、 樹根和含有腐蝕物質(zhì)的土不得用于灰土墊層。（3）土的塑性指數(shù)一般要求在15-20 之間，土的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)不大于10%，硫酸鹽含量應(yīng)不大于0.8%。 液限大于50、塑性指數(shù)大于26 的土，以及含水量超過規(guī)定的土，不得直接用作墊層填料。 確需使用時(shí)，必須采取滿足設(shè)計(jì)要求的工程技術(shù)措施進(jìn)行處理，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。 （4）石灰應(yīng)采用磨細(xì)生石灰粉或用生石灰消解而成，生石灰消解時(shí)間不得小于3～4 天，消解后的石灰過篩，粒徑不得大于5mm。石灰質(zhì)量不低于Ⅲ級(jí)，活性Cao+Mgo（按重量計(jì)）不小于50%。

2.4.2 質(zhì)量控制。 （1）灰土底基層施工前必須對(duì)下臥地基進(jìn)行檢驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)局部軟弱土坑應(yīng)挖除，用素土或石灰土填平夯實(shí)。 （2）分層松鋪厚度按采用的壓實(shí)機(jī)具現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來確定，一般情況下松鋪厚度不大于300mm， 分層壓實(shí)厚度應(yīng)不大于200mm。 （3）灰土墊層碾壓完成后必須保濕養(yǎng)護(hù)，不能使穩(wěn)定土層表面干燥，也不應(yīng)過分潮濕或時(shí)干時(shí)濕。 灰土養(yǎng)護(hù)期不應(yīng)少于7 天，養(yǎng)生方法可采用灑水、覆蓋不透水薄膜等。(4)取樣和試驗(yàn)灰土應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)每天進(jìn)行一次或每200m2取樣一次，并按規(guī)定進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)， 每一作業(yè)段或不超過2000m2檢查6 次以上。

3 結(jié)語

上述工程的成功實(shí)踐，證明了在較復(fù)雜的地質(zhì)條件下，單一的結(jié)構(gòu)措施已不能滿足工程需要，必須結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，并通過充分的理論分析，采用多種工法結(jié)合實(shí)施，才能取得良好的效果。

[1]孟慶斌，張斌.濕陷性黃土地基的處理與應(yīng)用[J].煤炭工程，2010

[2]GB50025-2004,濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004

[3]JG-792002,建筑地理處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002

[4]錢鴻縉.濕陷性黃土地基[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1985

[5]楊位洸.地基與基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998