攀枝花市西區(qū)動(dòng)力站安置房二元復(fù)合地基處理實(shí)踐

摘要：針對攀枝花市西區(qū)動(dòng)力站片區(qū)安置房6#、7#樓地基土為欠固結(jié)人工填土，地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。提出采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）二元復(fù)合地基的方法。工程實(shí)踐證明，采用該方法處理能滿足地基承載力和不均勻變形地基要求，取得了較好的處理效果及經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：二元復(fù)合地基 欠固結(jié)人工填土 設(shè)計(jì)施工 檢測

1 工程概況

攀枝花市西區(qū)動(dòng)力站片區(qū)安置房6#、7#樓位于攀煤集團(tuán)公司精煤分公司機(jī)修廠家屬區(qū)。均為四層，磚混結(jié)構(gòu)。場地表層原為雜填土，目前已清除原雜填土，由素填土回填成為一平臺。由于回填土為素填土，未經(jīng)分層碾壓夯實(shí)，且填筑時(shí)間短，填筑深度大，不能作為基礎(chǔ)持力層，因此必須進(jìn)行處理。經(jīng)過多方案比較，決定采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）二元復(fù)合地基來對欠固結(jié)人工填土進(jìn)行處理，以控制地基變形及提高地基土的承載能力。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地層地質(zhì)

①第四系全新統(tǒng)雜填土（Q4ml）

棕黃、褐黃、灰黑色，主要由坡積粘土、粗砂巖碎屑夾磚塊、砼塊、煤矸石、碳灰以及生活垃圾等組成，干～稍濕，松散，該層在各鉆孔中均有分布，鉆孔揭露厚度在0.70～6.00米之間。該層在回填素填土前已清除。

②第四系坡殘積粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）

棕紅、褐黃色，稍濕，可塑～硬塑狀，含長石、石英顆粒，局部含碎石小顆粒及30%左右卵石，卵石主要成分為花崗巖、玄武巖及砂巖等，粒徑在20～60 m m不等，大者達(dá)150 m m，該層鉆孔揭露厚度在1.50～8.80米之間。

③三疊紀(jì)強(qiáng)風(fēng)化粗砂巖（T3b）

紫紅、棕紅色，中～粗粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，主要造巖礦物為長石、石英，次含云母等，表層風(fēng)化裂隙較發(fā)育，裂面見鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)，表層大部份礦物風(fēng)化蝕變?yōu)檎惩?，巖芯多為土狀及粗砂狀，少量呈2～5cm碎塊狀，深部巖芯多呈短柱狀及長柱狀，稍濕。該層厚度大，地層穩(wěn)定，組成整個(gè)擬建場地基底，鉆孔揭露厚度為3.30～7.40米，未揭穿。

各土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

2.2 地下水

整個(gè)擬建場地范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地下水。

3 碎石樁及CFG樁二元復(fù)合地基處理設(shè)計(jì)

3.1 相關(guān)計(jì)算

3.1.1 碎石樁：

⑴、面積置換率m：

取80kPa；取300kPa；=100kPa。

⑵、樁中心距s：

（等邊三角形布樁）取。

3.1.2 CFG樁：

經(jīng)碎石樁處理后樁間土承載力特征值提高至80kPa（為安全計(jì)，不考慮碎石樁承載力，僅考慮加固土體的承載力）。

⑴、單樁豎向承載力特征值Ra：

式中：樁端進(jìn)入粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）3m，=10kPa，

=1200kPa，計(jì)算式如下：

Ap=πd2/4=π（0.4）2/4=0.1256㎡

=1.256×10×3=37.68kN（進(jìn)入（Q4dl+el）3m）

=1200×0.1256=150.72kN

代入上式：

Ra=150.72+37.68=188.4kN 取 Ra=180kN

⑵、面積置換率m：

式中：=200kPa

=180kN

=0.1256m2

=0.8

=80kPa

代入上式，求得：m=0.099

⑶、CFG樁中心距S：

S =1.27/1.13=1.12 m（按正方形布樁）Ae=1.26m2 取Ae=1.2 m2

S =1.27/1.05=1.21 m（按三角形布樁） Ae=1.27m2 取Ae=1.2 m2

根據(jù)基礎(chǔ)底面寬度計(jì)算樁的中心距s：

1-1（按矩形布樁） b=1.1m，s=1.1m，取s=1.1m（單排）

2-2（按三角形布樁） b=1.4m，s=1.0m，取s=1.0m（交錯(cuò)）

3.1.3 復(fù)合土層壓縮模量

Esp=ξEs=fspkEs/fsk=200×4/80=10MPa。

復(fù)合土層壓縮模量實(shí)際值以CFG樁單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)為準(zhǔn)。

3.2 褥墊層設(shè)計(jì)

虛鋪厚度300mm，鋪設(shè)在樁頂部，寬度應(yīng)超出基礎(chǔ)底面外緣200mm ，材料宜用級配砂石。碎石的最大粒徑不宜大于30mm。壓實(shí)后厚度為260mm，夯填度為0.87。

二元復(fù)合地基平面布置示意圖見圖1

4 二元復(fù)合地基施工要點(diǎn)

4.1 二元復(fù)合地基的施工必須分階段進(jìn)行，先進(jìn)行碎石樁施工，施工完成經(jīng)檢測后再進(jìn)入CFG樁施工階段。

4.2 碎石樁與CFG樁施工采用相同的施工機(jī)械，即CK-150型沖擊鉆機(jī)，但施工工藝有所區(qū)別；為了保證擠密效果，碎石樁采用重錘沖擊擠密成孔，而CFG樁則采用取土成孔，以便保證樁身質(zhì)量。

4.3 在碎石樁與CFG樁樁位重合的點(diǎn)位，碎石樁施工時(shí)可將樁位進(jìn)行移動(dòng)，避開CFG樁位置。

4.4 CFG樁樁身砼同樣采用重錘夯填，因此樁身料應(yīng)為干砼。

5 復(fù)合地基檢測

為了檢測復(fù)合地基承載力，通過靜載實(shí)驗(yàn)、模擬建筑物地基的實(shí)際受荷條件，比較準(zhǔn)確的反映復(fù)合地基的受力狀況和變形特征，確定復(fù)合地基的承載力特征值。本工程根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002附錄A“復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)”進(jìn)行復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，剛性壓板規(guī)格為1.5m×1.5m，經(jīng)檢測，所有點(diǎn)單樁復(fù)合地基承載力特征值fspk>200kPa，復(fù)合地基壓縮模量Esp>10 MPa；滿足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)論和體會(huì)

6.1 對于厚度較大的粘性欠固結(jié)人工填土采用碎石樁和CFG樁二元復(fù)合地基加固其效果顯著，造價(jià)較低，安全性良好。

6.2 二元復(fù)合地基方案設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)并參照勘察成果和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。

6.3 二元復(fù)合地基應(yīng)采用分階段施工程序，兩種工藝同時(shí)進(jìn)行則達(dá)不到地基加固效果。

6.4 本工程二元復(fù)合地基處理的成功經(jīng)驗(yàn)對類似的地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] JGJ 79-2002 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

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[4] 閻明禮，地基處理技術(shù)[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1996.

作者簡介

張志彬（1983.1-）男，漢族，內(nèi)蒙林西，工程師，本科，從事巖土工程勘察與設(shè)計(jì)。