軟弱土層的地基加固處理和應(yīng)用探討

摘要：文章結(jié)合工程實(shí)例，介紹了幾種采用不同樁身填充材料和不同施工方法的小直徑樁，對軟弱土層進(jìn)行地基加固。其加固原理是使密實(shí)的樁身填充材料與樁周軟弱土層擠壓密實(shí)，并減少軟弱土層的含水量，使其形成復(fù)合地基基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，加固效果良好。

關(guān)鍵詞：軟弱土層；地基加固處理；復(fù)合地基基礎(chǔ)；荷載試驗(yàn)；樁身填充材料 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU472 文章編號：1009-2374（2015）11-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.030

1 軟弱土層地基特征分析

通過對軟弱土層的地基特征進(jìn)行分析，進(jìn)而對該處理方法給予實(shí)例應(yīng)用，其特性重點(diǎn)是指由淤泥材質(zhì)、雜填土、較為松散的沙土、充填土等各種材料形成，其性質(zhì)具備較強(qiáng)的滲透性質(zhì)，此外還具備較低的抗剪性，由于該地基是由軟弱土層形成，那么其排水密度、鞏固性以及強(qiáng)度等都具備較為緊密的聯(lián)系，在載荷的情況下，如果地基具備排水固結(jié)條件，那么效應(yīng)力增加的同時(shí)其強(qiáng)度也會相應(yīng)增加，相反則會減弱。

2 軟弱土層地基加固處理目的分析

對軟弱土地基進(jìn)行加固的首要目的是確保地基的穩(wěn)固性，同時(shí)保證土層的強(qiáng)度，并縮減土壓的壓縮性，確保土基在下沉與下降時(shí)得以緩慢減小。對軟弱土地基進(jìn)行砂石樁方面處理，該方法常用于城市工業(yè)中，除了在樁身內(nèi)部放置砂石材料外，同時(shí)還能依據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況與需求，采用各種材料以及其他材質(zhì)代替砂石。其施工方法還包括沉管灌注樁機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)施工，主要以振動、夯實(shí)、地面錘擊為主，首先將材料注入樁身內(nèi)部，確保樁身內(nèi)部材料充實(shí)、緊密，然后通過樁周和樁身兩者相互作用，致使地基密實(shí)、牢靠，使其達(dá)到足夠的承載力以及抗剪力度，確保地基施工質(zhì)量。

3 工程地質(zhì)概況

以某工業(yè)園區(qū)作為施工場地，該場地處于西江流域下游地段，地形以一級階地為主，大部分是經(jīng)過人工堆填的農(nóng)田為主。巖層不同其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會存在較大區(qū)別，詳見表1。通過對以下數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如在該軟土地基成建立大面積的庫房、工廠，需要實(shí)施加固處理操作，如不采取處理措施，那么地面就會出現(xiàn)急劇下沉，其沉降量可達(dá)250～350mm。

4 復(fù)合地基基礎(chǔ)在工業(yè)廠房的應(yīng)用

4.1 [實(shí)例1]某五金廠倉庫

該工程為A、B兩幢倉庫，框架結(jié)構(gòu)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。倉庫地面面積為3638m2，地面設(shè)計(jì)堆載要求80kN/m2。為了滿足設(shè)計(jì)要求，減小地面不均勻沉降，地面下的軟土層面運(yùn)用直徑長度為300的樁實(shí)施加固操作，按照每間隔100cm正三角形的形狀放樁，每條樁身長為470cm，直徑為30cm。樁身填充材料為生石灰、粉煤灰、粗砂；其配合比為2∶3∶5。成孔操作運(yùn)用錘擊沉管方法實(shí)施操作，以先周邊后中間的順序進(jìn)行施工，其次是先排外后排內(nèi)，確?？卓诜舷鄳?yīng)要求，最后再進(jìn)行材料注入操作。材料注入時(shí)首先把粗砂、粉煤灰、生石灰等放入內(nèi)部均勻攪拌，然后灌入孔中。每次灌入厚度為250～300mm，并用樁錘分層夯實(shí)，樁頂用100mm厚（3∶7）的灰土封頂。成樁15d后清除樁頂厚約100mm的松土層，再鋪設(shè)150～200mm厚（3∶7）的砂石墊層，其次運(yùn)用滾筒壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，待通過復(fù)合地基荷載實(shí)驗(yàn)并合格后，才能實(shí)施下一步工程。

此項(xiàng)施工總工采用了3032根樁，隨機(jī)抽取兩處地表作為試壓代表，一處位置在樁與樁之間地面，另一處位置在室外自然地面，并實(shí)施壓板實(shí)驗(yàn)比對，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2所示：

4.2 [實(shí)例2]某機(jī)械鑄造廠

該工程為兩幢鑄造車間，框架結(jié)構(gòu)，錘擊灌注樁基礎(chǔ)。車間地面總面積為4183m2，地面設(shè)計(jì)荷載要求60kN/m2。為了滿足設(shè)計(jì)使用要求，降低施工現(xiàn)場地面沉度，現(xiàn)場地面軟土層運(yùn)用直徑為300的樁實(shí)施加固操作。按照每間隔110cm正三角形的形狀放樁，每條樁身長為430cm，直徑為30cm。樁身填充材料為生石灰、粉煤灰、碎石或卵石（粒徑Φ20～40mm）；其配合比為2∶2.5∶5.5。成孔操作運(yùn)用錘擊沉管方法實(shí)施操作，以先周邊后中間的順序進(jìn)行施工，其次是先排外后排內(nèi)，確保孔口符合相應(yīng)要求，最后再進(jìn)行材料注入操作。材料注入時(shí)首先把粗砂、粉煤灰、生石灰等放入內(nèi)部均勻攪拌，然后灌入孔中每次灌入厚度為250～300mm，并用樁錘分層夯實(shí)，樁頂用100mm厚（3∶7）的灰土封頂。成樁15d后清除樁頂厚約100mm松土層，再鋪設(shè)150～200mm厚（3∶7）的砂石墊層，其次運(yùn)用滾筒壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)操作，通過荷載實(shí)驗(yàn)合格后，才能進(jìn)行后期工作。該工程總樁數(shù)3218根，隨機(jī)抽取兩處地表作為試壓代表，一處位置在樁與樁之間地面，另一處位置在室外自然地面，并實(shí)施壓板實(shí)驗(yàn)比對，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3所示：

5 試驗(yàn)結(jié)果分析

5.1 復(fù)合地基荷載壓板試驗(yàn)結(jié)果情況

兩個(gè)工程實(shí)例，各自的樁身填充材料有所不同，施工機(jī)械設(shè)備、工具和施工方法一致，各自的復(fù)合地基壓板荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，取得滿意的結(jié)果。雖然其各自的沉降量有小量差異，但仍滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)。

5.2 復(fù)合地基壓板試驗(yàn)前的技術(shù)處理措施

兩個(gè)工程實(shí)例，最后的一道工序都采用滾筒壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)操作，通過這樣簡單的技術(shù)處理措施，使其地面以下整片的復(fù)合地基土層更均勻、密實(shí)，從而有效地提高了地基承載力。

5.3 樁身填充材料的物理反應(yīng)作用

在樁身內(nèi)部注入卵石、砂等材料時(shí)，可適量放入粉煤灰或者生石灰等材料，能夠?qū)ζ滠浫酢⑺缮⒌耐翆訑D迫密實(shí)。由于粉煤灰材料中包含大量的氧化物，例如三氧化二鋁、二氧化硅等，其材料與水、生石灰相融合后，因石灰遇水產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，經(jīng)過堿性發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致粉煤炭內(nèi)部離子之間相互替換，在熱反應(yīng)下會出現(xiàn)水硬性膠凝物質(zhì)，從而對材料內(nèi)部各個(gè)空隙進(jìn)行填充。所以，有助于加強(qiáng)樁身填充物及樁周軟弱土層的密實(shí)度和強(qiáng)度，從而提高地基的承載力。

6 結(jié)語

本文根據(jù)我市的地質(zhì)實(shí)際情況，結(jié)合工程實(shí)例，敘述了對本地區(qū)軟弱地質(zhì)土層的加固方法、技術(shù)處理措施、實(shí)踐應(yīng)用和施工、檢測等的過程。工程實(shí)踐證明，采用此加固方法效果良好，達(dá)到了加固的目的。另外，該加固方法具有質(zhì)量保證、成本低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。上述的兩個(gè)工程項(xiàng)目，已投入使用五年多，建設(shè)單位反映效果良好，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[2] 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（DBJ 15-38-2005）[S].

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作者簡介：黃鶴立（1976-），男，廣東開平人，肇慶市建筑工程有限公司工程師，研究方向：建筑施工。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）