碎石樁與CFG樁組合地基處理中的可行性分析

林國(guó)凱

（廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)，廣東湛江524018）

碎石樁與CFG樁組合地基處理中的可行性分析

林國(guó)凱*

（廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)，廣東湛江524018）

組合型地基處理是指采用兩種或兩種以上類型地基處理方法進(jìn)行地基處理，可達(dá)到比單一工法節(jié)省造價(jià)、縮短工期、提高地基承載力、減少?gòu)?fù)合地基的變形或消除地基液化、地基土濕陷性等問題，目前國(guó)內(nèi)已進(jìn)行了一些建筑物的地基處理，且取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

地基處理；振沖碎石樁；CFG樁

1 概述

目前國(guó)家提出向海洋要DDP的目標(biāo)，填海造陸工程越來越大，推進(jìn)深度越來越深，場(chǎng)地的工程特性越來越差，相反，對(duì)地基處理的要求不但沒有降低甚至有所提高。特別對(duì)于石化工程，為了利用海上運(yùn)輸?shù)谋憷蠖嘟ㄔ煸谘睾５貐^(qū)，尤其是石化倉(cāng)儲(chǔ)罐區(qū)，包括原油罐區(qū)、成品油罐區(qū)和化工品罐區(qū)等。本文通過一個(gè)沿海大型儲(chǔ)運(yùn)基地庫(kù)區(qū)的地基處理實(shí)例，對(duì)具體實(shí)施效果進(jìn)行分析、總結(jié)評(píng)價(jià)。

2 工程實(shí)例分析

某沿海大型儲(chǔ)運(yùn)基地庫(kù)區(qū)占地面積230000m2，設(shè)計(jì)有原油罐區(qū)：12.5×104m3罐基礎(chǔ)4個(gè)、柴油罐區(qū)：3× 104m3罐基礎(chǔ)10個(gè)，1×104m3罐基礎(chǔ)1個(gè)、柴油罐區(qū)：3× 104m3罐基礎(chǔ)2個(gè)，2×104m3罐基礎(chǔ)1個(gè)，1×104m3罐基礎(chǔ)2個(gè)；7000m3罐基礎(chǔ)1個(gè)，5000m3罐基礎(chǔ)3個(gè)，3000m3罐基礎(chǔ)1個(gè)，2000m3罐基礎(chǔ)1個(gè)；消防設(shè)施：5000m3罐基礎(chǔ)2個(gè)；中心控制室等建構(gòu)筑物復(fù)合地基承載力要求不小于280kPa，地基有效處理深度不小于12.0m。

3 地層條件

某沿海大型儲(chǔ)運(yùn)基地庫(kù)區(qū)為填土地基，根據(jù)該場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告，地層自上而下綜述如下：

（1）場(chǎng)區(qū)原始地貌為內(nèi)海漫灘海相沉積地貌，在勘察前經(jīng)人工吹填整平，地形平坦，場(chǎng)地標(biāo)高約為一般4.73～7.23m，相對(duì)高差約2.5m。

（2）場(chǎng)區(qū)下部為第四系下更新統(tǒng)海陸相交互沉積層，巖性主要為粘性土及砂層呈互層狀產(chǎn)出，厚度大，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該層厚度大于200m

（3）地層分布。該工程位于廣東省湛江市沿海地區(qū)，地下水豐富，根據(jù)鉆探資料，場(chǎng)地的地質(zhì)條件可劃分為7個(gè)地質(zhì)層。

①吹填土：褐黃、灰黃色,松散,主要由中、粗砂組成，含少量貝殼及淤泥。層厚3.20～6.80m，層頂埋深0.00m，具強(qiáng)透水性。

②淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰、灰黑、灰黃色，飽和，流塑。質(zhì)純。巖性不均勻，微臭，高強(qiáng)度中等，韌性中等，光滑，無搖振析水反應(yīng)，局部相變?yōu)橛倌唷⒂倌噘|(zhì)細(xì)砂等。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布連續(xù)，層厚3.70～8.60m,層頂高程-0.97～5.49m。滲透系數(shù)1.54×10-5cm/s。

③粉質(zhì)粘土：雜色，可塑。以粉粘粒為主，局部含較多砂粒；層頂局部見1～5cm鐵質(zhì)硬層。該層各孔均有分布。層厚0.50～7.50m,,層頂高程-7.40～1.07m。

④中砂:淺黃、灰黃、灰白等色，飽和，稍密—中密。局部為粗砂。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布不連續(xù),部分孔位缺失。層厚0.50～8.80m,層頂高程-7.24～3.02m。

⑤粘土：灰色，可塑。質(zhì)純。呈水平薄層狀。層頂見1～3cm鐵質(zhì)硬層。常包含透鏡體狀中、粗砂。場(chǎng)地均有分布。層厚8.75～34.2m,層頂高程-17.40～-1.34m。

⑥中、粗砂:灰、灰白色，飽和，中密—密實(shí)。含較多細(xì)粒土。夾薄層狀粘土。局部為細(xì)砂。該層分布不連續(xù)，局部孔位缺失或未揭露。層厚0.70～16.30m,層頂高程-40.74～-23.75m。

⑦粘土、粉質(zhì)粘土：灰、灰白、淺紅、灰黃等雜色，灰色者一般呈可塑狀，灰白、淺紅色者一般呈硬塑—堅(jiān)硬狀。質(zhì)較純。局部包含透鏡體狀中、粗砂。該層分布不連續(xù)，大部分孔位揭露。層厚為1.70～18.00m,層頂埋深37.00～50.80m,層頂高程-44.45～-31.32m。

4 地基處理方案選取

本工程填土厚度3.20～6.80m之間，其下淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚度3.70～8.60m，局部分布中砂層厚度0.50～8.80m，由于油罐是大面積荷載，應(yīng)力擴(kuò)散有限且沉降要求很高，要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，地基處理深度必須穿過淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層?？紤]采用碎石樁擠密樁間土，能消除地基土液化，考慮碎石樁的滲水性強(qiáng)，加速了地基土的固結(jié)，采用CFG樁不僅增加了對(duì)碎石樁的側(cè)限約束，減少了散體樁頂部的壓脹變形，而且提高了復(fù)合地基的承載力，減少了復(fù)合地基的變形，及對(duì)比強(qiáng)夯法、預(yù)壓法、樁基礎(chǔ)等方法施工工期、費(fèi)用及場(chǎng)地地質(zhì)條件等，最終決定采用碎石樁與CFG樁組合處理地基的方法。

5 地基處理設(shè)計(jì)

為了確保設(shè)計(jì)地基處理的可行性和安全性，滿足設(shè)計(jì)承載力及壓縮性的要求，在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行試樁試驗(yàn)，選取2個(gè)區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，本次試樁，每區(qū)域布置碎石樁21根，CFG樁24根，碎石樁施工，樁長(zhǎng)13.20m，樁徑1000mm，樁距1.5m，施工完成后，接著施工CFG樁，采用螺旋鉆成孔混凝土灌注，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)23m，樁徑400mm。墊層選用碎石墊層厚度700mm。設(shè)計(jì)圖紙見圖1。

圖1 樁布置圖（單位：mm）

6 施工工藝

（1）碎石樁。采用ZCQ-75型振沖器、起重機(jī)械、水泵等設(shè)備，施工順序采用“一邊向另一邊”的方式。先采用沿直線逐點(diǎn)進(jìn)行。填料方式采用“間斷填料方式”，當(dāng)振沖器貫入至設(shè)計(jì)孔深后，即將振沖器提出孔外，往孔內(nèi)倒入約800mm高的填料，然后下降振沖器使填料振實(shí)，每次加料都這樣做，直至樁體完成。質(zhì)量控制采用如下2種方法：①電流控制法，控制標(biāo)準(zhǔn)為振沖器空載電流加25～30A；②綜合指標(biāo)法，控制標(biāo)準(zhǔn)包括振沖器空載電流加25～30A和充盈系數(shù)。本次是試樁，目的是獲取施工質(zhì)量控制參數(shù)及確定施工技術(shù)參數(shù)：

（2）CFG樁。本工程采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔，管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁法，CFG樁體強(qiáng)度等級(jí)C15，42.5R普通硅酸鹽水泥，Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)粉煤灰。施工設(shè)備長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)型號(hào)CFG25，成孔直徑400mm，鉆探深度25m，主機(jī)功率55×2kW，主機(jī)鉆速21r/min?；炷帘谩兜氖┕ろ樞虿捎谩耙贿呄蛄硪贿叀钡姆绞?。施工中控制提升速度，防止提升速度過快可能導(dǎo)致的縮徑斷樁，并對(duì)每根樁成樁時(shí)間、投料量、樁長(zhǎng)、發(fā)生的特殊情況等進(jìn)行真實(shí)、詳細(xì)的記錄。

7 地基檢測(cè)

施工結(jié)束28d后，采用復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)對(duì)復(fù)合地基處理后的效果進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 各荷載試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)最大加載及地基承載力取值

碎石樁樁身采用120型超重型動(dòng)探進(jìn)行檢測(cè)，最大試驗(yàn)深度3.8m（由于動(dòng)探無法進(jìn)尺停止試驗(yàn)），試驗(yàn)最小值20擊，最大值29擊，平均值24.2擊。

從檢測(cè)結(jié)果看，地基處理加固效果顯著，處理后地基沉降明顯減小，沉降得到有效地控制，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

8 結(jié)語(yǔ)

振沖碎石樁和CFG樁都是地基處理有效的處理方法，2種方法結(jié)合起來對(duì)沉降要求高的工程進(jìn)行處理，使地基承載力及變形得到明顯的改善，并在施工完成后采用適當(dāng)?shù)牡姆椒ㄟM(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果能滿足要求。

該方法處理地基與其他加固法比較，施工簡(jiǎn)單、加固期短，可因地制宜，就地取材，費(fèi)用較低，因此，振沖法碎石樁結(jié)合CFG樁是一種適合處理沿海地區(qū)軟基的快速加固地基的方法。

[1]工程地質(zhì)手冊(cè)[M].4版.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]龔曉南.地基處理手冊(cè)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[3]JGJ79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

TU473

A

1004-5716(2015)03-0007-03

2014-04-01

林國(guó)凱（1982-），男（漢族），廣東湛江人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程勘察、設(shè)計(jì)及施工工作。