粉噴樁復(fù)合地基基礎(chǔ)在房建工程中的應(yīng)用

謝志斌

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大。在工程建設(shè)中會(huì)經(jīng)常遇到軟弱地基，其承載力滿足不了建筑物的建造要求。為了滿足建筑物上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的承載力以及變形要求，越來(lái)越多的工程采用復(fù)合地基來(lái)進(jìn)行地基處理。介紹了粉噴樁復(fù)合地基的施工設(shè)計(jì)原理，對(duì)其施工設(shè)計(jì)檢算步驟進(jìn)行了闡述，并將該復(fù)合地基基礎(chǔ)應(yīng)用于具體的工程實(shí)例，實(shí)踐證明，該基礎(chǔ)符合設(shè)計(jì)要求，效果顯著，值得推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】粉噴樁復(fù)合地基；房建工程；應(yīng)用

水泥粉噴樁是以水泥干粉作為固化劑，通過(guò)專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備由壓縮氣體將粉體輸送到地基中，與欲加固的軟土強(qiáng)行拌和，使粉體與地基軟土充分發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而形成堅(jiān)硬、連續(xù)的水穩(wěn)性樁體，使被加固軟土地基承載力明顯提高，以達(dá)到加固軟土地基的目的，對(duì)于軟砂地基它還可防止地震時(shí)砂土液化。與一般水泥攪拌樁（濕法）相比，具有凝固速度更快，強(qiáng)度更高的優(yōu)點(diǎn)。隨著舊城改造的不斷深入，造價(jià)相對(duì)較低的振動(dòng)靜壓沉管樁在施工中的振動(dòng)噪音干擾周邊居民的生活、壓樁時(shí)的擠土及振動(dòng)力影響鄰近建筑。目前在市區(qū)因振動(dòng)靜壓沉管樁施工影響周邊建筑物引起的糾紛常常發(fā)生，造成建設(shè)單位不必要的工期延誤和經(jīng)濟(jì)損失。在目前存在軟土地基的市區(qū)對(duì)多層民用住宅樓利用粉噴樁進(jìn)行復(fù)合地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，其經(jīng)濟(jì)效益是顯著的，尤其在舊城改造中，由于受地形條件及周邊環(huán)境限制，采用粉噴樁復(fù)合地基更具有其優(yōu)越性。

一、粉噴被復(fù)合地基概述

粉噴樁即粉體噴射攪拌樁，采用深層攪拌法。深層攪拌法使用的固化劑主要材料為石灰、水泥等，就地用特定的攪拌機(jī)械將軟土與粉體或液體固化劑強(qiáng)制攪拌，利用二者之間的物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬化并且達(dá)到一定強(qiáng)度，形成整體性和水穩(wěn)性都較好的優(yōu)良地基。粉噴樁所采用的是粉狀固化劑。采用水泥、石灰等材料來(lái)加固軟土地基的歷史比較久遠(yuǎn)。古印度很早己經(jīng)用這個(gè)方法來(lái)建造壩體，采用的主要材料為粘土和石灰。古埃及加固尼羅河的河堤以及金字塔地基時(shí)也采用此方法，其原材料為水泥、砂子和石膏。而古羅馬的居民也曾往火山灰中摻入一定量的生石灰，制作出一種固化劑，被稱(chēng)為“羅馬水泥”，這也是這些年來(lái)大規(guī)模使用的火山灰水泥的原形，這種技術(shù)在十八世紀(jì)的歐洲各國(guó)內(nèi)廣泛使用。

二、粉噴樁復(fù)合地基在房建工程的設(shè)計(jì)

粉噴樁復(fù)合地基在工程中的應(yīng)用非常廣泛，然而目前仍沒(méi)有非常成熟的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，當(dāng)前通常是根據(jù)工程情況用經(jīng)驗(yàn)法初步選定設(shè)計(jì)參數(shù)，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并進(jìn)行必要的修改，最終確定出適合于現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)條件的設(shè)計(jì)參數(shù)。粉噴樁設(shè)計(jì)主要是確定攪拌樁的置換率和長(zhǎng)度。

（一）粉噴被設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

1.試驗(yàn)前分析地質(zhì)資料

設(shè)計(jì)之前應(yīng)該對(duì)巖土工程勘查資料有充分的了解，來(lái)決定樁端持力層，尤其是軟土層，要特別注意其分布情況、厚度、埋置深度；了解土中有機(jī)質(zhì)、可溶鹽、有害物質(zhì)以及水的含量等，這樣有利于確定合適的固化劑及施工工藝。上部建、構(gòu)筑物的要求。為了合理地布樁，要綜合分析建、構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)等級(jí)，明確上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力和沉降的要求。因?yàn)榉蹏姌兜膹?qiáng)度和剛度與剛性樁相差不大，故設(shè)計(jì)時(shí)不需要在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)范圍以外布樁。

2.樁長(zhǎng)的確定、持力層的選擇

粉噴樁的樁長(zhǎng)應(yīng)通過(guò)計(jì)算而定，持力層應(yīng)到達(dá)天然承載性能較好的土層。然而由于其軸力集中在樁體上端三到五倍樁徑范圍內(nèi)，以下部位軸力較小。一般情況下，當(dāng)樁長(zhǎng)超過(guò)之后，單樁承載力受持力層影響不大，因此柱長(zhǎng)不宜過(guò)大。樁長(zhǎng)受天然地基承載力、置換率、樁身強(qiáng)度等因素的影響較大，需要綜合考慮。

3.固化劑摻量與樁體強(qiáng)度的設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，樁身強(qiáng)度及灰土置換率都隨固體劑摻量的增大而增大。通常應(yīng)摻入占加固土體含量的固化劑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面分析土質(zhì)情況以及含水量等因素。

（二）粉噴被的設(shè)計(jì)方法

采用粉噴樁加固地基的能夠提高地基的承載力，減少沉降，從而達(dá)到工程要求。粉噴樁的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是置換率和長(zhǎng)度，另外還有樁徑、樁長(zhǎng)、樁距、固化劑的摻入量以及樁的布置形式等。粉噴樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)步驟歸納如下：

（1）分析所有資料，找出設(shè)計(jì)中所需要的數(shù)據(jù)；

（2）計(jì)算天然地基的承載力以及上部荷載以驗(yàn)證復(fù)合地基的適用性；

（3）確定樁徑，粉噴樁的樁徑通常由粉噴鉆機(jī)的類(lèi)型確定的；

（4）選擇合適的固化劑摻入量，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)或靠經(jīng)驗(yàn)確定；

（5）樁長(zhǎng)主要由地質(zhì)條件以及上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力和沉降的要求而定；

（6）可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要的單樁承載力及復(fù)合地基承載力要求，利用復(fù)合地基承載力計(jì)算公式反算得到；

（7）樁間距，可以根據(jù)粉噴樁的橫截面積以及面積置換率綜合確定；

（8）總柱數(shù)，由建筑物所需加固的面積決定；

（9）復(fù)合地基實(shí)際承載力計(jì)算在總體布置完成后進(jìn)行。

三、粉噴被復(fù)合地基基礎(chǔ)在房建工程當(dāng)中的施工

（一）機(jī)械設(shè)備

水泥粉噴樁施工機(jī)械主要由噴裝樁機(jī)、注裝栗、攪拌鉆頭和動(dòng)力設(shè)備等組成。還要有性能良好的電流表、顯示管道壓力的壓力表以及統(tǒng)計(jì)水泥注入量的流量計(jì)。鉆機(jī)：主要機(jī)械是噴菜柱機(jī)，它具有如下功能：第一，動(dòng)力及扭矩大，鉆頭直徑等于水泥粉噴樁的直徑；第二，具有正向鉆進(jìn)，反轉(zhuǎn)提升的功能；第三，具有反轉(zhuǎn)提升時(shí)能勾速提升、均勾攪拌、勾速噴衆(zhòng)等功能。

注架泵：注衆(zhòng)菜是定時(shí)發(fā)送裝體材料的設(shè)備，其工作原理為：先用攬拌機(jī)根據(jù)配合比要求制作水泥衆(zhòng)混合體，然后由注衆(zhòng)菜壓入鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)龍頭，經(jīng)過(guò)空心鉆桿從鉆頭噴出，使水泥裝與土體拌合。每根樁水泥總量噴入多少，由現(xiàn)場(chǎng)過(guò)膀控制。并做好用量記錄，保證摻入量滿足設(shè)計(jì)要求。

（二）材料組織

水泥：選用級(jí)礦澄掛酸鹽水泥。水泥采用灌裝水泥，應(yīng)該做到先進(jìn)場(chǎng)水泥先使用，避免水泥存放日期過(guò)長(zhǎng)。及時(shí)對(duì)進(jìn)場(chǎng)的散裝水泥取樣送檢，試驗(yàn)取樣不得少于。根據(jù)圖紙，初步預(yù)算水泥用量約為。為了保證水泥用量符合要求，采用現(xiàn)場(chǎng)過(guò)榜計(jì)量，每一次制衆(zhòng)均控制水泥和水的用量滿足設(shè)計(jì)要求。

（三）施工流程

粉噴樁的施工流程如下：

定位：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁位平面布置圖，用鋼尺定樁位，并插入竹簽進(jìn)行標(biāo)記，誤差應(yīng)控制在以內(nèi)。將施工機(jī)械移動(dòng)到樁位處，保證鉆頭與竹簽對(duì)齊。預(yù)攪下沉，到達(dá)樁頂處開(kāi)始送裝至樁底標(biāo)高并停止下沉；預(yù)拌上提，保持送裝至樁頂標(biāo)高并停止上提；復(fù)攪下沉，保持送裝至樁頂以下處停止下沉；復(fù)攪上提，保持送衆(zhòng)至樁頂標(biāo)高后停止送衆(zhòng)，繼續(xù)上提將轉(zhuǎn)頭提出地面。移動(dòng)鉆機(jī)至新孔位重復(fù)以上的過(guò)程。

（四）施工質(zhì)量控制

施工過(guò)程中應(yīng)確保全過(guò)程旁站，詳細(xì)記錄噴粉機(jī)械的施工參數(shù)。施工過(guò)程中應(yīng)保證鉆桿和樁體的垂直度，準(zhǔn)確掌握鉆桿速度，確保噴粉的均匆性。應(yīng)重復(fù)攪拌，使水泥粉更均勾。提升復(fù)攪的速度。應(yīng)保證：衆(zhòng)池中的灰量，至少為一根樁的灰量加，用于輸送架料的管道長(zhǎng)度應(yīng)小于。鉆機(jī)的鉆頭要定期檢查，確保其施工出的樁體達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。要防止水泥受潮，避免雜物進(jìn)入制衆(zhòng)池，以預(yù)防堵管現(xiàn)象發(fā)生。為保證粉噴樁的長(zhǎng)度，要保證噴粉及停衆(zhòng)的標(biāo)高準(zhǔn)確性，嚴(yán)格控制水泥裝噴入量。禁止在中途中斷噴裝，并嚴(yán)格按照規(guī)定要求提升鉆桿。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文分析了粉噴樁復(fù)合地基的施工設(shè)計(jì)原理，對(duì)其施工設(shè)計(jì)檢算步驟進(jìn)行了闡述，并將該復(fù)合地基基礎(chǔ)在房建工作中的實(shí)施進(jìn)行了分析，實(shí)踐證明，該基礎(chǔ)符合設(shè)計(jì)要求，效果顯著，非常值得推廣應(yīng)用。

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