煤矸石擠密樁處理軟土地基施工技術(shù)研究

張立波

內(nèi)蒙古北方時(shí)代設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 內(nèi)蒙古 赤峰 024005

軟土地基是施工中最為常見(jiàn)的問(wèn)題之一，軟土地基的處理問(wèn)題會(huì)直接導(dǎo)致地基承載力不足、基礎(chǔ)沉降等問(wèn)題，直接影響著建（構(gòu)）筑物的使用壽命本文以高鐵寧城站站前廣場(chǎng)地下停車場(chǎng)項(xiàng)目地基處理工程為例，探討軟土地及對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響，并對(duì)煤矸石擠密樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入分析。

一、軟土地基對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響分析

軟土地基對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響分析如下：

(一) 沉降問(wèn)題

軟土地基的建（構(gòu)）筑物的沉降量過(guò)大，這是軟土地基上建（構(gòu)）筑物最常見(jiàn)的癥害。沉降量在十幾到幾十公分不等，最大能夠超過(guò)100公分。這種沉降一般出現(xiàn)在基底軟土較厚且較均勻的土層上。受到較大的荷載作用，地基土緩慢被壓縮。

(二) 不均勻沉降問(wèn)題

軟土地基的建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生不均勻沉降，最終導(dǎo)致建（構(gòu)）筑物開(kāi)裂破壞。由于土質(zhì)不均勻、上部結(jié)構(gòu)荷載差異大、建（構(gòu)）筑物外形復(fù)雜、地下水影響等原因造成。從而影響建（構(gòu)）筑物的使用性能和使用壽命。

(三) 建（構(gòu)）筑物傾斜問(wèn)題

由于荷載不均勻，周邊附加壓力影響等，使地基土向一邊擠出，造成建（構(gòu)）筑物傾斜過(guò)大。

(四) 軟土流塑和破壞問(wèn)題

當(dāng)軟土地基荷載過(guò)大，加載過(guò)快時(shí)，由于軟土地基強(qiáng)度很低，建（構(gòu)）筑物的荷載超過(guò)了地基土的承載能力，就會(huì)發(fā)生軟土流塑和破壞。

二、煤矸石擠密樁的加固原理

煤矸石擠密樁，首先拌合按一定配合比的煤矸石、碎石、砂子、水泥等的混合料，采用柱錘沖擴(kuò)機(jī)將柱錘提升至一定高度，然后柱錘通過(guò)自由落體下落沖擊成孔，成孔完成后，向孔內(nèi)一邊填加拌合好的混合料，一邊采用柱錘夯實(shí)混合料，柱錘的沖擊力傳遞至混合料后，橫向向周圍土體施加壓力，最終形成形成大直徑的密實(shí)樁體，同時(shí)將樁間土進(jìn)行加固，形成復(fù)合地基對(duì)軟土地基起到加固的作用。通過(guò)煤矸石擠密樁技術(shù)，能夠有效減少土體孔隙、提升密實(shí)度，防止土層水壓升高、提升地基的承載力。

三、煤矸石擠密樁的施工使用條件

煤矸石擠密樁主要用來(lái)加固砂土、粉土和軟土地基，大大提升地基的承載能力的同時(shí)，降低建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)沉降量。主要適用于持力層為孔隙較大的粉土、稍密粉細(xì)砂層、濕陷性黃土等地層。

四、煤矸石擠密樁施工工藝

(一)工程概況

高鐵寧城站站前廣場(chǎng)地下停車場(chǎng)項(xiàng)目地基處理工程，總建筑面積14000平方米（地下一層），擬建物結(jié)構(gòu)形式擬采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)。

地勘資料顯示地下水位埋深范圍為現(xiàn)狀地面以下5.10m～6.90m（高程為535.8～536.9米），歷史最高水位為現(xiàn)狀地面下2.1米（高程為538.8米）。

承載基礎(chǔ)的土層淤泥質(zhì)土層、細(xì)砂層、中砂層，地基承載力無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，采用煤矸石擠密樁進(jìn)行地基處理，經(jīng)過(guò)擠密樁處理后復(fù)合地基承載力不小于200KPa。

(二)處理方案

針對(duì)該工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況，采用樁徑為550mm，樁長(zhǎng)為4.8-6.1m，樁間距設(shè)置為1.5-1.8m，按等邊三角形布置。

(三)施工工藝

1施工順序

基槽放線→基槽開(kāi)挖→放樁位點(diǎn)→擠密樁→保護(hù)土開(kāi)挖及破樁頭→碎石褥墊層

2基槽放線

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)控制點(diǎn)，施放開(kāi)外下口線和上口線；下口線由最外排擠密樁外邊線外移0.5m，放坡的坡度按地勘報(bào)告給定的相應(yīng)土層的放坡系數(shù)1:1進(jìn)行放坡。

3基槽開(kāi)挖

開(kāi)挖前該區(qū)域已經(jīng)場(chǎng)地平整，第一次開(kāi)槽至樁頂標(biāo)高以上0.6米處，待擠密樁施工完畢后，第二次開(kāi)槽至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高處。集水坑位置處進(jìn)行二次開(kāi)挖和二次破除樁頭。

4放樁位點(diǎn)

根據(jù)控制點(diǎn)放設(shè)出擠密樁的邊角樁，然后根據(jù)樁中心距拉尺放設(shè)所有樁位。

5擠密樁施工

⑴成孔施工：

采用步履式落錘載體樁機(jī)沖擊成孔，在已定好的樁位點(diǎn)上撒白灰作好標(biāo)識(shí)。在鉆機(jī)架上準(zhǔn)確畫(huà)出每米的深度標(biāo)示線，在鉆頭落地的情況下準(zhǔn)確標(biāo)示出“零”起點(diǎn)的位置。調(diào)整鉆機(jī)水平并固定，機(jī)長(zhǎng)檢查將鉆頭錐尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)；鉆機(jī)就位后，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，通過(guò)調(diào)整夯機(jī)支腿的液壓系統(tǒng)，保證夯機(jī)作業(yè)面水平，確保樁垂直度容許偏差不大于1%，樁位偏差不大于1/2樁徑?，F(xiàn)場(chǎng)控制采用在鉆架上掛垂球的方法測(cè)量該孔的垂直度，采用鋼尺測(cè)量樁徑和孔深，采用全站儀核驗(yàn)樁位偏差。

⑵拌料和運(yùn)送：

在攪拌過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)抽查土料均勻程度和含水程度，必須隨拌隨用，不允許停留過(guò)長(zhǎng)時(shí)間。如遇到惡劣天氣，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況停止拌料，確保對(duì)工程質(zhì)量無(wú)影響后方可開(kāi)工，各種灰料應(yīng)合理堆放。

⑶回填夯實(shí)

沖擊成孔到設(shè)計(jì)深度后，分層回填混合料并用柱錘夯實(shí)，逐層以量斗定量向樁孔內(nèi)下料，采用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī)分層夯實(shí)?；靥詈粚?shí)采用連續(xù)施工，每個(gè)樁孔一次性分層回填夯實(shí)，不得間隔停頓或隔日施工以免降低樁的承載力。

6清除保護(hù)土和破除柱錘沖擴(kuò)成孔擠密樁樁頭

煤矸石擠密樁施工完畢后，即可進(jìn)行清除保護(hù)土和破除樁頭的工作。

7鋪設(shè)碎石墊層

對(duì)基坑應(yīng)先驗(yàn)槽，清除松土，然后鋪設(shè)碎石，采用壓路機(jī)碾壓密實(shí)。

(四)做好施工質(zhì)量控制和檢驗(yàn)

施工嚴(yán)格按施工標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，對(duì)材料、施工技術(shù)、施工流程、設(shè)備做好檢查工作，杜絕不合規(guī)的施工，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。施工完畢后，采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)、面波、靜荷載等綜合檢測(cè)方式進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間一般為施工完畢28天后為宜。