重慶濱江地塊深填方地基處理技術(shù)初探

王超，袁兵

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400016）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民群眾對居住環(huán)境的要求越來越高，近幾年來重慶地區(qū)對江景房的需求大大增加，導(dǎo)致濱江地塊的開發(fā)日趨增多。但是濱江地塊的開發(fā)存在許多不利因素，其中比較突出的問題就是重慶地區(qū)屬于山區(qū)，大多數(shù)臨江地段為高邊坡江岸，需要通過深填來形成適合建筑修建的場地，回填土深度一般要20～30m，甚至可以達到50～60m。由于回填土的固結(jié)沉降需要相當(dāng)長的時間才能完成，這將導(dǎo)致場地內(nèi)地基的承載力及壓縮模量遠遠達不到設(shè)計要求。為了滿足設(shè)計要求，目前采用得比較多的設(shè)計方案是建筑采用樁基礎(chǔ)，考慮到負摩阻力的影響，深填方區(qū)設(shè)計樁長相當(dāng)長，是一種巨大的資源浪費。

本文介紹的高壓旋噴樁復(fù)合地基可以避免過長樁基方案的設(shè)計，大大減少地基處理費用在整個濱江地塊開發(fā)中的占比，具有巨大的經(jīng)濟優(yōu)勢。

1 工程概況

某工程位于重慶市云陽縣，該項目為濱江地塊，屬于深回填地基區(qū)，回填深度從25～62m不等。整個地塊建筑規(guī)劃設(shè)計為四棟高層建筑，其余為1～2層的商業(yè)建筑，±0.00層以下為單層地下車庫，地下車庫和高層建筑之間設(shè)置結(jié)構(gòu)縫分割。原設(shè)計高層建筑、商業(yè)建筑及地下車庫均采用樁基礎(chǔ)（圖1）。

圖1 濱江地塊方案平面圖

后經(jīng)充分論證，地下車庫及商業(yè)建筑樓層較少，上部荷載較輕，對地基承載力要求較低。經(jīng)過計算分析采用高壓旋噴復(fù)合地基可以滿足上部結(jié)構(gòu)對地基承載力、地基變形及軟弱下臥層的要求，與樁基礎(chǔ)方案相比具有較大的經(jīng)濟優(yōu)勢。最終該地塊的基礎(chǔ)方案為，高層建筑采用樁基礎(chǔ)，地下車庫和商業(yè)建筑采用筏板基礎(chǔ)。故需要對地下車庫和商業(yè)建筑的地基進行高壓旋噴復(fù)合地基處理。

2 地質(zhì)勘查資料

根據(jù)項目勘察報告，在該工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)分層可分為填土、粉質(zhì)粘土、強風(fēng)化基巖、中等風(fēng)化泥巖、砂巖以及粉砂巖軟弱夾層（圖2）。根據(jù)各層的分布深度，回填土較深，因此該項目高壓旋噴地基處理技術(shù)，主要涉及到的地基土層為回填土層，其主要的性狀為：本層為素填土，紫褐色，稍濕，松散，主要由粉質(zhì)粘土和砂泥巖碎塊石組成，土石比7:3～4:6，塊徑1～80cm，部分為孤石。該層在場地內(nèi)廣泛分布，為機械場平拋填，回填時間約6年。該層揭露厚度20.30～63.10m。

該濱江地塊場地主要水系為長江，位于場地南東側(cè)濱江大道外側(cè)，長江距離擬建場地最短距離約60m?？辈炱陂g長江水位約為168.00～169.50m（黃海高程），該濱江地塊旋噴處理深度范圍內(nèi)無地下水。場區(qū)內(nèi)及周邊未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流、地下硐室、地面塌陷、地裂等不良地質(zhì)作用。

圖2 典型地質(zhì)剖面圖

3 地基處理方案

3.1 高壓旋噴樁復(fù)合地基處理方案簡介

1）該項目地基處理方案，旋噴樁引孔孔徑為100mm，旋噴樁成樁直徑為800mm，處理深度為8m，旋噴樁采用邊三角形布置，樁間距為1.5m（圖3）。

2）高壓旋噴注樁采用雙管法施工，高壓水泥漿壓力大于20MPa，流量大于30L/min，氣流壓力0.7MPa，提升速度為0.1～0.2m/min；高壓噴射注漿水泥強度等級宜采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比1.0。

圖3 旋噴樁布置平面圖

3）設(shè)置0.3m厚砂夾石加筋土墊層，鋪設(shè)范圍為筏板基礎(chǔ)輪廓線外延50cm（圖4）。

圖4 旋噴樁及墊層設(shè)置大樣圖

3.2 高壓旋噴樁復(fù)合地基處理計算分析

旋噴樁復(fù)合地基承載力確定方式按 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79-2012公式7.1.5-2確定：

Fspk為復(fù)合地基承載力特征值（kPa）；λ為單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值，無經(jīng)驗時可取 0.7～0.90；m為面積置換率；Ra為單樁豎向承載力特征值 （kN）；Ap為樁的截面積（m2）；β為樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)，按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值，無經(jīng)驗時可取 0.9～1.00；fsk為處理后樁間土承載力特征值（kPa），應(yīng)按靜載荷試驗確定；無試驗資料時可取天然地基承載力特征值。

計算結(jié)果表明，地基承載力特征值[3]為253kPa＞200kPa；地基壓縮模量為15.1MPa＞8MPa，均滿足設(shè)計要求。

4 工程施工情況

目前該工程已經(jīng)開始施工，個別區(qū)域應(yīng)經(jīng)完成施工并且進行了復(fù)核地基平板試驗，且試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求。

4.1 施工原理及流程

該工程采用二重管法進行施工，該方法主要是使用雙通道的二重注漿管。當(dāng)二重注漿管鉆進到土層的預(yù)定深度后，通過在管底部側(cè)面的一個同軸雙重噴嘴，同時噴射出高壓漿液和空氣，兩種介質(zhì)的噴射流沖擊破壞土體。即以高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置噴射出壓力大于20MPa以上的漿液，從內(nèi)噴嘴中高速噴出，并用0.7MPa左右壓力把壓縮空氣從外噴嘴中噴出。在高壓漿液和它外環(huán)氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著增大，最后在土中形成較大的固結(jié)體。

旋噴樁施工工藝流程見圖5，旋噴樁施工現(xiàn)場見圖6。

圖5 旋噴樁施工工藝流程圖

圖6 旋噴樁施工現(xiàn)場照片

圖7 復(fù)合地基荷載試驗現(xiàn)場照片

4.2 復(fù)合地基檢測

1）高壓旋噴樁施工完成后，對復(fù)合地基采用平板載荷試驗進行檢驗[4]（圖7），檢測時間是在成樁28d后進行，檢測結(jié)果表面處理范圍內(nèi)地基承載力特征值≥200kPa，壓縮模量≥8MPa，滿足設(shè)計要求。

2）旋噴樁樁體施工質(zhì)量采用圓錐動力觸探試驗或鉆芯法進行檢測，檢測時間亦為成樁28d后進行，樁身水泥土抗壓強度要求≥5MPa，滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

重慶濱江地塊深回填區(qū)采用高壓旋噴復(fù)合地基是一種經(jīng)濟可靠的地基形式，通過復(fù)合地基的荷載試驗結(jié)果，證明該地基處理方法可以滿足設(shè)計要求，可以廣泛應(yīng)用到三層及三層以下的建筑結(jié)構(gòu)，其最大的優(yōu)勢為可避免較長或者超長樁基方案的施工，為重慶或其他沿江沿河地區(qū)濱江地塊的地基處理提供了有益借鑒。