高壓旋噴樁復(fù)合地基在處理回填卵石層上的應(yīng)用

夏冬冬 王喻

摘要：由于本工程不僅是軟弱地基承載力達(dá)不到要求，而且新近回填卵石層固結(jié)沉降對基礎(chǔ)產(chǎn)生不利影響。本文主要分析和討論了具體案例的復(fù)合地基，對高壓旋噴樁從理論計算、到高壓旋噴樁設(shè)計、到施工工藝、施工組織進(jìn)行一系列的優(yōu)化設(shè)計，以及在基礎(chǔ)外設(shè)置保護(hù)樁來消除沉降。設(shè)計不僅可以縮短了工期，而且降低了地基處理的造價。在最后的質(zhì)量檢測中，檢測到處理后的復(fù)合地基承載力及壓縮摸量都能滿足設(shè)計要求，表明本次高壓旋噴樁復(fù)合地基處理是提高軟弱地基承載力和減小沉降是一種非常有效的處理方案。

關(guān)鍵詞：軟弱地基;高壓旋噴樁;

一、工程概況

擬建工程位于成都市青白江區(qū)唐巴公路北側(cè)，交通方便。

擬建物基礎(chǔ)為柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為1.50m，根據(jù)建筑設(shè)計單位要求，對于碎玻璃系統(tǒng)其中4個獨立柱基下部座落在熔化及成型工段的基坑回填土上，回填部分與天然地基部分有1：0.3放坡，該部分回填最深為7.31m，回填土質(zhì)為砂卵石，因回填土壓實系數(shù)不夠，由于回填土承載力不能滿足設(shè)計要求，須對回填部分進(jìn)行高壓噴旋壓密注漿加固處理。處理后，地基承載力特征值需≥150kPa。

本文主要介紹高壓旋噴樁復(fù)合地基在處理回填卵石處理中的應(yīng)用。

二、工程概況

該工廠場地位于成都市青白江區(qū)，屬于成都平原洪積二級階地?，F(xiàn)將工程場地區(qū)地層情況簡述如下：①回填卵石：層厚6.7-8.5m，qsi=14kpa，fak=80kpa;②松散卵石：層厚2.0-3.5m，qsi=40kpa，fak=160kpa;③稍密卵石：層厚2.5-3.0m，fak=320kpa;

三、高壓旋噴樁復(fù)合地基加固設(shè)計

（一）高壓旋噴加固原理

在高壓旋轉(zhuǎn)噴射的水泥漿作用下，將軟弱土與水泥漿混合，形成承載力高、沉降小的半剛性樁體;旋噴樁體與樁間土體及褥墊層共同作用形成復(fù)合地基，從而提高地基土的承載力。該復(fù)合地基由于承載力增大，沉降變形小，成本低，施工簡單，具有明顯的社會經(jīng)濟(jì)效益，具有很強(qiáng)的可調(diào)性。

（二）設(shè)計要求

需要再加固處理后所形成的復(fù)合地基承載力特征值fspk≥150kPa。旋噴樁以松散、稍密或中密卵石層為持力層，樁端進(jìn)入持力層≥0.5m。

（三）高壓旋噴復(fù)合地基計算

1、確定樁長

旋噴處理深度應(yīng)穿過回填土達(dá)到下部分布穩(wěn)定層，以松散、稍密或中密卵石層作為樁端持力層，并宜進(jìn)入0.5m。根據(jù)上述要求并結(jié)合勘察報告，樁長確定約為7m～9m。

2、確定樁徑

根據(jù)所采用的成樁設(shè)備，本工程旋噴樁樁徑確定為600mm。

3、 確定樁間距

⑴ 確定天然地基承載力特征值fak

回填卵石層的地基承載力特征值fak取80kPa。

⑵ 計算單樁豎向承載力特征值Ra

依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）公式7.1.5-3，計算單樁豎向承載力特征值Ra，

單樁豎向承載力特征值Ra根據(jù)建筑經(jīng)驗取240KN。

⑶ 計算面積置換率（m）

依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）公式7.1.5-2計算面積置換率（m）。

按（9.2.5）式計算面積置換率（m）如下：

面積置換率m=0.153。

⑷ 確定獨立基礎(chǔ)下布樁根數(shù)（n）

各獨立基礎(chǔ)下采用正方形和三角形布樁，處理后復(fù)合地基面積置換率需大于0.153：

基礎(chǔ)下按三角形布置，基礎(chǔ)外布置一排保護(hù)樁。四個獨立基礎(chǔ)下加固處理面積為103.68㎡，共布樁72根，樁長按7m、7.5m、9.0m計算。

4、褥墊層設(shè)計

⑴ 褥墊層厚度

根據(jù)建筑物荷載和基底土質(zhì)情況，褥墊層厚度宜為20～30cm，確定為25cm，鋪設(shè)頂標(biāo)高為筏基底面標(biāo)高。施工時先虛鋪，虛鋪厚度h按下式計算：

經(jīng)計算，虛鋪厚度h=25/0.9=27.77cm。

⑵ 褥墊層材料

選級配砂卵石，最大粒徑不應(yīng)于30mm。

⑶ 夯填度

夯填壓的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值不大于0.9。

四、高壓旋噴樁復(fù)合地基加固方法

（一）施工工藝

測量放孔→跟管鉆探引孔→埋設(shè)旋噴管→自孔底自基底高壓旋噴→孔口補(bǔ)漿→漿體養(yǎng)護(hù)→加固效果檢測→褥墊層施工。

（二）施工方法

⑴ 測放樁位：根據(jù)本設(shè)計方案旋噴樁樁位平面布置圖，用經(jīng)緯儀施放各旋噴樁位置。在施工過程中，隨時檢查樁位，以保證樁位準(zhǔn)確。樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，即樁位偏差≤15cm。

⑵ 跟管鉆探引孔：采用旋噴鉆機(jī)（XPZ-50）跟管鉆進(jìn)成孔。成孔深度按方案并結(jié)合現(xiàn)場施工進(jìn)一步確定，確保旋噴管進(jìn)入稍密卵石層。也可以采取動探引孔。

⑶ 埋設(shè)旋噴管：將旋噴管放入成好的孔中，下旋噴管過程中須保證噴嘴不被堵塞和鉆桿接頭不松動。

⑷ 自孔底自基底高壓旋噴（旋噴作業(yè)）：在旋噴管放入設(shè)計深度后，先用2MPa的低壓水測試噴嘴有無堵塞現(xiàn)象，然后開始自下而上旋噴。在旋噴過程中控制好壓力（25MPa）、轉(zhuǎn)速（18～22轉(zhuǎn)/分）和提速（180mm/min），在臨近樁頂1.0m處，慢速提升旋噴管至樁頂。為確保旋噴樁樁徑及樁身質(zhì)量，須復(fù)噴1-2次。

⑸ 孔口補(bǔ)漿：旋噴作業(yè)完成后，須將不斷冒出的地面的漿液回灌到樁孔內(nèi)，直到樁孔內(nèi)的漿液不再下沉為止。

⑹ 漿體養(yǎng)護(hù)：旋噴樁施工完成后，漿液凝固需要8天。

⑺ 加固效果檢測：固化養(yǎng)護(hù)28天后，可采用靜載荷試驗檢測地基承載力。

⑻ 褥墊層施工：復(fù)合地基經(jīng)靜載荷試驗檢測合格后，可以清理樁頭，整平場地到設(shè)計樁頂標(biāo)高，在表面鋪設(shè)一層厚250mm的級配良好的砂卵石褥墊層，碾壓密實，壓實后的褥墊層厚度與虛鋪厚度比不得大于0.9（該部分工作由土建單位完成）。

（三）材料準(zhǔn)備

⑴施工材料主要為P.C.R42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為1：1。

五、復(fù)合地基檢測效果

（一）復(fù)合地基檢測

在該項目中，在較差的位置，復(fù)合地基載荷試驗選擇3個點，單樁載荷試驗選擇3個點。

（二）復(fù)合地基檢測效果

目前該項目已經(jīng)竣工，根據(jù)復(fù)合地基檢測報告，處理后的復(fù)合地基承載力特征值fspk≥150kPa，能滿足設(shè)計承載力要求。沉降值一般為20毫米，也在設(shè)計規(guī)定的范圍之內(nèi)。

六、結(jié)語：

在本工程中主要問題就是回填卵石承載力不夠，固結(jié)沉降沒有完成，不能滿足上部荷載要求，該設(shè)計的工作重點就是要增加地基土的承載力、減小地基土的變形。根據(jù)現(xiàn)場檢測測試試驗結(jié)果，完成后的復(fù)合地基承載力以及壓縮模量都能滿足要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉書麟.主著.地基處理工程實例應(yīng)用手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版版.2002