水泥攪拌樁處理地基在向陽(yáng)村排澇泵閘中的運(yùn)用

代尚逸 姚梓渝

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都610081）

0 引言

我國(guó)幅員遼闊，東西相距五千二百千米，南北相距五千五百千米，地質(zhì)情況極為復(fù)雜，其中軟土地基分布十分廣泛[1]。在河湖盆地、海濱平原、河口三角洲等地都常有軟土分布。軟土地基土質(zhì)包括泥碳、泥碳土、軟黏土、淤泥質(zhì)土、淤泥等。軟土地基在珠海地區(qū)也是一種極為常見的地質(zhì)情況。珠海地區(qū)常見的軟基土體為淤泥和淤泥質(zhì)土。軟基土體的特點(diǎn)為：土體柔軟，通常呈流塑狀或軟塑狀，孔隙比大、壓縮性大、透水性差、含水量大、承載力低、抗剪強(qiáng)度差[2][3]。在軟土上進(jìn)行工程建設(shè)，必須要進(jìn)行地基處理，才能滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力及沉降量的要求。如不進(jìn)行地基處理，地基基礎(chǔ)破壞的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較大的沉降。水泥攪拌樁處理地基是軟基處理常用的一種方法。它采用水泥作為固化劑，施工機(jī)械鉆進(jìn)土體后，在向土體噴射水泥漿液的同時(shí)將軟土和水泥漿進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。水泥和軟土進(jìn)行攪拌后產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土變硬，固結(jié)成具有一定強(qiáng)度的水泥加固體，從而降低地基土的沉降量，提高土體的承載力和整體性。

1 工程概況

向陽(yáng)村排澇泵閘位于珠海市橫琴島北區(qū)防洪段。珠海市城市防洪工程等級(jí)為Ⅱ級(jí)，排洪渠建筑物級(jí)別為2級(jí)。工程等級(jí)為三級(jí)。排澇泵閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年。當(dāng)?shù)氐卣鸹玖叶葹棰鞫?，地震加速度?.15g。地基基礎(chǔ)等級(jí)為丙級(jí)。向陽(yáng)村排澇泵閘主體結(jié)構(gòu)有部分位于現(xiàn)有渠道中，部分位于岸邊。泵閘建成后渠道中的水將排入中北20#-1排洪渠。泵閘主體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為25m.寬度為15m.埋深為6m左右。泵閘主體結(jié)構(gòu)可以分為閘室和泵房?jī)刹糠帧１梅坎糠挚煞譃檫M(jìn)水口段、主泵房段和出水口段。長(zhǎng)度分別為9m,9m,7m。底板厚度為600mm。

根據(jù)地勘報(bào)告土層情況從上往下依次為：

②-1層淤泥：灰色，飽和，流塑狀，土質(zhì)柔軟，鉆進(jìn)過程中縮孔、流泥現(xiàn)象嚴(yán)重，流變特征明顯。土質(zhì)均勻，表層含少量有機(jī)質(zhì)具腥臭味。該層層厚約為6m左右，分布連續(xù)，層厚變化不大。

②-2層淤泥：灰色，飽和，流塑狀，土質(zhì)柔軟，刀切面細(xì)膩、有光澤，縮孔嚴(yán)重，底部含砂。土質(zhì)均勻，表層含少量有機(jī)質(zhì)具腥臭味。該層層約為6m，分布連續(xù)，層厚變化不大。。

③層淤泥：灰、灰黑色，飽和，流塑狀，含少量貝殼碎屑和貝殼，有縮孔現(xiàn)象。土質(zhì)均勻，表層含少量有機(jī)質(zhì)具腥臭味。該層層厚3.1～5m，分布連續(xù)，層厚變化不大。

⑨-2層 強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：灰白、青灰、黃褐色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。大多為散粒狀強(qiáng)風(fēng)化，巖芯多呈密實(shí)土柱狀，手捏易散，遇水易軟化、崩解，局部為塊碎狀強(qiáng)風(fēng)化，巖芯為碎石狀、碎塊狀，裂隙很發(fā)育，巖體破碎。該層揭露。

⑨-3層中風(fēng)化花崗巖：灰白、青灰色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖芯多呈柱狀，錘擊聲音清脆，巖體較完整。該層局部揭露未穿透。

根據(jù)工程地質(zhì)面及地勘報(bào)告對(duì)土層的描述可知，場(chǎng)地地質(zhì)條件差，淤泥較厚（15米～17米）。淤泥含水率高、透水性差，地基承載力低，壓縮性大，易產(chǎn)生沉降。

2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足地基承載力、沉降量及沉降差的要求。泵閘主體結(jié)構(gòu)經(jīng)計(jì)算后，地基承載力要求為90kpa .方案表中的四種方案都能滿足要求。灌注樁方案施工過程中需設(shè)置鋼護(hù)筒，會(huì)極大增加工程費(fèi)用。泵閘下游現(xiàn)狀中北20#-1排洪渠基礎(chǔ)方案為水泥攪拌樁處理地基。若泵閘采用樁基方案，二者會(huì)產(chǎn)生沉降差，整體美觀性差。預(yù)壓方案施工工期長(zhǎng)，對(duì)施工組織管理要求高。水泥攪拌處理地基樁身養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28天，施工時(shí)間較預(yù)壓方案相對(duì)較短，地基基礎(chǔ)具有一定沉降量，能夠滿足整體美觀要求。同時(shí)地基承載力也能滿足上部結(jié)構(gòu)要求。結(jié)合向陽(yáng)村泵閘的施工條件及四個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，推薦水泥攪拌樁處理地基方案。

表一 可行性方案對(duì)比表

3 水泥攪拌樁成樁質(zhì)量影響因素

泵閘水泥攪拌樁處理地基樁徑為600mm，

表二 向陽(yáng)村主體結(jié)構(gòu)水泥攪拌樁檢測(cè)結(jié)果

樁間距為1m x1m，方格網(wǎng)布置。28天立方體抗壓強(qiáng)度不低于0.8Mpa。持力層為中風(fēng)化花崗巖層。樁身采用強(qiáng)度等級(jí)不低于45.5MPA普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0.45～0.55。28天樁身檢測(cè)結(jié)果如表二。從表二中可看出：

1、水泥摻量為15%時(shí)，部分?jǐn)嚢铇稑渡韽?qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)水泥摻量提高到18%時(shí)，樁身強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求，且遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)要求。水泥摻量對(duì)成樁質(zhì)量的影響較大。

2、水泥摻量為15%時(shí)，當(dāng)攪拌樁位于現(xiàn)狀渠道內(nèi)時(shí)，樁身強(qiáng)度只有0.4～0.5mpa不滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)攪拌樁位于現(xiàn)狀渠道外側(cè)時(shí)，水泥土攪拌較均勻，膠結(jié)性也較好，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。分析原因主要是渠道內(nèi)外側(cè)現(xiàn)狀淤泥土的質(zhì)量差別較大，渠道內(nèi)淤泥土含水量及空隙率更高，導(dǎo)致成樁質(zhì)量較差。

3、4#和5#攪拌樁均位于現(xiàn)狀渠道內(nèi)，當(dāng)樁長(zhǎng)大于15米時(shí)，成樁質(zhì)量均較差。該點(diǎn)主要是由于施工工藝的影響。目前的施工工藝只能保證15范圍內(nèi)的樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求

4 結(jié)論

水泥攪拌樁處理地基具有不均勻沉降量小，對(duì)周圍環(huán)境影響小，可優(yōu)化結(jié)構(gòu)底板配筋等優(yōu)點(diǎn)。在施工中得到了大量的應(yīng)用，具有良好的前景。該項(xiàng)目的順利實(shí)施為類似項(xiàng)目提供了參考借鑒價(jià)值。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮水泥摻量、現(xiàn)狀土質(zhì)、土層厚度，結(jié)構(gòu)允許的沉降量等影響因素。