高壓旋噴樁與灌注樁復合地基在軟土地質(zhì)中的應(yīng)用

汪 毅 （華地設(shè)計有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概況

本項目位于福建省晉江市，共有5棟主樓，總建筑面積35092m2，地下1層，地上14層現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅樓，地質(zhì)場地類別Ⅲ類，樁基設(shè)計等級為甲級。場平地面下2.5m深處存在約20m淤泥層，基礎(chǔ)采用φ800mm旋挖灌注樁，樁長約35m～40m，樁端持力層為碎塊狀強風化巖，總樁數(shù)364根。從12根預選樁中確定4根樁基進行靜載試驗，分別為主樓3根，裙樓1根。

檢測情況如下：樁基設(shè)計豎向抗壓承載力極限標準值9000kN，分10級加載，4根樁基均在最后一級加荷時出現(xiàn)沉降超過40mm，判定項目樁基靜載試驗不滿足設(shè)計要求。按規(guī)范要求抽取37根樁基進行抽芯（包含4根靜載樁基），結(jié)果表明樁長、樁身質(zhì)量、樁底進入持力層深度及沉渣厚度均滿足設(shè)計要求。

2 原因分析

①前期施工未對復雜地質(zhì)進行設(shè)計試樁，沒有充分了解旋挖灌注樁在深厚淤泥地質(zhì)下豎向承載力極限值，僅依據(jù)地勘資料進行樁基承載力設(shè)計。

②據(jù)施工單位反應(yīng)，樁基施工到持力層常因交通管制因數(shù)無法及時澆筑，持力層長時間泡水擾動，承載力降低。

3 處理方案對比

已施工樁長樁身質(zhì)量符合規(guī)范要求，從經(jīng)濟性角度出發(fā)將灌注樁設(shè)計承載力特征值取Ra=4050kN保留使用。以1#號樓為例進行以下2個方案分析比較。

3.1 方案一

樁基根據(jù)降低后的設(shè)計承載力重新計算補樁，并對后期新補工程樁按規(guī)范重新檢測。處理方案詳見圖1，新增補樁12根。

3.2 方案二

樁基根據(jù)降低后的設(shè)計承載力，用高壓旋噴樁加固樁間淤泥土，考慮承臺效應(yīng)的復合基樁重新計算，處理方案詳見圖2。高壓旋噴樁加固穿透淤泥層進入卵石層0.5m。加固處理范圍土層詳見下表。

高壓旋噴樁打樁豎向承載力特征值

樁身強度 Ra2=ηfcuAp=0.25×5000×3.14×0.6×0.6×0.25=353kN

綜上 R'a=min（Ra1，Ra2）=320kN

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》高壓旋噴樁間距按1.25m等邊三角形布置，面積置換率m=0.21，樁截面積Ap=0.2826m2，高壓旋噴樁復合地基承載力為：

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》考慮承臺效應(yīng)的復合基樁豎向承載力特征值：

圖1

圖2

不考慮地震作用Ra+ηcfakAc

=4050+0.14×273×15

=5076kN＞4500kN。

3.3 沉降計算

高壓旋噴樁處理方案根據(jù)盈建科軟件沉降計算，建筑整體傾斜為0.0018＜[s]=0.003，相鄰墻柱沉降差小于0.002L0，房屋沉降滿足規(guī)范要求。

4 經(jīng)濟性及可行性對比

4.1 經(jīng)濟性對比

以1#號為例，方案一灌注樁市場綜合單價1600元/m2，樁數(shù)12根，預估樁長27m，總造價35.7萬元；方案二高壓旋噴樁市場綜合單價250元/m2，樁數(shù)12根，預估樁長17m，總造價25.0萬元，方案二比方案一節(jié)約造價10.7萬。

從經(jīng)濟性分析，高壓旋噴樁處理造價可以節(jié)約30%，整個項目約能節(jié)約81萬。

4.2 可行性對比

方案一優(yōu)點：項目周邊民房多數(shù)為無樁基的多層磚砌結(jié)構(gòu)，部分房屋已發(fā)生可見傾斜，民房離紅線最近位置僅有4.5m遠，采用旋挖灌注樁對周邊民房地基擾動較小。施工單位已掌握在厚淤泥條件下的灌注樁，成樁質(zhì)量可靠。

缺點：部分土方已經(jīng)開挖，旋挖機械再次進場難度大，單樁成樁施工速度慢，綜合加固費用較高，需要等28d對新整樁基進行樁身質(zhì)量檢測及單樁承載力靜載試驗。

方案二優(yōu)點:高壓旋噴樁機械所需施工場地較小，可同時多臺施工，施工速度快、效率高;利用高壓旋噴樁施工時的擴張作用產(chǎn)生劈裂，可增大樁周土的密實性，提高土體強度;綜合加固綜合費用低。

缺點:自身屬于復合地基，樁身強度離散性大，強度增長緩慢，需要等28d進行樁身質(zhì)量檢測，復合地基承載力平板載荷試驗及單樁承載力靜載試驗。

綜上所述，最后各方采用高壓旋噴樁加固處理方案。

5 施工工藝參數(shù)確定

5.1 機械參數(shù)

雙管旋噴注漿采用參數(shù)為:鉆機提升速度V=15～25cm/min，鉆機旋轉(zhuǎn)速度n=20r/min。

5.2 注漿參數(shù)

采用42.5R水泥，水泥用量100kg/m，水灰比0.9，減水劑摻量2%，旋噴樁壓力控制在20～24MPa，空氣壓力在0.7～0.8MPa，為保證成樁質(zhì)量，在底部和上部3m地方應(yīng)進行復噴。

試塊 (邊長70.7mm立方體)標準養(yǎng)護28d齡期的立方體抗壓強度為0.518MPa，滿足設(shè)計0.5MPa要求；28d樁身質(zhì)量檢測，復合地基承載力平板載荷試驗及單樁承載力靜載試驗均滿足設(shè)計要求。

6 沉降觀測

后期根據(jù)沉降觀測單體提供數(shù)據(jù)，對項目主體各個施工完成階段的沉降數(shù)據(jù)進行分析：主體封頂階段最大沉降量8.6mm，最大整體傾斜0.001，最大相鄰墻柱最大沉降差/相鄰墻柱間距L0為0.0008；主樓砌體完成階段最大沉降量14.4mm，最大整體傾斜0.0019，最大相鄰墻柱最大沉降差/相鄰墻柱間距L0為0.0012；主體外架落架階段最大沉降量16.7mm，最大整體傾斜0.002，最大相鄰墻柱最大沉降差/相鄰墻柱間距L0為0.0013，主體觀測數(shù)據(jù)均滿足設(shè)計要求。

7 結(jié)語

①對深厚淤泥樁基或地基處理方案的選擇應(yīng)考慮施工方法，保證其技術(shù)可行性，對比經(jīng)濟性，關(guān)注其施工周期的差異，以便于建設(shè)方進行正確的決策。

②本工程經(jīng)高壓旋噴樁加固處理后，沉降觀測表明沉降滿足設(shè)計要求，該方法施工方便，經(jīng)濟高效，能有效加固深厚軟土地基，處理效果基本達到預期的目標，對類似的工程事故處理有一定的借簽意義。