深層攪拌樁在軟土地基處理中的應(yīng)用

游海獅

[摘要]深層攪拌樁是軟土地基處理中的一項(xiàng)比較適用技術(shù),具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。介紹深層攪拌樁的適用范圍、計(jì)算方法,并對(duì)其技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)等進(jìn)行分析,以期能在淺層地基處理中得到進(jìn)一步的推廣。

[關(guān)鍵詞]深層攪拌 淺層地基 復(fù)合地基承載力

中圖分類號(hào):TU6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0910102-01

一、深層攪拌樁的適用范圍及在淺層地基處理中的優(yōu)勢(shì)

該法適用的土質(zhì)范圍有:淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和軟粘土。它與樁基礎(chǔ)及其它地基處理方法相比,具有振動(dòng)小、噪音低的優(yōu)點(diǎn),且無環(huán)境污染、無需挖土,加固深度可達(dá)15m。從技術(shù)要求來看,該法施工簡(jiǎn)單,處理地基效果好,對(duì)周圍建筑物影響小;從造價(jià)看,該法施工期短,造價(jià)低廉,其單方造價(jià)只有同體積鋼筋混凝土樁造價(jià)的10%-15%左右,處理費(fèi)用約占鋼筋混凝土及其它樁型基礎(chǔ)的1/3-2/3。如果采用425#普通硅酸鹽水泥,選用摻入比qw=12%-15%,水泥土的強(qiáng)度可達(dá)到0.8-1.5Mpa。

水泥攪拌樁屬于中等剛度樁,其剛度介于剛性樁與柔性樁之間,其承載性能與剛性樁相近,設(shè)計(jì)時(shí)不需設(shè)防護(hù)樁。在軟土地基處理中這種方法優(yōu)勢(shì)明顯,越來越被廣大設(shè)計(jì)人員采納,在里下河軟土地基處理中已得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,也積累了一些設(shè)計(jì)與施工方面的經(jīng)驗(yàn)。下面簡(jiǎn)介我公司檢測(cè)的并已竣工的一幢采用深層攪拌樁工程的計(jì)算實(shí)例。

二、設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例

(一)工程概況及設(shè)計(jì)資料

該住宅樓為六層磚混結(jié)構(gòu),層高2.8m,總建筑面積為3014m2。該區(qū)第四紀(jì)地貌單元?jiǎng)澐窒堤K北濱海海積平原,經(jīng)地質(zhì)勘察揭示的土層如下:1. 層素填土以粉土為主,軟塑,含少量的建筑垃圾等雜物,層厚2.3-2.9m;2.層淤泥質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土,褐黃-灰褐色,軟塑,層厚3.6-4.3m,fk=70-75kPa。3.層粉砂,青灰色,飽和,稍密,層厚2.2-2.5m,fk=135-140kPa。4.層粉土夾粉砂,灰色,飽和,軟塑-1可塑,層厚2.5-3.5m,fk=150kPa。5.層粉質(zhì)粘土,灰褐色,軟塑,層厚2m以上未鉆透,fk=70-75kPa。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告以第三層粉砂層作為樁基持力層,采用樁徑=600mm,樁長(zhǎng)L=6000mm,以自然地面下0.4m為樁頂標(biāo)高。

(二)單樁承載力和室內(nèi)試塊無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的確定

單樁承載力按式(1)、式(2)確定,取其中較小值。

Nd=K·qu·Ap(1)

Nd= qS·Up·L+α·Ap·fk (2)

式中:Nd-單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)單樁載荷試驗(yàn)確定;K強(qiáng)度折減系數(shù),取0.35-050;qu-與攪拌樁樁身加固土配比相同的室內(nèi)加固土試塊(邊長(zhǎng)為70.7mm的立方體,也可采用邊長(zhǎng)為50mm的立方體)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值;Ap-樁的截面積;qS-樁周長(zhǎng)的平均摩擦力,對(duì)淤泥可取5-8Kpa,對(duì)淤泥質(zhì)土可取8-12Kpa;Up-樁周長(zhǎng);L-樁長(zhǎng);α-樁端天然地基土的承蒙辦折減系數(shù),可取0.4-0.6;fk-樁端天然地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

本工程采用樁長(zhǎng)6m,樁徑0.6m,樁的截面積Ap=0.283m2,樁截面周長(zhǎng)Up=1.884m,樁端土的承載力折減系數(shù)α取0.5,強(qiáng)度折減系數(shù)人取0.35,樁周土的平均摩擦力qS取10kPa,樁端地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk取135kPa。

代入(2)式求得單樁承載力:Nd=132.14kN。

將Nd代入(1)式,求出室內(nèi)水泥土試塊的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為:

Qu≥Nd/(K·Ap)=132.14/(0.35×0.283)=1334.7kPa

取現(xiàn)場(chǎng)需加固的軟土進(jìn)行室內(nèi)試塊試驗(yàn),采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,要求水泥土強(qiáng)度在1335kPa以上。選用水泥摻入量15%,水灰比0.6。經(jīng)28天后,測(cè)得無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu=1350kPa。滿足要求。

(三)縱橫墻下基礎(chǔ)的樁位布置及復(fù)合地基承載力的確定

中間承重墻計(jì)算的上部建筑荷載(士0.00m以上):N=216KN/m

縱墻計(jì)算的上部建筑荷載(士0.00m以上):N=128.5KN/m

設(shè):墻下基礎(chǔ)平臺(tái)寬1.4m,埋深1.lm(見圖1)。

基礎(chǔ)及填土重:G=b·h·r=1.4×l.l×20=30.8kN

基礎(chǔ)底面壓力(橫墻):pa=(N+G)/F=(2

16+30.8)/(1.4×1)=176.29KPa

橫墻基礎(chǔ)置換率:(樁中心距600mm×600mm)

M=(0.283×2)×(1.4×1.2)=0.337

基礎(chǔ)底的壓力(縱墻):pa=(128.5+30.8)

/1.4=113.8kPa

縱墻基礎(chǔ)置換率:(中心距:600mm×800mm)

M=(0.283×2)/(1.4×1.6)=0.253

復(fù)合地基承載力:(橫墻)

fsp=(m·Nd)/Ap+B(1-m)fk

=(0.337×l32.14)/0.283+0.5(1-0.337)×70

=157.35+23.2=180.5KPa

B為樁間土承載力折減系:

樁端為軟土?xí)r取0.5-1.0;樁端為硬土?xí)r取B<0.5

fk為基礎(chǔ)底面土層的天然地基承載力,本工程取70KPa

縱墻:fsp=(0.253×l32.14)/0.283+0.5(1-0.253)×70=118.13+

26.14=l44.3kPa

橫墻:fsp=180.5kPa>l76.29kPa

縱墻:fsp=144.3kPa>ll3.8kPa

本深層攪拌樁工程施工結(jié)束后,我公司分別進(jìn)行了輕便觸探和靜載荷試驗(yàn),結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)定要求。

三、結(jié)語(yǔ)

1.深層攪拌有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性,但使用時(shí)應(yīng)注意其適用性,對(duì)于粉噴樁,表層含水量不足30%的應(yīng)采取合理的施工措施。2.設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)本地經(jīng)驗(yàn),結(jié)合施工檢測(cè)反饋的信息,不斷完善設(shè)計(jì)參數(shù)取值。3.施工單位的管理水平及人員素質(zhì)對(duì)施工質(zhì)量至關(guān)重要。4.該方法可普遍適用于七層以下的工業(yè)與民用建筑的軟土地基加固,特點(diǎn)是材料簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉且不需要粗細(xì)骨料,只需用水泥作固化料,摻灰比一般控制在12%-15%。5.大量的工程及試樁資料表明,樁長(zhǎng)和樁身強(qiáng)度是承載力的決定因素。6.由于該方法在施工中沒有大的噪音和污染,基坑開挖泥土量小,特別適用于中小城鎮(zhèn)及施工場(chǎng)地狹小的建筑物地基加固。

參考文獻(xiàn):

[1]JGJ79-91,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].