淺析粉噴樁在某地基加固中的應(yīng)用

【摘要】 本文通過對某廠房場地地質(zhì)條件的分析，根椐不同的地質(zhì)條件采取相應(yīng)的處理方法，使工程達到了安全、經(jīng)濟的要求，為工程順利施工提供了保證，工程處理方法是成功的，可供類似工程參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】 粉噴樁 地基加固 承載力 復(fù)合地基

引言

根椐固化劑的狀態(tài)和施工方法，攪拌樁的加固分為干法和濕法，干法用干燥狀態(tài)的粉體材料作為固化劑，如石灰、水泥、礦渣粉等，本文介紹的是干法俗稱粉噴樁；濕法是采用泥漿等漿液材料作為固化劑，又稱濕法攪拌樁。兩者主要區(qū)別是根椐填土的含水量不同而采用不同的方法，含水量高則采用粉噴樁，反之采用濕法攪拌樁。

1. 場地地基加固方法的技術(shù)適宜性比較

相關(guān)地基處理方法及其功能簡述

加固飽和軟粘土地基的方法有多種多樣，無非是從地基改良、加固、置換等方面入手處理。其處理方法有：（1）碎石樁法（2）攪拌樁法 （3）旋噴樁法（4）壓密注漿法（5）錨桿靜壓樁法 （6）排水固結(jié)法（7）墊層置換法。

1.1 碎石樁法

碎石樁法可分為振沖法擠壓和干振擠密法等等，但這些方法的共性原理是通過后期（包括使用期）施加上覆壓力的過程中，逐步達到預(yù)期的復(fù)合地基承載力，即達到最終地基承載力的過程是伴隨地基沉降（變形）的過程。

對于人工填土和松散、稍密的砂土，擠密效果取好，但對飽和軟粘土地基的加固適應(yīng)性較差，由于飽和軟粘性土、淤泥對碎石樁周圍約束力低，均勻程度差，加固體均勻性得不到保證，在碎石材料價格較高地方，則經(jīng)濟性差。

1.2 濕法攪拌樁法

本方法以水泥漿液與被加固土體攪拌成樁，存在一定的適宜性，但由于填土后含水量高，單位土體的水泥漿液滲入量受到限制，其在同一水泥摻量下，樁身強度相對粉噴樁要小些。其次，大面積深層攪拌樁施工會使整個施工場地漿液遍布，這對可能交錯進行預(yù)制樁施工設(shè)備的移位和后續(xù)工序施工帶來諸多不便，場容壞境較差。第三、在高含水量軟粘性土中，由于粘度大，攪拌樁中易產(chǎn)生抱桿集塊，即水泥漿液不易均勻拌入土體，導(dǎo)致成樁強度很低、均勻性差，易造成工程事故。

2. 設(shè)計要點

水泥土加固原理

軟土與水泥采用機械攪拌加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程，它與混凝土的硬化機理有所不同，混凝土的硬化主要是水泥在粗填充料（即比表面積不大，活性很弱的介質(zhì)中）進行水解和水化作用，故凝結(jié)速度快，而水泥加固土中，由于水泥摻量很少一般在8%-20%，水泥的水解和水化反應(yīng)完全是在具有一定活性的介質(zhì)-土的圍繞下進行，故硬化速度緩慢且作用復(fù)雜，水泥加固土的強度增長比混凝土緩慢。

3. 粉噴樁在地基加固應(yīng)用的實例

3.1工程概況

項目分二期建設(shè)。一期項目為聯(lián)合廠房主要包括：焊裝車間、涂裝車間、總裝車間，二期為：準備車間、試制車間、整修車間、檢測車間和外協(xié)配套庫以及研發(fā)中心、客戶服務(wù)中心等廠房建筑和辦公用房。各建筑單體長軸呈東、西走向布置，建筑物之間的場內(nèi)道路基本呈東西和南北向并聯(lián)成方格網(wǎng)狀，并經(jīng)由廠區(qū)東、南側(cè)設(shè)置的多個門房通道與其緊鄰的東、南兩側(cè)的園區(qū)道路相銜接。本項目由機械工業(yè)部第四設(shè)計研究院設(shè)計。巖土工程勘察項目由冶金部華東勘察基礎(chǔ)工程總公司勘察。

地基處理基本要求：各廠房的基礎(chǔ)以立柱下鋼筋混凝土預(yù)制方樁為基礎(chǔ)，對有一定荷載要求的廠房地坪的地基，將通過地基加固滿足荷載和地坪沉降變形控制設(shè)計要求。

擬建場地的地面起伏高差相對較大，場地范圍內(nèi)分布有多條河流，場地雖經(jīng)平整，但上部覆蓋有較厚的松散填土，填土的工程性能差異較大，加之河底淤泥和原始低洼區(qū)的新近軟土沉積，使整個場地淺部土層分布十分復(fù)雜。土層結(jié)構(gòu)的松散性，不均勻性、高壓縮性和低強度是其主要特征，本文主要是針對廠房內(nèi)地坪的設(shè)計荷載和變形控制要求，提出滿足廠房地坪地基要求的方案及工程運用。

3.2場地工程地質(zhì)概況

根椐該場地的《巖土工程勘察報告》可知，擬建場地地勢低洼，高差明顯，最大高差約3m，場地內(nèi)池塘遍布，溝河縱橫，且對淺部自然地層切割嚴重，除場地中部原有一條深達4.6m，寬約20-40余米暗河呈NNE向曲折貫穿場區(qū)南北外，區(qū)內(nèi)以南北走向的人工河道有4條，東西走向人工河道2條。人工河道的河床標高多為-3.0～-3.5m，最大深度達-3.8～-4.2m。原場地低洼處標高約0.1～0.3m，局部較高區(qū)域標高達3.1～3.3m，大多地面標高在 1.00～2.00m范圍內(nèi)，場地平整所覆蓋的土層較厚，因原場地高低不平，故填土厚度存在較大差異。尤其填土成份不一，其工程性能各不相同，填土主要分三類：

3.2.1為軟粘土，由灰黃～灰黑色飽和塘底淤泥及軟土組成，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均，厚度0.0～4.4米不等。主要分布在場地Ⅰ區(qū)范圍。

3.2.2為粘性素填土，由灰黃色濕～飽和粘性素土組成，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均，厚度0.0～3.8米不等。主要分布在場地Ⅱ區(qū)范圍。

3.2.3碎石素填土，由灰黃、灰白色濕～飽和的粘性土、淤泥呈透鏡體或團塊與碎石混雜。填土中碎石的含量大，其中塊石約占10～15%，最大塊徑達30～50cm；礫石占10～30%。碎石分完布無規(guī)律。碎石素填土主要集中在Ⅲ區(qū)范圍。

工程地質(zhì)條件及參數(shù)

3.3地基加固方法的選擇

由于上部新近回填土和淤泥層的欠固結(jié)特性，介于柔性樁和剛性樁之間的攪拌樁柱體，在本工程中將接近于作為剛性樁傳遞荷載，作為一個群樁體承載地面荷載和欠固結(jié)填土層的負摩阻力。

綜上述地基加固方法及其效果的比較，再結(jié)合該地塊的地質(zhì)情況，本文認為采用粉噴樁加固飽和軟粘土地基是一種效果相對較好而且經(jīng)濟的方法。

3.4地基加固設(shè)計的分區(qū)處理

3.4.1分區(qū)處理原則

本方案的場地分區(qū)主要依據(jù)作為粉噴樁持力層層頂板標高的差異。

據(jù)層頂板標高大致劃分若干區(qū)域，有利于在確定樁長時，更接近各區(qū)塊層頂板的實際分布狀況，從而以大區(qū)劃分為基礎(chǔ)分別確定各區(qū)域的設(shè)計樁長，避免過長的樁長的浪費，達到合理，經(jīng)濟的目的，在滿足設(shè)計要求的同時，節(jié)省投入。

3.4.2地基加固分區(qū)

根椐上述分區(qū)原則，在實施本加固方案時，將場區(qū)劃分為三大區(qū)劃，即A、B、C、三個區(qū)（詳見《地基加固場地區(qū)劃平面圖》。其中A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)主要是依據(jù)非河塘區(qū)域粉噴樁設(shè)計樁長的不同加以劃分。

3.5粉噴樁加固設(shè)計方案

設(shè)計基本參數(shù)的確定

復(fù)合地基承載力設(shè)計值要求為80Kpa，根據(jù)地基承載力的要求，確定粉噴樁各項設(shè)計參數(shù)。

（1）樁長

攪拌樁樁端按進入層硬土層0.6 m考慮并計算樁長，本例的平均樁長為5.8m，計算如下：

平均樁長=非河塘區(qū)平均樁長×非河塘區(qū)場地面積百分率+河塘區(qū)平均樁長×河塘區(qū)場地面積百分率

=5.5×80%+7.0×20%=5.8m

經(jīng)計算，平均樁長為5.8m

（2）樁徑

設(shè)計樁徑為500mm

（3）固化劑摻入量及樁身抗壓強度

根椐勘察報告反映的A、B、C三區(qū)填土成份，結(jié)構(gòu)狀態(tài)及含水量和多年來實踐經(jīng)驗，當(dāng)325#普通硅酸鹽水泥摻入量為55kg/m時（摻入比約15%），樁身抗壓強度（90天齡期取樣，試塊邊長70.7mm）可達1350kpa，在軟塑粘性填土區(qū)段的樁身抗壓強度略高于1350kpa。根據(jù)上述經(jīng)驗，確定本工程相關(guān)指標。

①選用325普通硅酸鹽水泥作為樁長固化劑

②水泥摻入量：55kg/m

③90天齡期樁身抗壓強度標準值：1350kpa

結(jié)束語

本文通過對某廠房場地地質(zhì)一期、二期工程粉噴樁處理軟基施工實踐來看，并從一期工程二年使用的情況來看，粉噴樁處理過的地面完全達到了預(yù)期的目的，它有效地減少了地面的沉降，可供類似工程參考和借簽。