對深層攪拌樁常見問題的認識與處理

摘 要：本文介紹了深層噴粉攪拌樁，由設計到施工、檢測過程中常遇問題的處理辦法。由其介紹了一種簡易人工判斷斷樁的方法。結合儀器檢測，大大提高了檢測效率。

關鍵詞：深層噴粉攪拌樁；復合地基；完整性

1 深層攪拌樁地基在設計中應注意的問題

1.1 適用范圍

深層攪拌復合地基主要適用于加固軟弱地基，對地基承載力在100Kpa左右者，強度都有較大提高，過去的經(jīng)驗已證明，由于噴粉材料和含水率的不同，加固范圍也就不同。粉噴材料為水泥粉時，可適用于砂質(zhì)土、粘性土和腐植土；噴粉材料為水泥+摻料時，適用于塑性指數(shù)比較高的粘性土和腐植土。同時試驗和實踐也都證明，加固材料為水泥粉時，其強度最高，水泥漿液次之，生石灰更次之，熟石灰加礦渣粉時的強度最小。為此一般都采用了加水泥粉的作法，只是用水泥用量和置換率來調(diào)整復合地基的承載力。

用噴粉樁加固的地基土要有一定的含水率，不然水泥粉在土中就不能充分的完成水泥的水解和水化反應，離子交換的固化作用，硬凝反應和碳化反應。因此若地基土沒有足夠的含水率，應考慮適當加水或浸槽，否則可采用噴漿法。

噴粉樁一般采用直徑為0.5m，加固深度宜為12m以內(nèi)的樁。根據(jù)具體的工程地質(zhì)情況，可采用不同的含灰比，樁長和置換率的調(diào)整來滿足工程的要求。一般復合地基承載力標準值不宜大于200KPa，最好在120-180KPa之間。單樁承載力不宜大于150KN，水泥摻入比一般為10%-15%。

1.2 試驗問題

加固土的室內(nèi)試驗必須在設計前完成，只有取得了有關設計參數(shù)后，復合地基才能進行估算設計。設計要求中必須注明所采用的水泥品種、標號、摻量（摻入比）水泥土規(guī)定齡期的強度、復合地基的承載力、地基允許變形值等技術指標。

噴粉樁不得只用小應變動測對其進行承載力或完整性的檢測，最多只能作為參考，作為靜載荷檢測后的普查對照檢查。因其剛度、硬度的連續(xù)性、完整性較差，不能象用小應變動測測定混凝土樁一樣來測試它，否則是不準確的。

樁基設計完成后，在打工程樁之前，應在基槽外做不少于3根的試驗樁，進行靜載荷試驗。這樣既能檢驗樁和復合地基的承載力是否符合設計要求，也能檢驗機具性能和對施工工藝各項技術參數(shù)進行實際標定等。若發(fā)現(xiàn)樁和復合地基的承載力偏于保守或不足，可調(diào)整樁長或密度以免浪費或不足。地基處理完成后，還應對復合地基做出必要的正式檢驗。

對樁作載荷檢測時，樁身水泥土的齡期不得小于28天。按照規(guī)范要求采用輕便觸探檢測時必須在成樁后7天之內(nèi)進行，若超過7天齡期就很難打入。有的過期后采用重力（63.5Kg）觸探進行補探，這是不可取的。水泥土樁基本上屬剛脆性樁體，若不太均勻又多呈層疊式，當水泥土有了相當?shù)膹姸群?，再用重力捶打樁身，其周圍會出現(xiàn)裂縫，對樁身將會有損壞。若捶打樁心的盲區(qū)（樁心水泥很少）就不準確。這時最好采用抽芯取樣法來測定樁身的完整性和強度。測定根數(shù)應按規(guī)范要求確定。

在對樁進行載荷檢測前，最好先用人工捶打的方法普查一下斷樁的情況。若斷樁的情況較為分散，或很少有斷樁出現(xiàn)。載荷檢測時可首先選取一定比例的斷樁進行檢測，若其承載力仍能滿足設計要求更好。（因為檢測時主要是檢測樁的垂直承載力，對于有些斷樁斷層距離很小，并且斷層位置較深，這些樁檢測結果往往基本上能滿足承載力要求的。）若不能滿足設計要求，應再選其周圍的樁進行檢測，然后算其平均值進行評估；若斷樁較為集中而檢測又不能滿足設計要求時，應適當?shù)剡M行補樁。

載荷檢測采取復合地基和單樁相結合的方法為宜，即壓單樁和單樁周圍平均的天然地基土面積（即復合地基）就是復合地基所得的承載力與把直接壓單樁的承載力再經(jīng)過公式計算而得到的復合地基承載力相比，應基本相等，如差距較大，設計時應以直接壓復合地基所得的承載力為準進行調(diào)整。

對樁進行檢測的單位，應具有規(guī)定的資質(zhì)，參與本工程地基處理的單位應避免進行檢測。

1.3 樁的布置

樁的布置首先應根據(jù)擬采用的基礎形式而定，一般多采用行列式、梅花式等，無論是片伐式基礎或條式基礎，其布置寬度都應大于基礎底盤寬度，寬出數(shù)值應滿足規(guī)范要求，確保建筑物基礎在復合地基邊緣處的正常傳力。樁距一般由置換率來控制，以3倍樁直徑左右為宜，但不小于2d。結合下部持力土層的埋深來確定樁長。樁的直徑一般采用500mm。

在同一建筑物的軟弱地基下，若持力層起伏變化較大，并且樁機很難鉆進持力層，樁長的控制可按實際鉆深控制，需作好記錄，待樁作完后必須分批對樁進行載荷檢測。不管樁身長短只要把其復合地基的承載力和沉降調(diào)整均勻為止，若持力層在同一深度或相差較小，樁長可取同一深度。

1.4 承載力的計算

目前人們通常采用的力學模型仍為復合地基模型，并且假定噴粉樁和樁間土在基礎底面壓力作用下，應力不擴散，樁頂和樁底的受荷面積相同，并等于基底面積，根據(jù)此假定加固后的地基應作如下驗算：復合地基承載力驗算、樁和樁間土承載力的驗算及總沉降量的計算，當噴粉樁的長度相同，下部較硬的持力層基本相同時也可不作總沉降量的計算；盡管下部持力層較（很）硬，但不在同一深度起伏較大時，應選幾處差距較大點進行總沉降量的計算和比較，然后進行適當調(diào)整，若噴粉樁處理范圍以下存在軟弱下臥層時，也應進行下臥層強度的驗算。

1.5 技術經(jīng)濟費用分析

處理軟弱地基有多種方法，主要根據(jù)建筑場地地質(zhì)情況，施工隊伍對某種技術掌握的熟練程度等方面的因素，然后設計出兩種以上方案進行比較，綜合分析利弊，最后確定最佳方案。

2 噴粉樁復合地基的施工

2.1 對要加固處理的地基最好先把距建筑物基底500mm以上的表層土挖除平整后再行成樁。這樣既減少了鉆機鉆碰障礙物的可能性，也減少了鉆機的鉆進深度，節(jié)省了費用，同時留下的0.5m厚土也可保護樁頭的質(zhì)量。

2.2 根據(jù)國內(nèi)外有關資料介紹，噴粉樁水泥土的強度在攪拌兩分鐘時可獲得最佳效果、時間再長，強度不會進一步提高，時間減少，強度很低。在樁端未抵達硬土層時，樁身的軸向應力自上而下逐漸減小，最大軸向應力位于樁頂2-3倍的樁直徑范圍內(nèi)（根據(jù)這一原理設計時可采用變摻水泥量的方法）。這樣一般的工程樁只復攪基礎底板以下2-4m深的范圍就可以了。一般在實施攪拌時，其步驟是：予攪下沉鉆進，噴粉攪拌提升，重復攪拌下沉至復攪深度，重復攪拌提升至樁頂。這樣復攪后的水泥粉與土混合的均勻度較好。樁的質(zhì)量也好。如果把定量的水泥粉按7：3（或8：2）分兩次進行噴攪效果會更好（即先噴攪70%，復攪時再噴30%）。

2.3 噴粉攪拌樁復合地基是隱蔽工程，施工中必須加強檢驗。檢驗內(nèi)容主要有樁的深度，直徑、平面位置、垂直度、樁身質(zhì)量、樁頭質(zhì)量等，待地基處理完后，應當檢驗地基的承載力。檢驗方法有挖開取樣、輕便觸探、抽芯、載荷試驗等，檢驗數(shù)量不少于樁總數(shù)的2%。

2.4 當基底下軟弱土地基處于地下水以下時，予先挖槽深度在滿足基底上500mm厚后，如果本層土能使打樁機正常施工，打樁可照常規(guī)施工，否則，可以在基底上留大于500mm厚土層，具體厚度視打樁能正常施工為宜。這樣在打樁期間可不必排水。等基礎施工時再排水即可。

參考文獻

[1]機械工業(yè)部第六設計研究院.建筑結構設計手冊[Z]1996.

[2]閻明禮.地基處理技術[Z].1996.

[3]曾國熙，等.地基處理手冊[Z].1988.

作者簡介：崔潔（1979，9-），女，河北邯鄲人，建筑師，研究方向：建筑與土木工程。