夯實水泥土樁的應用

□王 靜 □王 文

（1安陽市河道管理處 2河南省豫北水利勘測設計院）

1 工程概況

湯陰樹人學校位于安陽市湯陰縣城繞城東路（與精忠路交叉口）。區位好、交通便利、位于城市功能區、緊鄰湯陰縣產業集聚區東部片區，是一所集小學、初中和幼兒園為一體的，新建寄宿制九年制教育綜合學校。新校園建設規模為小學36個班，每班45人，合計學生1620人；初中30個班，每班50人，合計學生1500人。共計學生3120人。學校主要建筑包括教學實驗樓、綜合辦公樓、學生公寓、餐廳及浴池、職工宿舍樓、活動中心及后勤用房等，以及300m跑道標準運動場和各類球場。學校建筑以多層建筑為主，建筑面積共計69837m2。其中教學實驗樓、綜合辦公樓、學生餐廳為四層框架結構，學生公寓為五層磚混結構。本工程抗震設防為乙類，抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第一組，場地類別為二類，特征周期0.35s，框架抗震等級為一級，抗震構造等級一級。本工程基礎持力層位于第一層素填土單元，承載力特征值為faK=110kPa，采用天然地基不能滿足設計要求，需要進行處理，根據現場土層情況，基礎采用夯實水泥土樁進行處理，既經濟又施工便捷。

2 工程地質條件

根據河南省豫北水利勘測設計院提供的《湯陰樹人學校巖土工程勘察報告》，地質土層情況如下：第(1)層為素填土單元，層厚1.50～2.50m，平均厚度1.80m；第(2)層為黃色粉土單元，層厚2.20～4.00m，平均厚度3.10m；第(3)層為灰黑色粉質粘土單元，平均厚度4.10m；第(4)層為灰黃色粉土單元，厚度2.00～4.50m，平均厚度3.00m；第(5)層為黃色粉土單元，厚度2.50～4.50m，平均4.80m；第(6)、(7)層為灰黃色粉質粘土單元，平均厚度4.70m；第(8)層為黃褐色粉土單元，最大揭露厚度6.00m，未揭穿。

本場地土類型為中軟場地土，場地類別為II類，該場地可不考慮地震液化影響。地下穩定水位埋深為3.90～4.20m（高程94.12～94.68m）之間，年變化幅度在 1.00～2.00m。

3 夯實水泥土樁的設計

3.1 水泥土樁簡介

水泥土樁宜采用強度等級不低于32.50級的普通硅酸鹽水泥，樁孔直徑為300～600mm，樁間距為樁孔直徑的2～4倍。樁孔內填料，應根據工程要求進行配比試驗，水泥與土的體積配合比宜為1:5～1:8，適用于處理地下水位以上的粉土、素填土等地基。適用面很廣，并且施工機械化程度高，檢測方便，施工周期短，效率高。

3.2 復合地基承載力特征值計算

3.2.1 單樁豎向承載力特征值計算

樁截面面積：Ap=πd2/4=3.14×0.352/4=9.16×10-2m2

Ra=uΣqsikli+qpAp=62kN

3.2.2 樁間距的計算

復合地基承載力特征值根據設計要求取fspk=160kPa

根據建筑地基處理技術（JGJ79-2002）規范9.2.5條計算

fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk

式中：fspk—復合地基承載力特征值；m—面積置換率；Ra—單樁承載力特征值；Ap—樁的截面積；β—樁間土承載力折減系數，無經驗時取0.75～0.90；fsk—處理后樁間土承載力特征值，無經驗時可取天然地基承載力特征值。

反算出m=1.11×10-1

正方形布置：s=sqr（7.85×10-1/m）XD=920mm；

長方形布置：aXb≤Ap/m=0.86m2；

梅花形布置：s=sqr（9.07×10-1/m）XD=990mm；

本工程采用梅花形布樁，樁間距s=900mm。

3.2.3 復合地基承載力特征值復核

根據所選用的樁間距s=900mm

算出m=d2/de2=0.352/（1.05×0.90）2=1.37×10-1

將m=1.37×10-1代入

fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk=173kPa＞160kPa

滿足設計要求。

3.3 布樁

根據計算結果，樁間距按照s=0.90m進行梅花形布置，施工必須保證圖紙中要求的設計樁長(有效長度),樁徑d=350mm,設計單樁豎向承載力特征值為Ra=62kN，樁長L=3400mm，樁頂面應鋪設100～300mm厚的碎石墊層，最大粒徑≤20mm，夯實水泥土樁復合地基承載力特征值應按現場復合地基載荷試驗確定。

3.4 水泥土樁檢測及施工要求

夯實水泥土樁施工選用螺旋鉆，夯填樁孔時，選用機械夯實，混合料的壓實系數≥0.93。土料中有機質含量不得超過5%，不得含有機土或膨脹土，使用時應過10～20mm的篩。土料與水泥應拌和均勻，水泥用量不得少于按配比確定的重量。

本工程夯實水泥土樁地基檢驗數量為總樁數的0.50%～10%，且不應少于3根。施工完成后的樁應進行樁身完整性檢測、樁位及樁頂標高偏差檢測，符合規范要求后方可進行上部結構施工。

4 結語

湯陰樹人學校于2010年4月完成設計，同年5月開始施工，于2012年7月竣工驗收，交付業主使用。從小區開始動工至交付使用，專人負責記錄建筑物沉降觀測數據，資料顯示建筑物沉降量滿足《建筑變形測量規程》的要求，說明采用水泥夯實土樁進行基礎設計是符合該段場地地質情況的，是合理的選擇。