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(qū)位好、交通便利、位于城市功能區(qū)、緊鄰湯陰縣產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)東部片區(qū)，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(guī)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(jié)構(gòu)，學生公寓為五層磚混結(jié)構(gòu)。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(gòu)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(jù)現(xiàn)場土層情況，基礎采用夯實水泥土樁進行處理，既經(jīng)濟又施工便捷。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(wěn)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(nèi)填料，應根據(jù)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(jù)設計要求取fspk=160kPa

根據(jù)建筑地基處理技術(shù)（JGJ79-2002）規(guī)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(shù)，無經(jīng)驗時取0.75～0.90；fsk—處理后樁間土承載力特征值，無經(jīng)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(jù)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(jù)計算結(jié)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(xiàn)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(shù)≥0.93。土料中有機質(zhì)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(shù)量為總樁數(shù)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(guī)范要求后方可進行上部結(jié)構(gòu)施工。

4 結(jié)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(yè)主使用。從小區(qū)開始動工至交付使用，專人負責記錄建筑物沉降觀測數(shù)據(jù)，資料顯示建筑物沉降量滿足《建筑變形測量規(guī)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(zhì)情況的，是合理的選擇。