軟基處理方案的比較與選定

■王承湘 ■海南瓊威建筑工程有限公司，海南 海口 571199

1 巖土層特性

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，地層巖性如下:

種植土:灰褐色，主要由粘性土含砂粒15-20%組成，表層含少量植物根系，結(jié)構(gòu)松散，稍濕，力學(xué)強(qiáng)度低，施工時(shí)應(yīng)清除。

淤泥質(zhì)粘土:深灰、灰黑色，含粉細(xì)砂粒10-20%，含少量有機(jī)質(zhì)，流-軟塑狀態(tài)，搖震無反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，光澤反應(yīng)稍有光澤。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)平均值為2.3 擊;液性指數(shù)平均值為1.45;壓縮系數(shù)平均值為0.87MPa-1，壓縮性高，力學(xué)強(qiáng)度低，屬軟弱土，未經(jīng)處理不宜直接作為路基持力層。

粉質(zhì)粘土:灰黑色，含角礫15-20%，由灰?guī)r風(fēng)化而成，硬塑狀態(tài)，搖震無反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，光澤反應(yīng)稍有光澤。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)平均值為13.2 擊;液性指數(shù)平均值為0.18;壓縮系數(shù)平均值為0.25MPa-1，壓縮性、力學(xué)強(qiáng)度中等。

2 勘察結(jié)論及建議

(1)根據(jù)地質(zhì)資料及勘察結(jié)果，擬建場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有影響場地穩(wěn)定性的活動斷裂、滑坡、泥石流、巖溶等不良地質(zhì)作用，擬建項(xiàng)目未發(fā)現(xiàn)埋藏的河、塘、河濱、防空洞、溶洞、墓穴和孤石等其它對工程不利的埋藏物，對軟弱土層進(jìn)行加固處理后，可興建擬建工程。(2)根據(jù)室內(nèi)水質(zhì)及土質(zhì)分析結(jié)果，場地地下水對混凝土無腐蝕性。(3)基礎(chǔ)施工時(shí)期，建議加強(qiáng)施工驗(yàn)槽工作，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工中可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問題。

3 處理方案

根據(jù)現(xiàn)場及勘察報(bào)告，提出鋼筋砼預(yù)制管樁復(fù)合地基處理及CFG樁處理方案，進(jìn)行綜合比較，具體處理方案如下。

3.1 鋼筋砼預(yù)制管樁復(fù)合地基

地基采用預(yù)制薄壁管樁處理，布置形式:按2.4m ×2.4m 間距布樁，樁長16m，樁穿透淤泥質(zhì)粘土層進(jìn)入進(jìn)入粉質(zhì)粘性土層不小于2m。樁頂設(shè)置承臺，承臺上部加鋪50cm 碎石墊層，墊層中間和頂面各加鋪一層鋼塑土工格柵，土工格柵鋪至地基處理范圍。

3.1.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

(1)管樁:管徑為400mm、管壁厚為60mm;(2)預(yù)制樁按標(biāo)準(zhǔn)長度成樁，按標(biāo)準(zhǔn)長度進(jìn)行施工接長組合，接長采用焊接法接樁;(3)沉樁采用靜壓法施工:符合規(guī)范要求;(4)靜壓管樁完成后，其樁頂現(xiàn)澆混凝土承臺，承臺尺寸140 ×140 ×30cm，承臺混凝土強(qiáng)度等級C25。

3.1.2 預(yù)制管樁地基處理的主要工程內(nèi)容

(1)工作墊層:回填土至設(shè)計(jì)高程、平整場地;(2)靜壓管樁:按設(shè)計(jì)樁徑、樁長、間距、施工方法進(jìn)行管樁施工;(3)管樁施工結(jié)束后，報(bào)請監(jiān)理驗(yàn)收合格后，進(jìn)行承臺施工;(4)平整場地并鋪設(shè)碎石墊層和鋼塑土工格柵。

3.1.3 管樁施工時(shí)注意事項(xiàng)

(1)壓樁施工前將障礙物徹底清理干凈;(2)管樁樁尖應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度;(3)當(dāng)工程樁發(fā)生樁身上浮的情況，采取復(fù)壓補(bǔ)救;(4)第一節(jié)樁垂直偏差≤0.5%，后續(xù)樁垂直度≤1%，樁位偏差±10cm。

3.1.4 施工質(zhì)量檢驗(yàn)及檢測

管樁應(yīng)進(jìn)行完整性檢測，檢測數(shù)量為樁總數(shù)的15%，且不少于10根，檢測方法采用低應(yīng)變反射波法。

3.1.5 鋼塑土工格柵技術(shù)要求

每延米縱向拉伸屈服力≥100KN/m，每延米橫向拉伸屈服力≥80KN/m;屈服延伸率≤3%。

3.2 CFG 樁(水泥粉煤灰碎石樁)處理

3.2.1 設(shè)計(jì)要求

CFG 樁采用正三角形布置，樁長15m，樁間距1.45m，樁穿透淤泥質(zhì)粘土層(勘察報(bào)告第⑤層)層進(jìn)入進(jìn)入粉質(zhì)粘性土層(勘察報(bào)告第⑥層)不小于1m，樁頂鋪設(shè)兩層土工格柵，碎石墊層50cm。

土工格柵通常采用搭接法連接，橫向每幅之間搭接寬度不小于50mm，縱向搭接寬度不小于200mm，搭接處采用聚乙烯扎扣等措施連接，綁扎點(diǎn)間距不超過200mm。

(1)CFG 樁的配合比施工工藝，應(yīng)通過現(xiàn)場試樁來修正。(2)設(shè)計(jì)樁徑為50cm，90d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.0Mpa。(3)強(qiáng)度參數(shù):單樁承載力大于130KN，復(fù)合地基承載力大于120Kpa。

3.2.2 CFG 材料要求

(1)水泥:水泥采用強(qiáng)度等級為32.5 及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其性能必須復(fù)合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175-1999 的規(guī)定。水泥儲存時(shí)間超過3 個(gè)月時(shí)應(yīng)重新取樣試驗(yàn)，并按其檢驗(yàn)結(jié)果使用，使用前報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。(2)水宜采用飲用水。使用非飲用水時(shí)須經(jīng)化驗(yàn)并符合下列規(guī)定:a.硫酸鹽(以三氧化硫計(jì))含量不超過2700mg/L;b.含鹽量不得超過5000mg/L;c.PH 值不得小于4。(3)混合料配比:根據(jù)樁身強(qiáng)度要求進(jìn)行配合比試驗(yàn)后確定。(4)墊層:樁頂墊層應(yīng)采用級配良好的碎石或砂礫，最大粒徑不超過50mm，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)。

3.2.3 CFG 樁的施工要求

(1)施工前應(yīng)進(jìn)行配合比試驗(yàn)，保證成樁后樁身強(qiáng)度等級達(dá)到C15混凝土的強(qiáng)度。(2)每個(gè)作業(yè)點(diǎn)施工前必須先打不少于5 根的工藝試驗(yàn)樁，以檢驗(yàn)機(jī)具性能及施工工藝中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。(3)采用長螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工時(shí)，每盤料的攪拌時(shí)間不應(yīng)小于60s，混合料塌落度控制在160～200mm。為了減小鉆桿搖晃，鉆進(jìn)成孔時(shí)應(yīng)先慢后快。鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵送混合料。拔管速度控制在2～3m/min，成樁過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免因后續(xù)供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。(4)設(shè)備就位后必須平整，確保施工過程中不發(fā)生傾斜和移動，機(jī)架和鉆桿的垂直度偏差不大于1.0%，施工中采用吊錘觀測鉆桿的垂直度，如發(fā)現(xiàn)偏差過大，必須及時(shí)調(diào)整。(5)鉆機(jī)樁位對中偏差不得大于20mm。(6)施工過程中要隨時(shí)測量施工場地標(biāo)高及樁頂標(biāo)高，根據(jù)地面隆起情況判斷是否斷樁。(7)嚴(yán)禁在尚未噴粉的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。(8)樁頂上升量較大且樁的數(shù)量較多時(shí)，應(yīng)采用逐個(gè)樁快速靜壓，以消除可能出現(xiàn)的斷樁對復(fù)合地基承載力造成的不良影響。

3.2.4 CFG 樁質(zhì)量檢驗(yàn)

(1)成樁28d 后由專門的檢測單位進(jìn)行質(zhì)量檢測。(2)低應(yīng)變檢測頻率為總樁數(shù)的10%。(3)單樁載荷試驗(yàn):用于單樁載荷試驗(yàn)的數(shù)量不低于樁數(shù)的0.3%，且每個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)不少于3 根。一般應(yīng)按比例隨機(jī)抽取，且分布基本均勻，試驗(yàn)得到的單樁承載力不得低于設(shè)計(jì)要求。(4)復(fù)合地基載荷試驗(yàn):用于復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的數(shù)量不低于樁數(shù)的0.3%，且每個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)不少于3 根。一般應(yīng)按比例隨機(jī)抽取，且分布基本均勻，試驗(yàn)得到的復(fù)合地基承載力不得低于設(shè)計(jì)要求。

4 軟基處理方案的選定

4.1 方案比選

鋼筋砼預(yù)應(yīng)力管樁:適應(yīng)面廣，樁身承載力設(shè)計(jì)值1250～4800KN。工程特點(diǎn)如下:(1)強(qiáng)度高，可確?；炷翉?qiáng)度等級≥C80;(2)樁身承載力高，抗彎性能好。它采用了預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，先張法預(yù)應(yīng)力張拉工藝，有較高的抗裂彎矩與極限彎矩。其樁身承載力比其它樁種高2～5 倍;(3)對地質(zhì)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性較強(qiáng)。由于其密實(shí)耐打，有較強(qiáng)的穿透能力，對持力層起伏變化大的地質(zhì)條件有較強(qiáng)的適應(yīng)性;(4)運(yùn)輸?shù)跹b方便，樁接駁迅速。成樁長度不受限制，用普通的電焊機(jī)即可實(shí)現(xiàn)接駁;(5)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁每延米工程造價(jià)約為150 元/m。

水泥粉煤灰碎石樁(CFG 樁)工程特點(diǎn)如下:(1)強(qiáng)度一般，混凝土強(qiáng)度等級C5～C25;(2)由于CFG 樁為素砼樁，抗彎性能一般;(3)施工難度大、工期長且需要根據(jù)場地條件進(jìn)行試樁確定不同的配合比;(4)水泥粉煤灰碎石樁(CFG 樁)每延米工程造價(jià)約為100 元/m。

4.2 路基處理方案的選定

綜合考慮以上兩種方案的適用性和經(jīng)濟(jì)性及路段的特點(diǎn)及擬定工期，本工程地基處理建議采用鋼筋砼預(yù)制管樁復(fù)合地基。

［1］《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》(2002 浙G22).

［2］《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002).