復合載體夯擴樁地基處理技術在廠房施工中的應用

摘 要：介紹了復合載體夯擴樁地基處理技術，通過調研及論證，將在實際工程中收集大量的地基處理技術數據，對實際發生的現象加以分析，做到理論與實踐結合。

關鍵詞：復合載體夯；擴樁；地基處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.074

1 前言

陶陽煤礦洗煤廠主廠房的位置在礦工業廣場內的煤廠西側，位于原矸石山處，又是井下采場影響的范圍內，對廠房基礎提出了很高的要求，為此，解決基礎的承載是首要問題。

2 地質勘探情況

該工程主廠房建筑面積187平方，主體為單層輕鋼結構，高度達12米，設備眾多，對基礎要求較高。本工程地質勘探情況：

（1）本次勘察最大揭露深度為15.8米，地層結構單一，主要由雜填土、粉質粘土、粘土組成，自上而下共分三層，現分述如下：第一層：雜填土（Q4m1）：棕紅色、褐色、灰褐色，松散，稍濕，主要有灰巖塊石、煤矸石、灰巖碎石及粉質粘土組成。一般厚7.2-8.2米，平均厚7.74米，全區分布。第二層：粉質粘土（Q4n1）：灰褐色、灰黑色，可塑狀態，很濕，土質均勻，切面較光滑，含少量石英、長石礫砂及姜石，見鐵錳質結核，偶見云母碎片，結構均一，底界面礫砂、姜石含量增多，隨深度增加粘質含量相應增多，干強度中等，韌性中等。一般厚1.1-3.2米，平均厚2.22米，全區分布。中等壓縮性土。第三層：粘土（Q4a1）：褐色、褐黃色、棕黃色，可塑-硬塑，濕，含石英、長石礫砂，約占3-15%，含鐵錳質結核，局部粘土混砂姜，含大量鈣質姜石、礫砂，含量達35%，厚度不均一，礫砂分布不均勻，層狀明顯，局部夾中砂薄層，干強度高，韌性高。全區分布，未透。屬中等偏低壓縮性土。

（2）地質報告分析：第一層雜填土：全區分布，埋藏較深，工程性能差。第二層粉質粘土：全區分布，工程性能較好，為良好天然地基基礎直接持力層。第三層粘土：全區分布，未透，工程性能好，為良好天然地基基礎直接持力層或下臥持力層，為理想鉆孔灌注樁的樁端持力層。

（3）勘探部門結論：場地地基土分布較規律，結構較單一，無不良地質現象，巖土工程性能較好。場地工程重要性等級三級，場地等級三級，地基等級三級。

3 方案設計與確定

根據地質勘察報告，基礎設計方案有二。方案一：基礎大開挖。因第一層土質為雜填土及回填土，這種土質不允許作為基礎持力層，因此大開挖深度將達到7～8米。方案二：采用復合載體夯擴樁，上部再布置承臺。

方案一施工面臨的是開挖深度達7～8米，而矸石開挖很難，爆破開挖又由于矸石間有縫隙效果太差，常用挖土設備對于矸石又用不上，只能采用沖擊松散后挖掘機倒運，工期約50余天，基礎工程造價為45萬元；第二個方案是采用復合載體夯擴樁進行基礎處理，主要是通過填料、夯實使樁端下深3～5米約10平方米范圍內的土體得到最優密實，實現設計的等效載體基礎，使載體基礎下地基土滿足承載力和變形的要求，施工工期為15天，基礎工程造價8萬元。兩個方案相比：第一方案施工難度大，工期較長，費用高；第二方案施工機具輕便且施工速度相對較快，工期短，符合洗煤廠的建筑要求，工程造價可大幅度節約。

通過兩種方案的對比，確立了采用復合載體夯擴樁作為主要的承載構件的方案。

4 技術處理

根據現場情況及設備布置采用了鋼筋混凝土樁基礎，主要是設備基礎與廠房框架基礎，共23棵混凝土樁，以第三層粘土為鉆孔灌注樁樁端持力層，樁長8米左右（樁徑可根據建筑物荷載確定）。

5 具體施工步驟

用起吊架將夯錘吊至離地面3～5米處，然后夯錘自由落下，錘體自身的重量借助加速度，對土層進行夯擊，每夯擊一錘，緊跟著下護筒，使兩側的地方不出現塌方現象，直至夯至設計所要求的深度；往夯擊出的孔內放填料——碎磚和地瓜石，然后用夯錘再進行夯擊，直至夯至孔內底部的四周被填料充實擠壓密實后方可停止夯擊；預先綁好的鋼筋籠放到孔內，然后澆灌混凝土，隨澆灌隨往上提護筒，并做施工記錄；相鄰兩樁的位置要控制在1.6m以上，樁體施工完成后，按規范要求對樁頭鋪蓋保護，并隨時灑水進行養護。每棵樁從夯擊到混凝土澆灌完成，平均需要耗時2小時。

6 樁基施工時的注意事項

巖土工程勘察應按現行國家標準《巖土工程勘察規范》GB50021的規定執行。當無類似地質條件下的成樁試驗資料時，應要求施工前進行成樁試驗，以確定施工參數。樁的間距不宜小于1.6～2.0m，持力層為粉土、砂土應取小值，含水量較高的粘性土應取大值。復合載體持力層相對被加固土層較軟弱時，應滿足承載力和變形要求。樁端被加固土層應為可塑到硬塑狀態的粘土以及粉土、砂土、碎石土。被加固土層厚度不宜小于2m。當軟塑狀態的粘性土、素填土、雜填土和濕陷性黃土經過載荷試驗確定樁基的承載力穩定可靠時，也可作為樁端被加固土層。樁身構造應符合下列規定：樁身長度應由所選擇的被加固土層埋深和承臺底標高確定；樁身混凝土強度等級不得低于C20；主筋混凝土保護層厚度不應小于40mm；鋼筋籠宜通長配筋；以三擊貫入度控制夯擴體的投料量。樁距若過小，夯擴體擴充時產生的側向擠土壓力可能導致鄰樁夯擴體偏移，當樁長較短且土層抗剪強度較低時，夯擴效應可能導致土體剪切滑裂面的形成，從而造成鄰樁樁身上浮造成斷樁或樁身與夯擴體脫離等事故。

7 結語

本項目通過調研及論證，將在實際工程中收集大量的地基處理技術數據，通過對實際發生的現象加以分析，使理論與實踐結合起來，尋找出了一條地基基礎處理的途徑，為以后的改建工程，從技術上和經驗上提供了依據。

作者簡介：李文棵（1980-），男，山東肥城人，助理工程師，主要從事：土木工程技術研究工作。endprint