碎石樁與CFG樁組合地基處理中的可行性分析

林國凱

（廣東省地質局第四地質大隊，廣東湛江524018）

碎石樁與CFG樁組合地基處理中的可行性分析

林國凱*

（廣東省地質局第四地質大隊，廣東湛江524018）

組合型地基處理是指采用兩種或兩種以上類型地基處理方法進行地基處理，可達到比單一工法節省造價、縮短工期、提高地基承載力、減少復合地基的變形或消除地基液化、地基土濕陷性等問題，目前國內已進行了一些建筑物的地基處理，且取得了較好的社會效益和經濟效益。

地基處理；振沖碎石樁；CFG樁

1 概述

目前國家提出向海洋要DDP的目標，填海造陸工程越來越大，推進深度越來越深，場地的工程特性越來越差，相反，對地基處理的要求不但沒有降低甚至有所提高。特別對于石化工程，為了利用海上運輸的便利，大多建造在沿海地區，尤其是石化倉儲罐區，包括原油罐區、成品油罐區和化工品罐區等。本文通過一個沿海大型儲運基地庫區的地基處理實例，對具體實施效果進行分析、總結評價。

2 工程實例分析

某沿海大型儲運基地庫區占地面積230000m2，設計有原油罐區：12.5×104m3罐基礎4個、柴油罐區：3× 104m3罐基礎10個，1×104m3罐基礎1個、柴油罐區：3× 104m3罐基礎2個，2×104m3罐基礎1個，1×104m3罐基礎2個；7000m3罐基礎1個，5000m3罐基礎3個，3000m3罐基礎1個，2000m3罐基礎1個；消防設施：5000m3罐基礎2個；中心控制室等建構筑物復合地基承載力要求不小于280kPa，地基有效處理深度不小于12.0m。

3 地層條件

某沿海大型儲運基地庫區為填土地基，根據該場地巖土工程勘察報告，地層自上而下綜述如下：

（1）場區原始地貌為內海漫灘海相沉積地貌，在勘察前經人工吹填整平，地形平坦，場地標高約為一般4.73～7.23m，相對高差約2.5m。

（2）場區下部為第四系下更新統海陸相交互沉積層，巖性主要為粘性土及砂層呈互層狀產出，厚度大，根據區域地質資料，該層厚度大于200m

（3）地層分布。該工程位于廣東省湛江市沿海地區，地下水豐富，根據鉆探資料，場地的地質條件可劃分為7個地質層。

①吹填土：褐黃、灰黃色,松散,主要由中、粗砂組成，含少量貝殼及淤泥。層厚3.20～6.80m，層頂埋深0.00m，具強透水性。

②淤泥質粉質粘土：灰、灰黑、灰黃色，飽和，流塑。質純。巖性不均勻，微臭，高強度中等，韌性中等，光滑，無搖振析水反應，局部相變為淤泥、淤泥質細砂等。該層在場地內分布連續，層厚3.70～8.60m,層頂高程-0.97～5.49m。滲透系數1.54×10-5cm/s。

③粉質粘土：雜色，可塑。以粉粘粒為主，局部含較多砂粒；層頂局部見1～5cm鐵質硬層。該層各孔均有分布。層厚0.50～7.50m,,層頂高程-7.40～1.07m。

④中砂:淺黃、灰黃、灰白等色，飽和，稍密—中密。局部為粗砂。該層在場地內分布不連續,部分孔位缺失。層厚0.50～8.80m,層頂高程-7.24～3.02m。

⑤粘土：灰色，可塑。質純。呈水平薄層狀。層頂見1～3cm鐵質硬層。常包含透鏡體狀中、粗砂。場地均有分布。層厚8.75～34.2m,層頂高程-17.40～-1.34m。

⑥中、粗砂:灰、灰白色，飽和，中密—密實。含較多細粒土。夾薄層狀粘土。局部為細砂。該層分布不連續，局部孔位缺失或未揭露。層厚0.70～16.30m,層頂高程-40.74～-23.75m。

⑦粘土、粉質粘土：灰、灰白、淺紅、灰黃等雜色，灰色者一般呈可塑狀，灰白、淺紅色者一般呈硬塑—堅硬狀。質較純。局部包含透鏡體狀中、粗砂。該層分布不連續，大部分孔位揭露。層厚為1.70～18.00m,層頂埋深37.00～50.80m,層頂高程-44.45～-31.32m。

4 地基處理方案選取

本工程填土厚度3.20～6.80m之間，其下淤泥質粉質粘土厚度3.70～8.60m，局部分布中砂層厚度0.50～8.80m，由于油罐是大面積荷載，應力擴散有限且沉降要求很高，要達到設計要求，地基處理深度必須穿過淤泥質粉質粘土層。考慮采用碎石樁擠密樁間土，能消除地基土液化，考慮碎石樁的滲水性強，加速了地基土的固結，采用CFG樁不僅增加了對碎石樁的側限約束，減少了散體樁頂部的壓脹變形，而且提高了復合地基的承載力，減少了復合地基的變形，及對比強夯法、預壓法、樁基礎等方法施工工期、費用及場地地質條件等，最終決定采用碎石樁與CFG樁組合處理地基的方法。

5 地基處理設計

為了確保設計地基處理的可行性和安全性，滿足設計承載力及壓縮性的要求，在場地內進行試樁試驗，選取2個區域進行試驗，本次試樁，每區域布置碎石樁21根，CFG樁24根，碎石樁施工，樁長13.20m，樁徑1000mm，樁距1.5m，施工完成后，接著施工CFG樁，采用螺旋鉆成孔混凝土灌注，設計樁長23m，樁徑400mm。墊層選用碎石墊層厚度700mm。設計圖紙見圖1。

圖1 樁布置圖（單位：mm）

6 施工工藝

（1）碎石樁。采用ZCQ-75型振沖器、起重機械、水泵等設備，施工順序采用“一邊向另一邊”的方式。先采用沿直線逐點進行。填料方式采用“間斷填料方式”，當振沖器貫入至設計孔深后，即將振沖器提出孔外，往孔內倒入約800mm高的填料，然后下降振沖器使填料振實，每次加料都這樣做，直至樁體完成。質量控制采用如下2種方法：①電流控制法，控制標準為振沖器空載電流加25～30A；②綜合指標法，控制標準包括振沖器空載電流加25～30A和充盈系數。本次是試樁，目的是獲取施工質量控制參數及確定施工技術參數：

（2）CFG樁。本工程采用長螺旋鉆成孔，管內泵壓混合料灌注成樁法，CFG樁體強度等級C15，42.5R普通硅酸鹽水泥，Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰。施工設備長螺旋鉆機型號CFG25，成孔直徑400mm，鉆探深度25m，主機功率55×2kW，主機鉆速21r/min。混凝土泵。樁的施工順序采用“一邊向另一邊”的方式。施工中控制提升速度，防止提升速度過快可能導致的縮徑斷樁，并對每根樁成樁時間、投料量、樁長、發生的特殊情況等進行真實、詳細的記錄。

7 地基檢測

施工結束28d后，采用復合地基靜載荷試驗對復合地基處理后的效果進行檢測，檢測結果見表1。

表1 各荷載試驗檢測點最大加載及地基承載力取值

碎石樁樁身采用120型超重型動探進行檢測，最大試驗深度3.8m（由于動探無法進尺停止試驗），試驗最小值20擊，最大值29擊，平均值24.2擊。

從檢測結果看，地基處理加固效果顯著，處理后地基沉降明顯減小，沉降得到有效地控制，能夠滿足設計要求。

8 結語

振沖碎石樁和CFG樁都是地基處理有效的處理方法，2種方法結合起來對沉降要求高的工程進行處理，使地基承載力及變形得到明顯的改善，并在施工完成后采用適當的的方法進行檢測，其結果能滿足要求。

該方法處理地基與其他加固法比較，施工簡單、加固期短，可因地制宜，就地取材，費用較低，因此，振沖法碎石樁結合CFG樁是一種適合處理沿海地區軟基的快速加固地基的方法。

[1]工程地質手冊[M].4版.中國建筑工業出版社，2007.

[2]龔曉南.地基處理手冊[M].中國建筑工業出版社，2008.

[3]JGJ79-2012建筑地基處理技術規范[S].中國建筑工業出版社，2012.

TU473

A

1004-5716(2015)03-0007-03

2014-04-01

林國凱（1982-），男（漢族），廣東湛江人，工程師，現從事巖土工程勘察、設計及施工工作。