高壓旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中的應用

楊懷雄

摘要：淤泥質(zhì)軟基加固常常使用高壓旋噴樁與碎石褥墊層的組合方法，有效提高了淤泥質(zhì)軟基的復合承載力，其中高壓噴樁能增強地基的承載力，碎石褥墊層則能使樁體與樁間一同承擔上部的荷載、調(diào)節(jié)樁等，使箱梁施工荷載均勻分布，從而控制地基的絕對沉降及均勻沉降等。文章分析了下高壓旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中的應用。

關鍵詞：高壓旋噴樁；碎石褥墊層；淤泥質(zhì)軟基；地基加固；地基承載力 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU472 文章編號：1009-2374（2016）17-0106-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.051

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國一些臨海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)也逐漸利用海洋資源進行發(fā)展，圍海造陸，積極利用臨近港口優(yōu)勢，在新建陸區(qū)內(nèi)建設基礎設施，其中的道路工程也是基礎設施建設項目之一。道路工程跨越建筑物常使用預制梁或者現(xiàn)澆梁方式構建，這種建設方法具有整體性能好、結構剛度大等優(yōu)點，采用高壓旋噴樁與碎石褥墊層結合，進一步提升現(xiàn)澆梁支架地基的承載力。

1 工程概況

以廣東省某市區(qū)開發(fā)項目工程為例，分析高壓旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中的應用，該工程建設過程中，一條新建成的道路會從一座新建的箱涵頂面橫跨過，而且這個箱涵的總長度是50m，中間部位有一道沉降縫，與箱涵北段有24m的距離，箱涵內(nèi)凈空尺寸是3×3.2m。工程箱涵結構完成之后，可以通過觀測沉降得出：箱涵北段有較大沉降，結合有關勘察單位提供地質(zhì)資料可以知道：這個部位箱涵基底是8～10m的厚淤泥層，其承載力較小，而且處理原地基時就只換填了大約3m厚的片石，涵箱頂部到道路施工完成面還有厚覆土1.5m及道路結構層都尚未施工。而且如果考慮箱涵通水使用及涵頂完成后通車等荷載作用，可以得出箱涵非常有可能產(chǎn)生更大的不均勻沉降一直到其結構破壞。為確保箱涵使用及其上部結構安全，一定要使用加固處理措施對其箱涵北段箱底地基。

2 施工方案

該工程淤泥軟基加固使用了旋噴樁加固地基與碎石褥墊層均布荷載，以此提升淤泥質(zhì)地基的復合承載力，大體施工技術方案如下：推進旋噴樁進入相對持力層，將土體擠密，水泥硬化過程中會吸收土體中的水分，從而改良提升地基的承載力，處理樁頭前應將地表平整壓實好，平整壓實需要通過碎石褥墊層實現(xiàn)。再將混凝土墊層澆筑其上，并將鋼塑格柵安裝在碎石層內(nèi)，更好地增強墊層的整體性，防止其出現(xiàn)整體性彎裂，上部荷載應均勻布置，保證樁體能夠與樁間土一同受荷，從而達到有效控制地基的絕對沉降或者差異沉降，提升建筑物對地基承載力，使其更符合標準要求。

3 高壓旋噴樁與碎石褥墊層施工技術在淤泥質(zhì)軟基加固中的應用

3.1 制定施工技術流程

地基加固工程建設，首先要確定、制定出施工技術流程，詳細技術流程如下：參數(shù)確定→場地的清理平整→上部結構物位置樁位放樣的測放→高壓旋噴樁施工→鋪筑碎石褥墊層→平整壓實→澆筑混凝土墊層。

3.2 具體操作要點及方法

3.2.1 確定參數(shù)。參數(shù)確定主要有如下內(nèi)容：旋噴樁深度需要穿過表層的淤泥軟弱層，然后進入下部比較硬土持力層要大于1m，將此確定為樁的深度；高壓旋噴樁應按照等邊三角形布置，布置好之后是梅花型，旋噴樁間距離為1.8m，提前測量放樣結構物的尺寸在有結構物承載的區(qū)域內(nèi)，依據(jù)上部結構物荷載對分布樁位進行局部調(diào)整；因為地基自身具有較低的承載力，因此可以選用自重較輕、且能夠步履移動的成樁設備；設置旋噴樁直徑為600mm，其噴射提升速度在15～25cm/min之間，并使樁頂標高以下的1m中的慢速噴漿控制在10cm/s之內(nèi)，設置20MPa的注漿壓力，漿液按照水灰比為1∶1比例進行配置，漿液攪拌制作使用po32.5硅酸鹽水泥、自來水等進行拌制；高壓旋噴樁應在頂上鑿50m，碎石0.6～53mm，厚度設置在20～30mm，并將鋼塑格柵鋪設在中間；現(xiàn)澆橋梁等進行施工時，應在上部鋪設15cm的C20砼，排水坡采取橫向雙向1.5%設置；計算單樁承載力：計算高壓旋噴單樁豎向的承載力的特征值應該采取相應的公式，并取其中比較小的數(shù)值，高壓旋噴單樁豎向的承載力特征值公式：，然后再計算置換率，

置換率計算公式為：m=，最后將復合地基承載力特征值計算出來：，綜合上述這些計

算得出復合地基承載力標準值是103.30kPa，滿足了現(xiàn)澆箱梁支架地基需要的地基承載力。

3.2.2 旋噴樁布置。樁間距離依據(jù)上部結構物分布情況進行適當調(diào)整，對荷載集中的部位間距應加密，放大荷載較小部位。將樁位放樣與成樁偏差控制在10cm以內(nèi)。

3.2.3 高壓旋噴樁的作用。高壓旋噴樁的作用主要是對注漿壓力、噴射提升速度及漿液質(zhì)量進行控制，確認樁深度已經(jīng)進入相對持力層以下之后，對那些地質(zhì)不均勻地方可以對其適當?shù)匮a勘探明，保證工藝具有經(jīng)濟性，而且最好將深度控制在16m以內(nèi)。成樁之后要檢測單樁承載力與樁身的完整性。

3.2.4 高壓旋噴樁成樁后處理方法。高壓旋噴樁成樁工作完成后，就可以開展場地的二次平整清理，二次平整清理應該使用推挖設備進行處理，確保樁身達到一定強度之后，再使用壓路機將其壓實。

3.2.5 碎石褥墊層的鋪筑。碎石褥墊層鋪筑工作的開展，首先要進行施工準備，主要是準備材料及主要機具：選取天然級配砂石或者是人工級配砂石，最好使用質(zhì)地比較堅硬的中、粗砂或者是其他工業(yè)廢粒料，也可以選用細砂在缺少中、粗砂及礫石，再摻入一定數(shù)量碎石或卵石使其符合設計要求，顆粒級配應良好，砂石材料中不能含有草根、樹葉等有機雜物或垃圾，級配砂石做排水固結地基時，其含泥量最好小于3%，碎石與卵石最大粒徑不能超出墊層或虛鋪厚度的2/3，并且最好不要大于50mm。機具主要有木夯、蛙式或者柴油打夯機、壓路機及噴水用膠管、鋼尺等。然后是選取符合作業(yè)條件的施工場地，做好這些后，正式進行碎石褥墊層的鋪筑，主要操作過程與工藝如下：第一步：檢查砂石質(zhì)量，對其實施技術鑒定，若檢查為人工級配砂石，應將其拌合均勻，使其質(zhì)量達到設計要求或規(guī)范；第二步：分層鋪筑砂石，每層砂石鋪筑厚度通常情況下是15～20cm，最好不要超過30cm，使用樣樁控制分層的厚度，根據(jù)不同條件，使用夯實或者是壓實方法，然后進行大面積砂石墊層，墊層鋪筑厚度應達到35cm，并使用6～10t壓路機進行碾壓。砂與砂石地基面最好鋪設在同一標高上，如果標高不同，應將基土面挖成踏步或者是斜坡形，注意夯實搭搓處，按照先深后淺順序開展施工。鋪筑的砂石應級配分布均勻，如果有砂窩或石子成堆現(xiàn)象時，應挖出這處砂子或石子，然后將其分別填入級配好的砂石中；第三步：灑水，這項工作在級配砂石夯實碾壓前進行，分析當?shù)馗蓾癯潭燃皻夂驐l件，適當灑水確保砂石具有最佳的含水量，通常是8%～12%；第四步：夯實或碾壓，依據(jù)現(xiàn)場試驗確定夯實或碾壓的遍數(shù)，使用水夯或蛙式打夯機時，應使其落距保持在400～500mm之間，應一夯壓半夯，連接下去，進行全面夯實，通常不少于3遍，然后使用壓路機反復碾壓，并且碾壓不少于4遍，輪距搭接不少于50cm，使用人工或蛙式打夯機對邊緣及轉角處進行補夯密實；第五步：找平與驗收，找平要分層實施，然后進行夯實壓密，設置純砂檢查點，取樣使用200cm3環(huán)刀，將干砂質(zhì)量密度測定出來，測定下層密實度合格后，再進行上層施工，測量貫入度使用貫入儀及鋼筋等，如果其小于試驗所確定貫入度即為合格，完成最后一層壓夯之后，其表面應拉線找平，符合設計規(guī)定標高。

4 應用效果分析

旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中應用具有較好效果，主要表現(xiàn)為：通過兩種組合工藝的結合，滿足了現(xiàn)澆梁變形要求；這種施工方法簡便快速、成本低，安全風險也較小；后續(xù)投入也大大減小。

5 結語

旋噴樁與碎石褥墊層結合技術適用于那些臨海抽填造陸的地區(qū)，這些地區(qū)充分了利用了當?shù)睾Ｑ筚Y源，經(jīng)過圍海造陸及抽填造陸等途徑，開辟了更多城市建設用地，然后在這些地方進行基礎設施建設，其中的道路工程是基礎建設中的一項重要內(nèi)容，道路工程實施時常常使用現(xiàn)澆梁方式，道路地基承載力的提高需要借助旋噴樁與碎石褥墊層結合技術實現(xiàn)。本文就具體工程概況進行了分析，然后制定出施工技術方案，接著開展實際施工操作，最后對其應用效果進行了分析評價，認為這種聯(lián)合應用前景十分廣闊。

參考文獻

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（責任編輯：小 燕）