水泥土攪拌樁在沙漠地區地基處理中的應用

張廣斌 文家沖

（機械工業勘察設計研究院有限公司 陜西西安 710043）

水泥土攪拌樁在沙漠地區地基處理中的應用

張廣斌 文家沖

（機械工業勘察設計研究院有限公司 陜西西安 710043）

以榆林地區某煤化工工廠水泥土攪拌樁復合地基為例，主要對處理后的復合地基進行了基樁樁身完整性檢測、單樁抗壓承載力檢測和單樁復合地基承載力檢測，從檢測的角度論證沙漠地區采用水泥土攪拌樁復合地基進行地基處理的可行性，并提出幾點沙漠地區施工水泥土攪拌樁的控制要點。

水泥土攪拌樁；沙漠；地基處理；檢測

引言

隨著煤化工行業的興起，越來越多的企業以原料指向型為原則，將工廠建設在沙漠中，由于沙漠中建筑工程經驗尚淺，各種地基處理以及基礎方式都在摸索階段，主要形式有鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎、CFG樁復合地基、強夯法以及水泥土攪拌樁復合地基等。本文以地處毛烏素沙漠南緣與黃土高原交界處的榆林地區某煤化工廠空分裝置水泥土攪拌樁復合地基為工程實例，主要從檢測角度論述沙漠地區該種地基處理方法的可行性。

1 加固機理

水泥土攪拌樁是利用水泥（或水泥砂漿）等材料作為固化劑通過特質的攪拌機械，就地將地基土和固化劑強制攪拌，使地基土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基土強度和增大變形模量。

2 適用條件

《建筑地基處理技術規范》（J79-2012）規定的水泥土攪拌樁適用范圍為“正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基”。該施工工藝具有施工效率高、成本低、施工占地面積小，無污染、無噪聲、無震動，對臨近建筑物影響很小等特點。

當地基土符合下列條件之一時，應慎用：

（1）天然含水量小于30%（黃土天然含水量小于25%）、大于70%；

（2）地下水pH值小于4；

（3）泥炭土、有機質土以及塑性指數大于25%的黏土。

3 工程概況及設計要求

空分裝置預冷泵房占地面積約1615m2，采用水泥土攪拌樁進行地基處理。設計樁徑500mm，根據地質勘察報告，場地地層起伏較大，設計樁長6～9m不等，樁端持力層為②層粉細砂樁間距1500mm，樁孔按正三角形布置。

設計要求單樁豎向承載力特征值不小于180kN，處理后的復合地基承載力特征值不小于200kPa。

4 場地工程地質條件

根據地質勘察報告，場地淺層工程地質條件簡單描述如下：

①素填土 Q4ml：層厚 0.5～5.7m，層底高程 1126.99～1122.23m。淺黃～褐黃色，為新近回填，主要由粉細砂組成，局部為中砂，礦物成分以石英、長石為主，含云母，局部可見植物根系，分選較好，松散，稍濕。

②粉細砂 Q4eol：層厚 0.6～9.7m，層底高程 1125.37～1116.97m。淺黃～褐黃色，礦物成分以石英、長石為主，含云母，局部可見植物根系，分選好，松散～稍密，稍濕～濕。

③粉細砂Q4al：層厚2.1～9.5m，層底高程1121.28～1112.97m。黃褐色，礦物成分以石英、長石為主，含云母，局部為中砂，分選較好，中密，局部密實，濕～飽和。

5 檢測情況

該場地水泥土攪拌樁樁體結構完整性采用低應變動力檢測，另采用靜載試驗對單樁豎向承載力和復合地基承載力進行檢測。現抽取其中4根單樁靜載試驗（編號為DS1～DS4）和4處單樁復合地基試驗（編號為S1～S4）結果進行分析，8根樁均進行了低應變動力檢測，確定其完整性種類。

5.1 低應變動力檢測

8根檢測樁的相關參數如表1。

表1 低應變檢測樁參數表

由表1可見，8根檢測樁的樁身波速介于1554～2200m/s之間，平均波速為1932m/s；樁身結構完整性類別為Ⅰ類或Ⅱ類。

3根Ⅱ類樁的低應變檢測成果曲線如圖1，Ⅱ類樁存在樁身縮徑現象，根據地質勘察報告提供的標高數據，樁徑部位大致位于①層素填土和②層粉細砂分層交界面處，類似情況也存在于整個場地的其它部分檢測樁中，可見地質條件的變化對于施工質量有明顯影響。因此，建議在施工過程中遇到土質分層界面，應該注意施工過程中的控制。

圖1 低應變動力檢測成果曲線圖

5.2 靜載試驗

對4根單樁靜載試驗進行了分析，根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）附錄Q規定，4根樁的單樁抗壓承載力特征值均不小于180kN，滿足設計要求。各檢測樁單樁抗壓承載力取值表見表2。

表2 單樁抗壓承載力取值表

4處單樁復合地基承載力相關參數見表3。承壓板采用圓形鋼板，直徑d=1575mm，面積為1.95m2，相當于單樁等效處理面積。4處靜載試驗在最大荷載400kPa時，均未達到破壞狀態，根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）附錄A的有關規定，復合地基承載力特征值均不小于200kPa，在 200kPa時沉降介于 2.69～3.91mm，相應“s/d”值介于 0.0017～0.0025。因此本場地復合地基承載力特征值不小于200kPa，滿足設計要求。

表3 單樁復合地基承載力取值表

靜載試驗是根據設計要求進行的，并未能得出設計條件下本場地水泥土攪拌樁的極限承載力特征值。因此僅認為本場地水泥土攪拌樁單樁抗壓承載力特征值和單樁復合地基承載力特征值能滿足設計要求。

6 結語

以上工程實例，說明了水泥土攪拌樁應用于沙漠地區地基處理的技術是可行的，達到了預期的施工成本、質量和工期的要求。

在沙漠地區進行水泥土攪拌樁施工，應控制以下幾點：

（1）對于地基處理的需求進行詳細地質勘察，盡可能詳細的查明擬建場地的工程地質條件；

（2）施工過程中，注意控制下沉和提升速度，尤其在土質分層交界面，以免出現樁身縮徑現象；

（3）靜載荷試驗是檢測地基處理后承載力的最可靠的方法，對于檢測方應加強對于檢測過程的控制；

（4）建議在沙漠地區進行水泥土攪拌樁復合地基處理前，預先進行試驗，以便確定設計和施工相關參數。

[1]萬廣臣，朱琦.水泥土攪拌樁在鐵路地基處理中的應用[J].鐵道勘察，2012（01）：50～51.

[2]杜文義，蒙學禮.水泥土攪拌樁在高層建筑地基處理中的應用[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2010（11）：45～47.

TU753

A

1004-7344（2016）10-0173-02

2016-3-18

張廣斌（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事巖土工程測試工作。