勁性樁復(fù)合地基在工程中的應(yīng)用

蔡 海 峰

(上海強(qiáng)勁地基工程股份有限公司，上海 200233)

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勁性樁復(fù)合地基在工程中的應(yīng)用

蔡 海 峰

(上海強(qiáng)勁地基工程股份有限公司，上海 200233)

結(jié)合勁性樁復(fù)合地基加固機(jī)理，以四川成都某擬建項(xiàng)目為例，從設(shè)計(jì)指標(biāo)和參數(shù)、施工技術(shù)要求和注意事項(xiàng)兩方面，介紹了其施工工藝，并分析了其工程特性，以期為今后同類工程提供參考。

勁性樁，復(fù)合地基，施工工藝，地基加固

1 勁性樁復(fù)合地基加固機(jī)理

勁性樁復(fù)合地基法具有以下優(yōu)點(diǎn)：承載力很大，施工速度很快，便于檢測(cè)以及適應(yīng)性強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定。因此被大量使用于工業(yè)方面、鐵路、道路施工以及民用建筑中。在勁性樁的頂部安裝樁帽，樁帽頂部再安裝墊層和土工格柵，能夠保證建筑物上部結(jié)構(gòu)達(dá)到不均勻沉降要求。當(dāng)樁的頂部持力層所允許承受的壓力比較高時(shí)，此時(shí)，由于樁的形變較小、樁頂部的摩擦系數(shù)較大，因而樁與樁之間的相對(duì)位移就很小。如果樁的頂部的持力層是相對(duì)持力層的話，那么樁與樁之間的土層的沉降量就會(huì)加大，由于樁的沉降量小，那么樁與樁間土層就會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生側(cè)摩擦力。由于安裝了墊層，樁的負(fù)載增加，其沉降量也增加，從而達(dá)到與土層沉降量相協(xié)調(diào)的結(jié)果。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

四川成都某擬建項(xiàng)目包含三幢建筑物，分別為預(yù)處理車間、厭氧發(fā)酵罐區(qū)和沼氣儲(chǔ)氣罐區(qū)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)地質(zhì)，知道該三幢建筑物部分位于原場(chǎng)地采坑中。該采坑在東西方向上為120 m，南北方向上為100 m。在勘察時(shí)，發(fā)現(xiàn)該采坑被粘性素填土填滿，各個(gè)建筑物的單位載荷、層底標(biāo)高、層位厚度、底板坡度如表1所示。

表1 厚層填土在各建筑物上的分布特征

這個(gè)土層由少量磚石碎塊和植物根系的粘性土組成。其土層結(jié)構(gòu)松散，顏色復(fù)雜，是最近才填埋的。其特點(diǎn)為：沉積時(shí)間短、土層結(jié)構(gòu)疏松、土質(zhì)分布不均勻、可壓縮性能較高、強(qiáng)度低。因此，該地基為軟弱地基土。

2.2 勁性樁復(fù)合地基法施工工藝

1)設(shè)計(jì)指標(biāo)和參數(shù)。

該工程使用的是水泥土類樁和混凝土樁兩種勁性復(fù)合樁對(duì)地基進(jìn)行加固。水泥土類樁的直徑為600 mm，使用的是32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥進(jìn)行凝樁，水泥占15%的比重，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大小為1 200 kPa，其有效長(zhǎng)度為10.50 m，因此能夠直達(dá)下臥穩(wěn)定的④層粘土層。該樁心采用的是混凝土微型振動(dòng)沉管灌注樁，樁心的直徑為220 mm，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C20，有效長(zhǎng)度為5.0 m。

該工程要求勁性復(fù)合樁單個(gè)樁的承載力不小于310 kN，處理后的復(fù)合地基的承載力特征值不小于170 kPa,抗拔復(fù)合樁單個(gè)樁的承載力特征值不小于60 kN。

2)施工技術(shù)要求和注意事項(xiàng)。

水泥土類樁和混凝土樁復(fù)合樁的施工工藝流程為：先放置線進(jìn)行定位操作，接著對(duì)樁的位置進(jìn)行再次校核，校核完后就可以將水泥土類樁放置相應(yīng)位置，對(duì)其進(jìn)行施工。接著將水泥土類樁基移到下一個(gè)樁的位置，就可以進(jìn)行混凝土樁安裝操作，對(duì)其進(jìn)行施工復(fù)位，那么復(fù)合樁就形成了。

注意事項(xiàng)：

a.將鉆孔設(shè)備放置到指定位置后，要保證其平整，穩(wěn)固，才能防止在鉆孔過(guò)程中發(fā)生傾斜和偏移現(xiàn)象。

b.制作的鋼筋模型要達(dá)到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

c.鉆孔后要立即進(jìn)行澆灌混凝土操作，混凝土的混合比要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加料操作。

d.灌注混凝土的時(shí)候要保證其不間斷，要連續(xù)澆筑，才能保證充盈系數(shù)大于1.0。

e.對(duì)混凝土進(jìn)行超灌操作時(shí)，最好是大于1倍的樁徑，且樁徑應(yīng)該不小于50 cm。

f.如果采用了預(yù)制樁，那么其制作和施工都應(yīng)遵循相關(guān)規(guī)定。

g.由于水泥土類樁所使用的材料大多為膠結(jié)性材料，因此，對(duì)于混凝土樁的施工應(yīng)在水泥土類樁硬化之前，才能提高其間的握裹力。由于水泥土類樁的施工工藝不同，因而，混凝土樁的具體打入時(shí)間也不同。例如，水泥土類樁采用的是干法攪拌的話，混凝土樁應(yīng)該在水泥土類樁施工后6 h之內(nèi)進(jìn)行；如果采用的是濕法工藝，則只需要在12 h之內(nèi)進(jìn)行。

h.如果混凝土樁使用的是空心樁，那么就要在樁的頂部加樁尖或封頭鋼板之后才能進(jìn)行施工操作。

i.安裝好的樁在垂直方向上的偏差不能大于1%，樁的位置偏差不能超過(guò)20 mm，樁的直徑和樁的有效長(zhǎng)度不能低于設(shè)計(jì)值。攪拌頭旋轉(zhuǎn)一周，樁的提升高度不能大于16 mm。要對(duì)攪拌頭進(jìn)行定期檢查，以保證其磨耗量不超過(guò)10 mm。在進(jìn)行施工操作以前，要對(duì)土層進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定樁基的施工參數(shù)。

2.3 工程特性

1)勁性樁復(fù)合地基承載力大、可調(diào)性強(qiáng)。樁的有效長(zhǎng)度可以從幾米到20多米，以此來(lái)充分發(fā)揮樁的側(cè)面阻力。樁承擔(dān)的載重量為全部荷載量的40%～70%，因此，復(fù)合地基承載力具有較大的可調(diào)節(jié)性。在進(jìn)行具體施工前，可以通過(guò)選擇樁徑、改變樁的有效長(zhǎng)度、樁間距來(lái)滿足不同復(fù)合地基的要求。

2)勁性樁復(fù)合地基的擠土效應(yīng)加大了樁間土承載力的利用效率。在對(duì)復(fù)合地基承載力進(jìn)行估算時(shí)，樁間土的發(fā)揮系數(shù)可以取0.95～1.0。勁性樁是復(fù)合地基豎直方向上的主要受力單位，其沉降距離一般是10 mm～20 mm，可以使樁間土承載力發(fā)揮最大程度的作用。

3)勁性樁復(fù)合地基的沉降系數(shù)比較小，一般在20 mm以內(nèi)。將勁性樁置于壓縮性較小的土層中時(shí)，樁頂部的承載作用會(huì)加大。

3 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際工程背景下，對(duì)于特殊的工程地質(zhì)條件下地基的處理方案進(jìn)行總結(jié)與評(píng)價(jià)，并肯定各個(gè)方法對(duì)于工程建設(shè)上勁性樁復(fù)合地基的重大意義，希望能夠?yàn)榻窈笸惞こ烫峁﹨⒖肌?/p>

1)勁性樁復(fù)合地基不僅提高了樁附近土地基承載力，還提高了單個(gè)樁的承載力與抗拔性能。同時(shí)，還能給上部荷載提供穩(wěn)定的支撐力。

2)勁性樁復(fù)合地基具有性價(jià)比高、施工簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，對(duì)于周圍環(huán)境的影響甚小，因此，對(duì)于軟弱地基土加固中具有良好的發(fā)展前景。

[1] 林宗元.巖土工程治理手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

[2] 吳 邁,趙 欣,竇遠(yuǎn)明,等.水泥土組合樁室內(nèi)試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑，2004(11):23-24.

The application of stiff pile composite foundation in engineering

Cai Haifeng

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringLimitedCompanybyShare,Shanghai200233,China)

Combining with the reinforcement mechanism of stiff pile composite foundation, taking a proposed project in Sichuan Chengdu as an example, from the design indicators and parameters, construction technology requirements and matters need attention two aspects, introduced its construction technology, and analyzed its engineering characteristics, in order to provide reference for future similar engineering.

stiff pile, composite foundation, construction technology, foundation reinforcement

1009-6825(2017)18-0058-02

2017-04-11

蔡海峰(1981- )，男，工程師

TU473.1

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