深層攪拌樁基復合基礎的應用

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隨著社會的發(fā)展,建筑行業(yè)的突飛猛進，各類形式的建筑相應而生，但另一方面由于國家的土地資源的緊缺，需對現(xiàn)有的土地進行充分而又合理的利用，因此地基處理在目前的建筑市場中被廣泛的運用，現(xiàn)舉例說明本人的一個實例經(jīng)驗。
    某大型商貿(mào)城以三、四層的商鋪為主，局部地區(qū)達到七層，根據(jù)地質勘察報告：緊靠場地的東南邊為某一客運中心,為人口流動集中地；場地以南為煤氣輸送管道從地質資料上看部分地區(qū)素填層及淤泥層較厚，均在7m左右。從本次對客運中心以北場地基強夯施工來看，對客運中心影響明顯，因此需對該部分的地基采取相應的處理措施?，F(xiàn)提出以下兩種處理方案進行比較。
    方案一：采用置換法，將地基中的淤泥全部挖除，置換成砂石或灰土墊層，并分層夯實，達到所需的設計強度。但由于該淤泥土層深達7米，挖填的過程中勢必采取相應的護壁措施，否則將對附近相鄰建筑物的地基造成影響。根據(jù)計算，不論采用何種基坑支護措施，由于其計算深度較大，其經(jīng)濟成本都將大大提高。但由于工程工期緊，如采用置換法，勢必將工程的工期拖延加長。
    方案二：采用振沖法，使填料在振沖器的水平振動力作用下擠向孔壁的軟土中，從而使樁體直徑擴大，當這一擠入力與土的阻力平衡時，樁徑不再擴大。該方法施工工藝簡單，由于現(xiàn)場的山石較多，可就地取材，較為經(jīng)濟合理。但如果土質越軟，會使抵抗填料擠入的阻力越小，造成的樁體就越粗。實踐中通過試樁表明，局部地區(qū)原土的強度過于低弱，以致土的阻力始終不能平衡使填料擠入孔壁的力，始終不能形成樁體。
    方案三：采用水泥土深層攪拌法，在需要加強處理的地基上施工深層攪拌樁，使復合地基的強度達到設計的要求。該方法為直接在現(xiàn)有場地上施工，對施工環(huán)境要求簡單。該工藝在當?shù)剌^為成熟，施工質量有保證，施工的工期相對較短，且經(jīng)濟成本也不高。由于該施工場地地處郊區(qū)，建筑物稀少，附近僅有一個客運站，因此談不上施工對環(huán)境的噪音影響。
　　故綜上所述，采取方案三較好?；A處理擬采用深層攪拌樁復合地基，并對復合地基的承載力設計值進行復核。
    一、地基承載力特征值的復核
基礎形式及各土層承載力標準值一覽表

 
 深層攪拌樁樁端天然地基土承載力標準值（qp）kpa
 樁周摩擦力值（qs）kpa
 備注
 
素填土
 95
 10
 僅限于分層碾壓的素填土和車站以北的素填土
 
耕植土
 105
 10
 
 
淤泥質土
 60
 5
 
 
粘土
 170
 15
 
 

    （一）技術要求
    復合地基承載力：200kpa
    本計算采用逆推法，即在確定承載力的前提下倒算樁長。
    （二）設定參數(shù)
    1、樁徑：50cm
    2、由于復合地基承載力要求取置換率 ac=19.6%
    3、水泥摻入比為18%
    （三）單樁承載力設計值的計算
    1、單樁承載力
    pa=[（Rsp-ηRs）/ac+ηRs]×A
    Rsp—復合地基承載力（200kpa）
    Rs—樁間土天然地基承載力（95kpa）
    ac—置換率（19.6%）
    η—樁間土折減系數(shù)（0.5）
    A—樁截面積（0.196m2）
    則pa =[（200-0.5×95）/0.196+0.5×95]×0.196=161.8kN
    取pa =170kN
    2、加固深度（樁長）計算
    根據(jù)勘察報告，場地軟土層包含：
    a．上層回填土厚6.4m，減去基礎埋深后為5m，摩阻系數(shù)為10kpa；
    b．耕作土層厚0.6m，摩阻系數(shù)10kpa；
    c．粘土層厚5.3m，摩阻系數(shù)15kpa
    d．細砂層厚0.5m，摩阻系數(shù)25kpa。
    以摩擦樁計，樁進入粘土層為χm深，則單樁承載力
    pa  =1.57×（5×10+0.6×10+15χ）=170
    故 χ=3.81m
    因此推算有效樁長為5+0.6+3.81=9.42m
    預留樁頭另加50cm，則實際施工樁長取10m，另加固深度考慮基礎埋深加1m，為11m。
    綜上所述，取樁長10m，加固深度1~11m，置換率為19.6%，即每平方米1根樁。
    二、施工要求
    1、深層攪拌法施工的場地應先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙物（包括大塊石、樹根和生活垃圾等）。場地低洼時應回填粘性土料，不得回填雜填土，基礎底面以上宜預留500mm厚的土層。攪拌樁施工到地面，開挖基坑時，應將上部質量較差的樁段挖去。
    2、深層攪拌施工按下列步驟進行：
    （1）深層攪拌機械就位
    深層攪拌機到達指定樁位，對中。當?shù)孛嫫鸱黄綍r，應調(diào)整機身，使設備保持水平，攪拌軸呈鉛直狀態(tài)。
    （2）預攪下沉
    啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架攪拌切土下沉，下沉速度可由電機的電流監(jiān)測表控制。工作電流不應大于額定值。如果下沉速度太慢，可從輸漿系統(tǒng)補給清水以利鉆進。在深層攪拌機預攪下沉的同時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。
    （3）噴漿攪拌提升
    深層攪拌機下沉到達設計深度后，開啟灰漿泵待漿液到達噴漿口，在按設計確定的提升速度，邊噴漿，邊提升。
    （4）重復攪拌下沉
    （5）重復攪拌提升直至孔口
    深層攪拌機提升至設計頂面標高時，關閉灰漿泵，集料斗中的水泥漿應正好排空。為使軟土和水泥漿攪拌均勻，可再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計要求深度后在將攪拌機提升出地面。
    （6）關閉攪拌機械
    向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管線路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。并將粘附在攪拌頭的泥土清洗干凈，然后移位。
    3、施工前應標定深層攪拌機械的灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數(shù)，并根據(jù)設計要求通過成樁實驗，確定攪拌樁的配比和施工工藝。
    4、施工使用的固化劑和外摻劑必須通過加固土室內(nèi)試驗檢驗方能使用。固化劑漿液應嚴格按預定的配比拌制。制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)，拌制漿液的罐數(shù)、固化劑與外摻劑的用量以及泵送漿液的時間等應有專人記錄。
    5、應保證起吊設備的平整度和導向架的垂直度，攪拌樁的垂直度偏差不得超過1.5%，樁位偏差不得大于50mm。
    6、攪拌機預攪下沉時不宜沖水，當遇到較硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應考慮沖水成樁對樁身強度的影響。
    7、攪拌機噴漿提升的速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求，應有專人記錄攪拌機每米下沉或提升的時間，深度記錄誤差不得大于50mm，時間記錄誤差不得大于5s，施工中發(fā)現(xiàn)的問題及處理情況均應注明。
    三、質量檢驗
    1、施工過程中應隨時檢查施工記錄，并對每根樁進行質量評定。對于不合格的樁應根據(jù)其位置和數(shù)量等具體情況，分別采取補樁或加強鄰樁等措施。
    2、攪拌樁應在成樁后7d內(nèi)用輕便觸探器鉆取樁身加固土樣，觀察攪拌均勻程度，同時根據(jù)輕便觸探擊數(shù)用對比法判斷樁身強度。檢驗樁的數(shù)量應不少于已完成樁數(shù)的2%。
    3、在下列情況下尚應進行取樣、單樁載荷試驗或開挖檢驗：
    （1）經(jīng)觸探檢驗對樁身強度有懷疑的樁應鉆取樁身芯樣。制成試塊并測定樁身強度；
    （2）場地復雜或施工有問題的樁應進行單樁載荷試驗，檢驗其承載力；
    （3）對相鄰樁搭接要求嚴格的情況下，應在樁養(yǎng)護到一定齡期時選取數(shù)根樁體進行開挖，檢查樁頂部分外觀質量。
    4、基槽開挖后，應檢驗樁位、樁數(shù)與樁頂質量，如不符合規(guī)定要求，應采取有效補救措施。
    四、結語
    本工程的難點在于淤泥的分布廣，厚度大，但不能影響臨近的客運站的正常運作，且工程的工期要求緊迫。故在大面積施工前，先進行了單樁試噴及承載力檢驗試驗，其結果顯示達到了設計的要求，且樁身的質量良好。該工程主體竣工后半年內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)有不均勻沉降的現(xiàn)象。證明了該深層攪拌樁復合地基處理方式的施工質量良好，滿足設計的要求，有效達到了地基加固的目的，為主體結構創(chuàng)造了良好的施工條件，確保了施工總體進度，受到了業(yè)主的高度評價，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟和社會效益。