粉噴樁在軟土地基中的應(yīng)用

文云芝

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西太原 030013)

粉體噴射攪拌法是在軟土地基中輸入粉粒體加固材料(水泥粉或石灰粉)，通過攪拌機(jī)械和原位地基土強(qiáng)制性的攪拌混合，使地基土和加固材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在穩(wěn)定地基土的同時提高其強(qiáng)度的方法。這種方法處理軟土效果顯著，處理后可很快投入使用。以下工程是一個成功的范例。

1 工程概況

擬建建筑物為地上6層，地面下1層，擬采用框架結(jié)構(gòu)、筏片基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約3.0 m，基底壓力為120 kPa。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

場地地貌單元為汾河沖積平原，場地地形平坦。

2.2 地層巖性

第④1層:粉土():褐黃色，局部夾有粉質(zhì)粘土，含云母、煤屑、鐵氧化物等，密實(shí)狀態(tài)，中等壓縮性，壓縮系數(shù) a1－2=0.284，搖振反應(yīng)中等，無光澤，干強(qiáng)度低，低韌性。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)N值介于5.0擊～15.0擊，平均9.9擊。靜力觸探錐頭阻力平均值為 2.0 MPa。層厚 1.90 m ～6.60 m，fak=120 kPa。

第④2層:細(xì)砂():黃褐色，局部夾有粉質(zhì)粘土，含云母、煤屑、鐵氧化物等，稍密狀態(tài)，級配均勻，標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)N值介于4.0擊～16.0擊。平均13.0擊，靜力觸探錐頭阻力平均值為 4.0 MPa。層厚 0.70 m ～5.20 m，fak=120 kPa。

勘察期間實(shí)測穩(wěn)定水位埋深介于地表以下1.00 m～1.20 m，屬孔隙潛水，主要由側(cè)向徑流補(bǔ)給和大氣降水補(bǔ)充?？碧狡陂g進(jìn)入平水期，水位隨季節(jié)性變化幅度為0.5 m。

3 評價重點(diǎn)

3.1 場地特有的問題

自然地面下8.0 m以上為典型的軟土，從靜探曲線可清楚的看到靜力觸探的錐頭阻力為0.4 MPa～0.6 MPa。曲線順直，很少突起，場地屬于典型軟土場地。

第②層土承載力較低，只有70 kPa，而含水量很高，為29.6;液限平均值為31.1，液性指數(shù)平均值為0.85。在地震作用下屬于易產(chǎn)生震陷的土層，軟土震陷已被大量的工程實(shí)踐所證實(shí)，設(shè)計時必須考慮第②層軟弱土的震陷。

擬建場地為液化場地，液化等級為中等液化，主要液化土層為第③層和第層。

3.2 地基處理方案討論

本工程的特點(diǎn)是土質(zhì)非常軟，上部土震陷，下部土液化，而兩者的處理厚度及方法相差甚遠(yuǎn)。

震陷性軟土加固時，需要將水排出(吸出或擠出)，而液化土需要擠密加固，而粉質(zhì)粘土擠密時水分又排不走，若采用碎石樁加固液化土?xí)r，在施工完成后短時間內(nèi)地基土的強(qiáng)度在該地區(qū)不升反而降低。并且由于噪聲和震動等環(huán)境污染因素，不能在市區(qū)施工。

經(jīng)過多年探索，現(xiàn)在在市區(qū)普遍采用粉噴樁對多層住宅液化地基進(jìn)行加固處理。

3.3 粉噴樁

本場地地基土為軟弱土，地基需要處理。處理方法建議采用深層攪拌樁(濕法)粉噴樁，選樁徑d=500 mm，按3d樁距正三角形布樁，樁側(cè)阻力特征值取12 kPa，樁端阻力特征值取90 kPa，估算的單樁承載力特征值約160 kPa，復(fù)合地基承載力特征值可達(dá)130 kPa。強(qiáng)度上能滿足擬建建筑物基底平均壓力為120 kPa要求。

3.4 深層攪拌樁單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

S1號樁在加至264 kPa時達(dá)到相對穩(wěn)定，p—s曲線呈緩變形，最大沉降量為21.17 mm，滿足終止試驗(yàn)要求，停止加荷。依據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄A第A.0.9條規(guī)定，取s/b=0.006，即 s=6.6 mm 所對應(yīng)荷載為 157 kPa，大于最大加載量的一半即132 kPa，根據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄A第A.0.9條規(guī)定，取極限荷載的一半即132 kPa為該樁的單樁復(fù)合地基承載力特征值。

S2號樁在加至264 kPa時達(dá)到相對穩(wěn)定，p—s曲線呈緩變形，最大沉降量為19.52 mm，滿足終止試驗(yàn)要求，停止加荷。依據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄A第A.0.9條規(guī)定:取s/b=0.006，即 s=6.6 mm 所對應(yīng)荷載為 154 kPa，大于最大加載量的一半即132 kPa，根據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄A第A.0.9條規(guī)定，取極限荷載的一半即132 kPa為該樁的單樁復(fù)合地基承載力特征值。

S3號樁在加至264 kPa時達(dá)到相對穩(wěn)定，p—s曲線呈緩變形，最大沉降量為7.08 mm，滿足終止試驗(yàn)要求，停止加荷。依據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄 A第A.0.9條規(guī)定:取s/b=0.006，即s=6.6 mm所對應(yīng)荷載為255 kPa，大于最大加載量的一半即132 kPa，根據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄A第A.0.9條規(guī)定，取極限荷載的一半即132 kPa為該樁的單樁復(fù)合地基承載力特征值。

根據(jù)3根單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)結(jié)果，3根試樁單樁復(fù)合地基承載力特征值均為132 kPa，滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

在軟基處理方面，粉噴樁發(fā)揮了良好作用，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，在類似或同等場地可選用粉噴樁。

［1］楊耀剛.粉噴樁軟基處理及質(zhì)量控制［J］.山西建筑，2012，38(2):66-67.