水泥攪拌樁復(fù)合地基在新積淤泥質(zhì)基土中的應(yīng)用

陳 信 堂

(安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，安徽 合肥 230022)

水泥攪拌樁復(fù)合地基在新積淤泥質(zhì)基土中的應(yīng)用

陳 信 堂

(安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，安徽 合肥 230022)

根據(jù)某工程地質(zhì)概況，決定采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理方法，并介紹了將該法運(yùn)用于新積淤泥質(zhì)基土中的地基處理方案，通過對沉降觀測結(jié)果的分析，指出該方案實(shí)施效果良好，可供類似工程參考借鑒。

地基處理，水泥攪拌樁，復(fù)合地基

0 引言

在軟弱基土上，尤其是在流動狀態(tài)的淤泥質(zhì)基土上建造房屋，基礎(chǔ)選型是否合理，設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)，對于基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的安全都產(chǎn)生決定性影響。水泥攪拌樁復(fù)合地基以水泥作為固化劑的主要材料，通過深層攪拌機(jī)械，將固化劑和地基土強(qiáng)制攪拌形成豎向增強(qiáng)體的復(fù)合地基，是處理淤泥及淤泥質(zhì)土的一種有效方法[1]。采用此法處理新積淤泥，效果良好。

1 工程概況

某工程單體建筑面積為900 m2，兩層框架結(jié)構(gòu)，建筑平面為長方形，基礎(chǔ)形式為柱下條形基礎(chǔ)。工程地質(zhì)情況如表1所示。

表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)概況

本工程地質(zhì)做了兩次勘查，首次勘查時(shí)基地上尚沒有棄淤，根據(jù)首次勘查報(bào)告意見，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成預(yù)應(yīng)力管樁，持力層選為③層粉質(zhì)粘土。相鄰建筑在進(jìn)行管樁施工時(shí)，樁機(jī)下陷，無法工作，遂重新勘查，發(fā)現(xiàn)該單體基土更軟弱。地基土層分為多層，每層厚度不均勻，土層具體物理力學(xué)性質(zhì)見表1。其中，表層雜填土厚度1.50 m～5.60 m，②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚度3.90 m～8.30 m，實(shí)際流動性很大，經(jīng)調(diào)查，場地原本低洼，清理附近湖底時(shí)用淤泥泵抽過來，將其棄置于此，固結(jié)時(shí)間不足一年，含水量很大。地下水位埋藏深度0.00 m～0.70 m。

2 地基與基礎(chǔ)變更方案

管樁在穿過流動性較大的淤泥質(zhì)土層時(shí)極易斷樁。此外，現(xiàn)場環(huán)境也無法滿足預(yù)應(yīng)力管樁施工條件。鑒于該建筑屬于低層，上部荷載較小，淤泥質(zhì)土的有機(jī)物含量在規(guī)定范圍內(nèi)，決定采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基。為了增加基礎(chǔ)剛度和整體性，改獨(dú)立基礎(chǔ)為柱下條形基礎(chǔ)，同時(shí)適當(dāng)增加上部結(jié)構(gòu)的剛度和配筋。

2.1 柱下條基設(shè)計(jì)方案

柱下條基設(shè)計(jì)平面見圖1，為了增加基礎(chǔ)剛度和整體性，條基高度設(shè)為1.6 m～1.8 m，并增加翼緣寬度，減小跨中彎矩與變形。條基下面設(shè)300 mm厚級配砂礫石褥墊層。條基下復(fù)合地基承載力特征值須達(dá)到150 kPa[2]。

2.2 水泥攪拌樁復(fù)合地基方案設(shè)計(jì)

本工程水泥攪拌樁按照功能分為三種：一種承受建筑物豎向荷載，位于條形基礎(chǔ)下方；第二種在建筑單體范圍內(nèi)滿堂布置(條基下除外)，為后期室內(nèi)地坪施工提供支撐骨架，同時(shí)對場內(nèi)淤泥穩(wěn)定起到一定作用；第三種布置在四周，設(shè)計(jì)由三排相互咬合水泥攪拌樁帷幕構(gòu)成。鑒于該建筑比鄰公園及湖泊，規(guī)劃中沒有新建筑物，不會開挖土方，可以避免擾動淤泥，故在外圍設(shè)置攪拌樁帷幕，可以起到穩(wěn)定淤泥、阻止其流動的作用。樁端進(jìn)入③層粉質(zhì)粘土。水泥攪拌樁平面布置見圖2。

第一種攪拌樁呈正三角形布置，樁徑500 mm，樁距300 mm，樁長8.5 m，進(jìn)入③層土1.5 m。第二種也呈正三角形布置，樁徑700 mm，樁距800 mm，樁長8.0 m。第三種樁長10 m，樁徑700 mm，相互咬合200 mm。攪拌樁材料選用P.O42.5，水泥摻量15%，水灰比0.5。

復(fù)合地基承載力按式(1)計(jì)算：

(1)[1]

其中，λ為單樁承載力發(fā)揮系數(shù)；Ra為單樁豎向承載理論特征值，按式(2)計(jì)算；Ap為樁的截面面積；β為樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)；fsk為處理后樁間土承載力特征值。

Ra=ηfcuAp

(2)[1]

其中，fcu為與攪拌樁樁身水泥土配比相同的室內(nèi)加固土試塊，邊長為70.7 mm的立方體在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下90 d齡期的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；η為樁身強(qiáng)度折減系數(shù)，干法可取0.20～0.25,濕法可取0.25。

3 檢測結(jié)論及沉降觀測結(jié)果

施工完成后，抽取5根工程樁進(jìn)行堆載試驗(yàn)，單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)加載至300 kPa時(shí)，本級沉降量最大值為8.32 mm，最小值為6.60 mm，累計(jì)沉降量最大為26.45 mm，最小為25.08 mm，殘余沉降最大值為20.36 mm，最小值為18.41 mm，P—s曲線均無顯著陡降，s—lgt曲線平緩，故其單樁復(fù)合地基承載力的極限值不小于300 kPa，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

在建筑四角布置四個沉降觀測點(diǎn)，經(jīng)過24個月沉降觀測，最大沉降量42 mm沉降已基本穩(wěn)定，平均最終沉降量30 mm，沉降基本均勻。上部主體結(jié)構(gòu)及填充墻未出現(xiàn)裂縫，方案實(shí)施效果令人滿意。

4 結(jié)語

厚度較大的未固結(jié)淤泥屬于建筑不利場地，應(yīng)盡可能采取換填方案。當(dāng)不可避免時(shí)，應(yīng)充分考慮不利影響，采取如下處理措施：

1)可以設(shè)置三類水泥攪拌樁，一類為基礎(chǔ)下面的受力樁，第二類是內(nèi)部的地坪骨架樁，第三類是位于周邊的擋淤帷幕樁。既能滿足復(fù)合地基承載力及變形要求，又可以穩(wěn)定淤泥、避免擾動；2)采用條基、筏基等加大基礎(chǔ)底部面積的措施增大基礎(chǔ)剛度，減少沉降，消除不均勻沉降；3)采取增加上部結(jié)構(gòu)的截面和配筋，增加上部結(jié)構(gòu)的剛度；4)當(dāng)建筑物相鄰位置若有待建建筑時(shí)，需采取進(jìn)一步措施穩(wěn)定淤泥，避免擾動。

[1] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Application of composite foundation with cement mixing pile for the new muddy soil base

Chen Xintang

(SchoolofCivilEngineering，AnhuiUniversityofArchitecture,Hefei230022,China)

According to the geological survey of some project, the paper adopts the composite foundation of cement mixing pile, introduces the method can be adopted in the foundation treatment scheme for the new muddy soil base, and points out the scheme has better effect according to the analysis of the settlement observation, so as to provide some reference for similar projects.

foundation treatment, cement mixing pile, composite foundation

1009-6825(2015)30-0080-02

2015-08-13

陳信堂(1974- )，男，碩士，講師

TU431

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