粉噴樁復合地基基礎在房建工程中的應用

魏太芳

摘要：粉噴樁，即粉體噴射深層攪拌法，是20世紀60年代由瑞典和日本分別提出的，80年代初引入我國的軟土地基深層加固技術，它通過水泥等粉體固化劑與軟土發(fā)生物理化學反應，形成具有一定強度的水泥樁體復合地基。本文就粉噴樁符合地基基礎在房建工程中的應用進行詳細分析，以供參考。

關鍵詞：粉噴樁符合地基；承載力；澄江；房建工程

引言

近年來，粉噴樁以其與傳統(tǒng)軟基處理方法相比所呈現(xiàn)的優(yōu)勢，在建筑工程施工中得到越來越多的應用。因此，對粉噴樁技術的加固機理和施工技術進行分析和研究，對施工過程的人、機、料、法、環(huán)及其關鍵工序進行控制，有助于全面指導建筑工程施工，確保工程質(zhì)量和安全，使建筑工程獲得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。

一、粉噴樁的概念及優(yōu)點：

（一）、粉噴樁概念

粉噴樁即粉體噴射攪拌樁，采用深層攪拌法。深層攪拌法使用的固化劑主要材料為石灰、水泥等，就地用特定的攪拌機械將軟土與粉體或液體固化劑強制攪拌，利用二者之間的物理、化學反應，使軟土硬化并且達到一定強度，形成整體性和水穩(wěn)性都較好的優(yōu)良地基。粉噴樁所采用的是粉狀固化劑。粉噴樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土，以及無流動地下水的飽和砂土等地基，通過水泥土攪拌形成的水泥土加固體，提高砂土地基土內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角，消除砂土地基液化的影響。具有以下優(yōu)點：

（二）、粉噴樁的優(yōu)點

1、成本低

與鋼筋混凝土灌注樁進行經(jīng)濟效果對比分析發(fā)現(xiàn)，它的成本可降低左右；與鋼筋混凝土按基相比，其成本可降低左右；與灰土墊層地基相比，其成本可降低左右。

2、工期短

粉噴樁施工機械化程序較高，每小時可以成樁三根，省時省工，作業(yè)效率高。與灰土墊層地基處理方式相比，它可以縮短工期左右；與鋼筋混凝土搜基相比，它可以縮短約工期。

3、作業(yè)占用場地面積小

粉噴樁施工現(xiàn)場整潔，不像灌注樁在施工時需要在現(xiàn)場大量堆置砂、石，也無需進行大面積土方開挖。

二、粉噴樁復合地基的承載力計算

（一）、單枯承載力計算

樁長、樁身強度以及樁端土和樁間土的性質(zhì)，都會影響粉噴樁的單樁承載力，其豎向承載力標準值的計算可以按照以下方法，并取較小值。

式中：

f cu一與攪拌樁樁身水泥配合比一樣的室內(nèi)立方體試塊（邊長70.7的）90天齡期的抗壓強度平均值；

η—樁身強度折減系數(shù)；

u p一樁周邊長（m）；

A p一樁的橫截面積（m2）；

ιpi—樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度；

q p一樁端天然地基土的承載力特征值；

q si—樁周第i層土的側(cè)阻力特征值 （KPa）；

α—樁端端阻力發(fā)揮系數(shù)，可取0.4-0.6，樁端土層越硬，其值越大。

（二）、復合地基承載力計算

粉噴樁復合地基的承載力數(shù)值應根據(jù)現(xiàn)場試驗來確定，試驗前可采用如下公式計算：

式中：

λ一單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，取值在0.8-1.0之間；

f spk一復合地基承載力特征值；

Ra—單樁豎向承載力特征值；

Ap一樁橫截面積；

m一面積置換率；

β—樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)；

f sk一處理后樁間土承載力特征值。

三、粉噴被復合地基的沉降計算

關于復合地基沉降的計算方法有很多，在諸多方法當中，大家一致認同的方法是：當上部荷載施加在粉噴樁復合地基上，其引起的豎向沉降由樁土復合層本身的壓縮變形和復合層以下土體的沉降量兩部分組成，這兩部分之和就是復合地基的總沉降量。

式中：

E sp — 樁土復合地基模量；

E p — 樁身壓縮模量；

E s ——樁間土的壓縮模量（可用天然地基土模量）。

四、粉噴樁符合地基在房建工程中應用的工程實例

某小區(qū)共23棟樓，建筑面積約為15.7萬平方米，地下一層基礎埋深-0.4m擬定采用粉噴樁進行地基加固。

（一）、粉噴樁復合地基處理方案

根據(jù)本工程《巖土工程勘察報告》，對34#樓、38#樓、43#樓天然地基進行論證，對持力層承載力進行修正，其中，建筑物基底壓力按p k=層數(shù)乘以每層荷載加地下室荷載加筏板荷載進行估算，估算值為125KPa。天然地基承載力按照公式

進行修正，計算結(jié)果為116KPa，其中各土層承載力特征值見下表。

表1 各土層承載力特征值

即天然地基無法達到上部結(jié)構要求，所以需要使用復合地基。

（二）、粉噴樁復合地基設計方案如下：

1、樁徑

一般取決于噴粉鉆機的類型，目前大多數(shù)鉆機的鉆孔直徑為0.5m，本項目采用的樁徑d=500mm。

2 、固化劑摻入量

通常取為被加固土體重量的7%-15%，本項目選用42.5級普通硅酸鹽水泥，通過實驗確定水泥摻入比為。

3、樁長

粉噴樁的樁長通常應由上部結(jié)構對承載力和變形的要求而定，并宜穿透軟弱土層到達承載力較好的土層。粉噴樁的承載力與樁長有直接的關系，然而由于粉噴樁本身的強度原因，并不是樁長越長提供的承載力越大，粉噴樁的加固深度一般不宜超過15m。結(jié)合本項目場地地質(zhì)條件，取樁長L=10m。

（三）、結(jié)果

在試驗方案指定的區(qū)域按樁間距的不同分別各取樁鉆孔取芯，所檢測樁的位置由施工單位及監(jiān)理單位隨機制定。采用工程鉆機對水泥攪拌樁進行鉆孔取樣，可直觀地檢驗樁體強度和攪拌的均勻性。取出后當場檢驗樁芯的連續(xù)性、均勻性和硬度，并用鋸、刀割成試塊做無側(cè)限抗壓強度試驗。通過對驗段鉆孔所得芯樣判斷，取芯率均達到標準以上，芯樣完整性較好，連續(xù)性較好，未出現(xiàn)芯樣不均勻的現(xiàn)象，表明區(qū)域內(nèi)中砂層有利于粉噴樁成樁，成樁效果良好。鉆孔所得芯樣用鋸、刀割成分上中下三份試樣分別進行無側(cè)限抗壓試驗，根據(jù)所得數(shù)據(jù)可知，粉噴樁芯樣的強度測試值均不下于160KPa，說明該小區(qū)粉噴樁強度達到設計要求。

五、施工質(zhì)量控制措施

（一）、 施工人員的控制措施

施工前應做好技術交底，建立健全粉噴樁質(zhì)量保證體系。機械設備操作人員應經(jīng)過相應的崗前技術培訓，持證上崗，嚴禁無證人員上崗；堅持沒有質(zhì)量旁站人員不施工的原則。

（二）、機械設備的控制措施

工程鉆機、空氣壓縮機以及計量設備等應具備優(yōu)良的可靠性和配套性，具有質(zhì)量檢驗合格證書和計量器具檢驗證書，并處于檢定期內(nèi)；由于鉆頭葉片的形狀、數(shù)量、寬度等直接影響鉆機下沉速度，尤其會改變從淤泥軟土中鉆進時的出土狀況，應對鉆頭定期進行檢查，

結(jié)束語

通過對采用粉噴樁復合地基基礎在房建工程中的實踐驗證，加固軟土地基效果顯著， 可節(jié)省工程費用。為此， 粉噴樁加固淺基軟土地基方法在城市房建施工中是可行的， 是值得推廣應用的新方法。

參考文獻

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