高壓旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中的應(yīng)用

楊懷雄

摘要：淤泥質(zhì)軟基加固常常使用高壓旋噴樁與碎石褥墊層的組合方法，有效提高了淤泥質(zhì)軟基的復(fù)合承載力，其中高壓噴樁能增強(qiáng)地基的承載力，碎石褥墊層則能使樁體與樁間一同承擔(dān)上部的荷載、調(diào)節(jié)樁等，使箱梁施工荷載均勻分布，從而控制地基的絕對(duì)沉降及均勻沉降等。文章分析了下高壓旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁；碎石褥墊層；淤泥質(zhì)軟基；地基加固；地基承載力 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TU472 文章編號(hào)：1009-2374（2016）17-0106-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.051

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)一些臨海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)也逐漸利用海洋資源進(jìn)行發(fā)展，圍海造陸，積極利用臨近港口優(yōu)勢(shì)，在新建陸區(qū)內(nèi)建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，其中的道路工程也是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一。道路工程跨越建筑物常使用預(yù)制梁或者現(xiàn)澆梁方式構(gòu)建，這種建設(shè)方法具有整體性能好、結(jié)構(gòu)剛度大等優(yōu)點(diǎn)，采用高壓旋噴樁與碎石褥墊層結(jié)合，進(jìn)一步提升現(xiàn)澆梁支架地基的承載力。

1 工程概況

以廣東省某市區(qū)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目工程為例，分析高壓旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中的應(yīng)用，該工程建設(shè)過(guò)程中，一條新建成的道路會(huì)從一座新建的箱涵頂面橫跨過(guò)，而且這個(gè)箱涵的總長(zhǎng)度是50m，中間部位有一道沉降縫，與箱涵北段有24m的距離，箱涵內(nèi)凈空尺寸是3×3.2m。工程箱涵結(jié)構(gòu)完成之后，可以通過(guò)觀(guān)測(cè)沉降得出：箱涵北段有較大沉降，結(jié)合有關(guān)勘察單位提供地質(zhì)資料可以知道：這個(gè)部位箱涵基底是8～10m的厚淤泥層，其承載力較小，而且處理原地基時(shí)就只換填了大約3m厚的片石，涵箱頂部到道路施工完成面還有厚覆土1.5m及道路結(jié)構(gòu)層都尚未施工。而且如果考慮箱涵通水使用及涵頂完成后通車(chē)等荷載作用，可以得出箱涵非常有可能產(chǎn)生更大的不均勻沉降一直到其結(jié)構(gòu)破壞。為確保箱涵使用及其上部結(jié)構(gòu)安全，一定要使用加固處理措施對(duì)其箱涵北段箱底地基。

2 施工方案

該工程淤泥軟基加固使用了旋噴樁加固地基與碎石褥墊層均布荷載，以此提升淤泥質(zhì)地基的復(fù)合承載力，大體施工技術(shù)方案如下：推進(jìn)旋噴樁進(jìn)入相對(duì)持力層，將土體擠密，水泥硬化過(guò)程中會(huì)吸收土體中的水分，從而改良提升地基的承載力，處理樁頭前應(yīng)將地表平整壓實(shí)好，平整壓實(shí)需要通過(guò)碎石褥墊層實(shí)現(xiàn)。再將混凝土墊層澆筑其上，并將鋼塑格柵安裝在碎石層內(nèi)，更好地增強(qiáng)墊層的整體性，防止其出現(xiàn)整體性彎裂，上部荷載應(yīng)均勻布置，保證樁體能夠與樁間土一同受荷，從而達(dá)到有效控制地基的絕對(duì)沉降或者差異沉降，提升建筑物對(duì)地基承載力，使其更符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 高壓旋噴樁與碎石褥墊層施工技術(shù)在淤泥質(zhì)軟基加固中的應(yīng)用

3.1 制定施工技術(shù)流程

地基加固工程建設(shè)，首先要確定、制定出施工技術(shù)流程，詳細(xì)技術(shù)流程如下：參數(shù)確定→場(chǎng)地的清理平整→上部結(jié)構(gòu)物位置樁位放樣的測(cè)放→高壓旋噴樁施工→鋪筑碎石褥墊層→平整壓實(shí)→澆筑混凝土墊層。

3.2 具體操作要點(diǎn)及方法

3.2.1 確定參數(shù)。參數(shù)確定主要有如下內(nèi)容：旋噴樁深度需要穿過(guò)表層的淤泥軟弱層，然后進(jìn)入下部比較硬土持力層要大于1m，將此確定為樁的深度；高壓旋噴樁應(yīng)按照等邊三角形布置，布置好之后是梅花型，旋噴樁間距離為1.8m，提前測(cè)量放樣結(jié)構(gòu)物的尺寸在有結(jié)構(gòu)物承載的區(qū)域內(nèi)，依據(jù)上部結(jié)構(gòu)物荷載對(duì)分布樁位進(jìn)行局部調(diào)整；因?yàn)榈鼗陨砭哂休^低的承載力，因此可以選用自重較輕、且能夠步履移動(dòng)的成樁設(shè)備；設(shè)置旋噴樁直徑為600mm，其噴射提升速度在15～25cm/min之間，并使樁頂標(biāo)高以下的1m中的慢速?lài)姖{控制在10cm/s之內(nèi)，設(shè)置20MPa的注漿壓力，漿液按照水灰比為1∶1比例進(jìn)行配置，漿液攪拌制作使用po32.5硅酸鹽水泥、自來(lái)水等進(jìn)行拌制；高壓旋噴樁應(yīng)在頂上鑿50m，碎石0.6～53mm，厚度設(shè)置在20～30mm，并將鋼塑格柵鋪設(shè)在中間；現(xiàn)澆橋梁等進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)在上部鋪設(shè)15cm的C20砼，排水坡采取橫向雙向1.5%設(shè)置；計(jì)算單樁承載力：計(jì)算高壓旋噴單樁豎向的承載力的特征值應(yīng)該采取相應(yīng)的公式，并取其中比較小的數(shù)值，高壓旋噴單樁豎向的承載力特征值公式：，然后再計(jì)算置換率，

置換率計(jì)算公式為：m=，最后將復(fù)合地基承載力特征值計(jì)算出來(lái)：，綜合上述這些計(jì)

算得出復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值是103.30kPa，滿(mǎn)足了現(xiàn)澆箱梁支架地基需要的地基承載力。

3.2.2 旋噴樁布置。樁間距離依據(jù)上部結(jié)構(gòu)物分布情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，對(duì)荷載集中的部位間距應(yīng)加密，放大荷載較小部位。將樁位放樣與成樁偏差控制在10cm以?xún)?nèi)。

3.2.3 高壓旋噴樁的作用。高壓旋噴樁的作用主要是對(duì)注漿壓力、噴射提升速度及漿液質(zhì)量進(jìn)行控制，確認(rèn)樁深度已經(jīng)進(jìn)入相對(duì)持力層以下之后，對(duì)那些地質(zhì)不均勻地方可以對(duì)其適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)勘探明，保證工藝具有經(jīng)濟(jì)性，而且最好將深度控制在16m以?xún)?nèi)。成樁之后要檢測(cè)單樁承載力與樁身的完整性。

3.2.4 高壓旋噴樁成樁后處理方法。高壓旋噴樁成樁工作完成后，就可以開(kāi)展場(chǎng)地的二次平整清理，二次平整清理應(yīng)該使用推挖設(shè)備進(jìn)行處理，確保樁身達(dá)到一定強(qiáng)度之后，再使用壓路機(jī)將其壓實(shí)。

3.2.5 碎石褥墊層的鋪筑。碎石褥墊層鋪筑工作的開(kāi)展，首先要進(jìn)行施工準(zhǔn)備，主要是準(zhǔn)備材料及主要機(jī)具：選取天然級(jí)配砂石或者是人工級(jí)配砂石，最好使用質(zhì)地比較堅(jiān)硬的中、粗砂或者是其他工業(yè)廢粒料，也可以選用細(xì)砂在缺少中、粗砂及礫石，再摻入一定數(shù)量碎石或卵石使其符合設(shè)計(jì)要求，顆粒級(jí)配應(yīng)良好，砂石材料中不能含有草根、樹(shù)葉等有機(jī)雜物或垃圾，級(jí)配砂石做排水固結(jié)地基時(shí)，其含泥量最好小于3%，碎石與卵石最大粒徑不能超出墊層或虛鋪厚度的2/3，并且最好不要大于50mm。機(jī)具主要有木夯、蛙式或者柴油打夯機(jī)、壓路機(jī)及噴水用膠管、鋼尺等。然后是選取符合作業(yè)條件的施工場(chǎng)地，做好這些后，正式進(jìn)行碎石褥墊層的鋪筑，主要操作過(guò)程與工藝如下：第一步：檢查砂石質(zhì)量，對(duì)其實(shí)施技術(shù)鑒定，若檢查為人工級(jí)配砂石，應(yīng)將其拌合均勻，使其質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求或規(guī)范；第二步：分層鋪筑砂石，每層砂石鋪筑厚度通常情況下是15～20cm，最好不要超過(guò)30cm，使用樣樁控制分層的厚度，根據(jù)不同條件，使用夯實(shí)或者是壓實(shí)方法，然后進(jìn)行大面積砂石墊層，墊層鋪筑厚度應(yīng)達(dá)到35cm，并使用6～10t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。砂與砂石地基面最好鋪設(shè)在同一標(biāo)高上，如果標(biāo)高不同，應(yīng)將基土面挖成踏步或者是斜坡形，注意夯實(shí)搭搓處，按照先深后淺順序開(kāi)展施工。鋪筑的砂石應(yīng)級(jí)配分布均勻，如果有砂窩或石子成堆現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)挖出這處砂子或石子，然后將其分別填入級(jí)配好的砂石中；第三步：灑水，這項(xiàng)工作在級(jí)配砂石夯實(shí)碾壓前進(jìn)行，分析當(dāng)?shù)馗蓾癯潭燃皻夂驐l件，適當(dāng)灑水確保砂石具有最佳的含水量，通常是8%～12%；第四步：夯實(shí)或碾壓，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定夯實(shí)或碾壓的遍數(shù)，使用水夯或蛙式打夯機(jī)時(shí)，應(yīng)使其落距保持在400～500mm之間，應(yīng)一夯壓半夯，連接下去，進(jìn)行全面夯實(shí)，通常不少于3遍，然后使用壓路機(jī)反復(fù)碾壓，并且碾壓不少于4遍，輪距搭接不少于50cm，使用人工或蛙式打夯機(jī)對(duì)邊緣及轉(zhuǎn)角處進(jìn)行補(bǔ)夯密實(shí)；第五步：找平與驗(yàn)收，找平要分層實(shí)施，然后進(jìn)行夯實(shí)壓密，設(shè)置純砂檢查點(diǎn)，取樣使用200cm3環(huán)刀，將干砂質(zhì)量密度測(cè)定出來(lái)，測(cè)定下層密實(shí)度合格后，再進(jìn)行上層施工，測(cè)量貫入度使用貫入儀及鋼筋等，如果其小于試驗(yàn)所確定貫入度即為合格，完成最后一層壓夯之后，其表面應(yīng)拉線(xiàn)找平，符合設(shè)計(jì)規(guī)定標(biāo)高。

4 應(yīng)用效果分析

旋噴樁與碎石褥墊層在淤泥質(zhì)軟基加固中應(yīng)用具有較好效果，主要表現(xiàn)為：通過(guò)兩種組合工藝的結(jié)合，滿(mǎn)足了現(xiàn)澆梁變形要求；這種施工方法簡(jiǎn)便快速、成本低，安全風(fēng)險(xiǎn)也較?。缓罄m(xù)投入也大大減小。

5 結(jié)語(yǔ)

旋噴樁與碎石褥墊層結(jié)合技術(shù)適用于那些臨海抽填造陸的地區(qū)，這些地區(qū)充分了利用了當(dāng)?shù)睾Ｑ筚Y源，經(jīng)過(guò)圍海造陸及抽填造陸等途徑，開(kāi)辟了更多城市建設(shè)用地，然后在這些地方進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，其中的道路工程是基礎(chǔ)建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，道路工程實(shí)施時(shí)常常使用現(xiàn)澆梁方式，道路地基承載力的提高需要借助旋噴樁與碎石褥墊層結(jié)合技術(shù)實(shí)現(xiàn)。本文就具體工程概況進(jìn)行了分析，然后制定出施工技術(shù)方案，接著開(kāi)展實(shí)際施工操作，最后對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，認(rèn)為這種聯(lián)合應(yīng)用前景十分廣闊。

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（責(zé)任編輯：小 燕）