高壓旋噴樁處理軟弱夾層土地基及成樁質(zhì)量檢驗(yàn)方法的研究

朱敏

摘 要：針對(duì)硬土中夾有軟弱土這一特殊工程地質(zhì)條件，對(duì)高壓旋噴樁加固處理軟弱夾層土地基進(jìn)行了探討。依托某住宅小區(qū)地基加固項(xiàng)目進(jìn)行了高壓旋噴樁的室內(nèi)配合比試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用靜力觸探試驗(yàn)檢驗(yàn)旋噴樁成樁質(zhì)量，并通過(guò)鉆孔取芯試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：地基處理;高壓旋噴樁;軟弱夾層土;靜力觸探

文章編號(hào)：2095-4085（2020）04-0086-03

20世紀(jì)80年代，高壓旋噴法逐步在國(guó)內(nèi)工程中被采用，出現(xiàn)了高壓?jiǎn)喂?、雙重管、三重管等多種旋噴施工。這些方法使高壓旋噴技術(shù)在工程應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛地被推廣使用[1]。關(guān)于軟弱土地基的加固處理國(guó)內(nèi)外學(xué)者及工程技術(shù)研究人員做了許多工作，提出了采用高壓旋噴樁對(duì)軟弱地基進(jìn)行加固處理[2，3]。根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范，旋噴樁可根據(jù)工程要求和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)采用開(kāi)挖檢查、鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)和靜載荷試驗(yàn)等方法進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，靜力觸探試驗(yàn)在有經(jīng)驗(yàn)的情況下也可以應(yīng)用[4]。本文就高壓旋噴樁處理軟弱夾層土地基及靜力觸探試驗(yàn)檢驗(yàn)旋噴樁成樁效果進(jìn)行分析探討，從而為類(lèi)似情況下的地基加固與加固質(zhì)量檢驗(yàn)提供參考。

1 工程概況

某住宅小區(qū)主要由高層及多層建筑組成，高層住宅為17層，多層住宅為6層，高層住宅區(qū)域普遍有一層地下車(chē)庫(kù)。根據(jù)勘察資料，擬建場(chǎng)地屬長(zhǎng)江沖沉積區(qū)地貌單元，地基土自上而下分層沉積，土層性質(zhì)較均勻，在上部硬土層中普遍分布有軟弱夾層土。主要土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1，土層分布情況見(jiàn)圖1。

根據(jù)地質(zhì)剖面圖揭示情況并結(jié)合土層物理力學(xué)參數(shù)，第③層粉質(zhì)黏土層為軟弱夾層土。擬建的17層高層住宅，第②層黏土層可滿足作為持力層的要求，但軟弱下臥層驗(yàn)算不滿足規(guī)范要求，故需要對(duì)軟弱夾層土第③層粉質(zhì)黏土層進(jìn)行加固處理。

2 室內(nèi)配合比試驗(yàn)

（1）鉆孔取土 鉆機(jī)鉆至軟弱夾層土第③層粉質(zhì)黏土頂部，采用91mm的厚壁取土器取土試樣。

（2）配合比試驗(yàn) 為分析水泥摻入比和齡期對(duì)水泥土性質(zhì)的影響，將所取的原狀土樣、強(qiáng)度等級(jí)為42.5普通硅酸鹽水泥按照水灰比1 ∶1、水泥摻入比分別為6.6%，9.6%，12.6%制樣，在標(biāo)準(zhǔn)條件下分別養(yǎng)護(hù)7d，14d，28d作壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果表明，同一水灰比下，水泥土的強(qiáng)度主要取決于水泥摻入比，其壓縮模量隨著水泥摻入比的增大而增大。水泥土的壓縮模量隨著齡期的增長(zhǎng)而增大，在齡期0d～7d范圍內(nèi)增加的速度較快，7d～28d范圍內(nèi)增加的速度較慢。

3 旋噴樁的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

高壓旋噴樁施工前，在本工程所處位置選擇2個(gè)區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域分別命名為A試驗(yàn)區(qū)域、B試驗(yàn)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域布置25根試驗(yàn)樁。本次試驗(yàn)采用二重管旋噴樁施工工藝，設(shè)計(jì)樁徑為800mm，采用正三角形布樁、滿堂加固。樁位平面布置圖見(jiàn)圖2。

試驗(yàn)場(chǎng)地完成場(chǎng)地平整后，測(cè)量?jī)x器進(jìn)行放樣，引孔設(shè)備就位后鉆引孔深入軟弱夾層土下部硬土層大于0.5m。旋噴設(shè)備將噴管下入孔內(nèi)進(jìn)行噴射，待漿液從孔底冒出地面或確保水泥漿液已到孔底，再旋轉(zhuǎn)2～3圈，旋噴管開(kāi)始自下而上提升，噴至樁頂標(biāo)高時(shí)繼續(xù)采用低壓噴漿1 min～2min。旋噴結(jié)束后先停水，再停漿，并提出鉆桿、清洗設(shè)備。高壓旋噴樁加固剖面圖見(jiàn)圖3，旋噴樁施工參數(shù)見(jiàn)表3。

4 靜力觸探

高壓旋噴成樁后7d，14d，28d時(shí)分別在A區(qū)域、B試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行單橋靜力觸探試驗(yàn)， 每次試驗(yàn)時(shí)將一部分靜力觸探孔布置在樁中心處，一部分布置在樁周。靜力觸探試驗(yàn)經(jīng)厚度加權(quán)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表4。

根據(jù)表4中數(shù)據(jù)分析可知下情。

（1） 軟弱夾層土經(jīng)高壓旋噴樁加固處理后，加固層的比貫入阻力隨齡期的增長(zhǎng)而增大。加固層28d齡期時(shí)的比貫入阻力是未加固前原狀土的2.8倍。

（2）樁中心處的水泥土強(qiáng)度較高，明顯高于距樁中心較遠(yuǎn)處的水泥土強(qiáng)度。

5 鉆孔取芯

鉆孔取芯試驗(yàn)是檢驗(yàn)單孔固結(jié)體質(zhì)量的常用方法，可檢測(cè)樁的樁身強(qiáng)度、樁身完整性，以及是否已嵌入樁端持力層。本工程高壓旋噴樁成樁28d后，在每個(gè)試驗(yàn)區(qū)域分別抽取5根樁進(jìn)行鉆孔取芯試驗(yàn)，用鉆孔取芯的芯樣分別進(jìn)行壓縮試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

通過(guò)與施工前室內(nèi)配合比試驗(yàn)對(duì)比，可以看出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的水泥土強(qiáng)度遠(yuǎn)小于室內(nèi)配合比試驗(yàn)，約為室內(nèi)配合比試驗(yàn)的0.57。與未進(jìn)行加固的原狀土對(duì)比，軟弱夾層土加固處理后強(qiáng)度得到大幅提升。

6 結(jié) 論

本文結(jié)合某住宅小區(qū)工程實(shí)例，介紹了高壓旋噴樁在軟弱夾層土地基加固處理中的運(yùn)用，通過(guò)室內(nèi)配合比試驗(yàn)分析了齡期、水泥摻入比對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響，高壓旋噴樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后，采用單橋靜力觸探對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行了檢驗(yàn)，同時(shí)采用鉆孔取芯法對(duì)靜力觸探檢驗(yàn)成果進(jìn)行驗(yàn)證，得出以下結(jié)論：

（1）高壓旋噴樁可應(yīng)用于軟弱夾層土的地基加固處理，軟弱夾層土加固處理后強(qiáng)度得到大幅提升，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果表明，同一水灰比下，水泥土的強(qiáng)度主要取決于水泥摻入比，其壓縮模量隨著水泥摻入比的增大而增大。通過(guò)與室內(nèi)配合比試驗(yàn)對(duì)比，可以看出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的水泥土強(qiáng)度遠(yuǎn)小于室內(nèi)配合比試驗(yàn)，約為室內(nèi)配合比試驗(yàn)的0.57，故進(jìn)行高壓旋噴樁設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)室內(nèi)水泥土的強(qiáng)度應(yīng)考慮強(qiáng)度折減系數(shù)。

（3）采用靜力觸探試驗(yàn)檢驗(yàn)高壓旋噴樁成樁質(zhì)量效果較好，并通過(guò)鉆孔抽芯試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

（4）通過(guò)靜力觸探試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析得出加固層的比貫入阻力隨齡期的增長(zhǎng)而增大且樁中心處的水泥土強(qiáng)度較高，明顯高于距樁中心較遠(yuǎn)處的水泥土強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

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