營口地區(qū)某工程的深層攪拌水泥樁地基施工

1、營口地區(qū)某工程的深層攪拌水泥樁地基施工簡介： 本文主要介紹了該工程的方案設(shè)計以及加固效果。該工程成功將深層攪拌水泥土樁用于該地區(qū)住宅樓的地基處理，取得了較好的經(jīng)濟效益，同時結(jié)合工程實際進行了大量試驗工作，為該地區(qū)推廣使用水泥土樁提供了有力借鑒。關(guān)鍵字：深層攪拌水泥土樁 面積置換率 復(fù)合地基承載力 相關(guān)站中站： 加固基礎(chǔ) 加固螺栓錨固 深層攪拌水泥土樁是利用水泥作為固化劑主劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成滿足工程需要的優(yōu)質(zhì)地基。遼寧省營口地區(qū)某住宅小區(qū)住宅樓共10棟，每棟樓層均為5層，歐式建筑風格，磚混

2、結(jié)構(gòu)。設(shè)計要求基底地基承載力值為180kpa，根據(jù)場地條件，決定采用深層攪拌水泥土樁。2003年4月開始施工，2003年5月進行地基處理。平面布置請見圖1。 圖1 場地平面布置圖1 工程地質(zhì)概況 1.1 地形地貌 場區(qū)原始地形北高南低，地面標高最大值17.20m，最小值15.80m，地表相對高差1.40m。場地所處地貌類型為山前坡麓地帶。1.2 地層 本場區(qū)在勘察深度內(nèi)，地基土自上而下分為如下：層雜填土：灰褐色，主要由建筑垃圾爐灰渣碎石土等組成。潮濕，結(jié)構(gòu)松散，厚度不均勻。場區(qū)內(nèi)普遍分布，厚度1.20-3.50m。層粉質(zhì)粘土夾粘土：棕黃色-棕褐色，飽和，軟塑，局部呈流塑狀態(tài)，搖震反應(yīng)強烈，干強

3、度低，高壓縮性。場區(qū)內(nèi)普遍分布，厚度1.50-4.00m。(3-1) 層粉質(zhì)粘土：灰黃褐色，飽和，可塑，切面較光滑，搖震反應(yīng)無，干強度高，中等壓縮性。場區(qū)內(nèi)分布不均，厚度1.50-4.50m。(3-2) 層粉質(zhì)粘土：灰色，飽和，軟塑，含腐植物及腐爛木頭，局部夾淤泥質(zhì)粘土，搖震反應(yīng)強烈，干強度低，高壓縮性。主要分布于1-4號樓，厚度1.50-4.00m。層粉質(zhì)粘土混礫石：灰蘭色及灰黃綠色，飽和，可塑，中等壓縮性，含礫石約20%，礫石為石英巖，形狀以次圓狀為主，中等風化。該層未穿透。1.3 地下水 在層、(3-1) 層地層中含上層滯水，地下水補給來源主要為大氣降水及周邊排放生產(chǎn)生活用水滲入補給，地

4、下水較發(fā)育。初見水位埋置深度為1.5-2.5m，穩(wěn)定水位埋置深度0.5-1.4m。1.4 場區(qū)地基土主要物理性質(zhì)指標 表1.4 地基土主要物理性質(zhì)指標取土編號(m)含水率w%重度kn/m飽和度 sr- -天然孔隙比e0-塑性指數(shù)ip液性指數(shù)il壓縮模量(mpa)粘聚力kpa內(nèi)摩擦角(°)層雜填土-層粉質(zhì)粘土夾粘土32.218.8960.91614.00.863.415.95.4(3-1) 層粉質(zhì)粘土29.719.1960.84615.20.575.026.86.9(3-2) 層粉質(zhì)粘土33.618.6960.95915.10.843.014.23.8層粉質(zhì)粘土混礫石26.619.79

5、70.74714.00.475.824.04.61.5 地基土承載力及巖土工程參數(shù) 表1.5 地基土承載力及巖土工程參數(shù)地層承載力特征值(kpa)標準貫入（擊）樁周側(cè)阻力特征值qs(kpa)樁端承載力特征值qp(kpa)層雜填土-層粉質(zhì)粘土夾粘土1203.213-(3-1) 層粉質(zhì)粘土1606.416-(3-2) 層粉質(zhì)粘土1103.712-層粉質(zhì)粘土混礫石2008.9182002 方案設(shè)計 2.1 設(shè)計計算 擬定樁身直徑d=500mm，ap=0.196m2，采用po 32.5級水泥，每延米樁體水泥摻加量為50kg。水泥漿液水灰比0.450.55。根據(jù)巖土工程勘察報告，層粉質(zhì)粘土混圓礫是穩(wěn)定地

6、層，其承載力特征值fak=200kpa，是良好的樁端持力層，（3-1）、（3-2）層分布不均，因此，深層攪拌樁復(fù)合地基以層為樁端持力層，樁長在7米左右。2.1.1 單樁承載力確定： (1)根據(jù)地質(zhì)報告，選擇典型鉆孔4孔和10孔進行驗算。4孔計算如下：按地基處理規(guī)范11.2.41公式ra=upqsi·li+·qp·ap（i）式中取0.5。ra=0.5×3.14×（4×13+3×160.5×18）+0.5×200×0.196=190kn10孔計算如下：按公式（i）計算ra=0.5×3.14

7、×2.7×13+3.8×12+0.5×18+0.5×200×0.196=160kn(2)樁身強度驗算，根據(jù)經(jīng)驗fcu可取2.0mpara=·fcu·ap（式中可取0.33）ra=0.33×2000×0.196=129.4kn根據(jù)規(guī)范(jgj792002)11.2.4條單樁豎向承載力特征值按ra=129kn選擇表2.2.1-1 4孔各土層參數(shù)土層代號土層厚度l(m)qs(kpa)qp(kpa)fak(kpa)413 120(3-1)316 1600.518200200表2.2.

8、1-2 10孔各土層參數(shù)土層代號土層厚度l(m)qs(kpa)qp(kpa)fak(kpa)2.713 120(3-2)3.812 1100.5182002002.1.2 確定面積置換率m本工程所需復(fù)合地基承載力特征值fspk=180kpa,單樁豎向承載力特征值按ra=129kpa選擇，按規(guī)范（9.2.5）公式計算的如下：按地質(zhì)報告 fsk=120kpa，值可取0.65即：m=17.6%因此本工程按m=18布置樁。2.2 樁體空間布置 根據(jù)設(shè)計計算所確定的參數(shù)，進行布局。如圖2所示為4#樓地基處理平面圖的一部分，水泥土樁主要沿建筑物軸線按三角形布置，間距在0.80m-1.7

9、0m不等。圖3為某位置基礎(chǔ)處理剖面圖。 圖2 樁體平面布置圖（某棟樓局部） 3 施工3.1 施工步驟 本工程中采用djb-10型深層攪拌機，主要施工步驟如下：（1）在攪拌機進場前，整平場地，根據(jù)設(shè)計圖紙準確放線，保證放線的誤差不得大于20mm，并用易于觀察的標志物對樁體中心進行標識。（2）攪拌機自身調(diào)整定位，在作業(yè)平臺保持水平及攪拌桿保持豎直的基礎(chǔ)上攪拌頭中心對準樁心位置。（3）預(yù)攪下沉至設(shè)計標高。（4）待深層攪拌機下沉到一定深度時，即開始按確定的配合比制備水泥漿。（5）邊噴漿邊攪拌提升至預(yù)定的停漿面。（6）全程復(fù)攪一遍。（7）清洗機械設(shè)備。（8）關(guān)閉攪拌機械。（9）移位，重復(fù)（2）-（8）步

10、驟。 3.2 質(zhì)量檢驗 在施工過程中應(yīng)進行全程質(zhì)量檢驗，并作詳細記錄，主要注意以下問題：（1）水泥漿要嚴格按設(shè)計的配合比配置，要預(yù)先篩除水泥中的結(jié)塊，從而防止水泥離析。（2）壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管道不能發(fā)生堵塞。（3）嚴格控制噴漿、攪拌提升速度及復(fù)攪速度。（4）保證作業(yè)平臺水平，注意到向架的垂直度。4 檢測結(jié)果及效果分析根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范jgj79-2002、建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范gb50202-2002對地基處理質(zhì)量和效果進行了工程檢測。同時為了更清楚了解該地基處理方法在該地區(qū)的處理效果，對樁體和樁間土安排了一些試驗。4.1 單樁復(fù)合地基載荷試驗 由于場地地層簡單

11、，建筑物相距很近，故本次工程僅做單樁復(fù)合地基載荷試驗，而不做單樁載荷試驗。在抽樣2#樓、7#樓均做3個點，其余各樓做1個點。根據(jù)單樁復(fù)合地基載荷試驗的具體要求以及本次工程中地基處理的各項巖土工程參數(shù)，選取承壓板為邊長為1.00m的方形試驗板；試驗荷載不小于360kpa。圖4為7#樓載荷試驗的p-s曲線。7#摟載荷試驗最大沉降量15.32mm，復(fù)合地基承載力特征值大于180kpa。該工程各載荷試驗的結(jié)果除8#樓沉降量略有偏大外其余都滿足設(shè)計要求。4.2 樁間土土工試驗主要物理力學(xué)性質(zhì)指標 為檢驗樁間土物理性質(zhì)指標的變化，在成樁24天-28天時鉆孔13個，總進尺101m，取土71個。表4.2 樁間

12、土土工試驗主要物理力學(xué)性質(zhì)指標取土編號(m)含水率w%重度kn/m飽和度 sr- -天然孔隙比e0-塑性指數(shù)ip液性指數(shù)il壓縮模量(mpa)粘聚力kpa內(nèi)摩擦角(°)層粉質(zhì)粘土夾粘土30.918.995 0.884 14.5 0.773.8 17.36.2(3-1) 層粉質(zhì)粘土24.718.884 0.798 14.9 0.555.2 26.68.8(3-2) 層粉質(zhì)粘土29.618.791 0.885 15.6 0.823.9 20.25.3層粉質(zhì)粘土混礫石27.220.1103 0.715 14.8 0.405.6 30.16.14.3 樁間土標準貫入試驗 成樁24-28天時進

13、行標準貫入試驗，試驗數(shù)據(jù)如圖5及表4.3所示。表4.3 樁間土標準貫入試驗地層代號標準貫入（擊）-4.3(3-1) 6.9(3-2) 4.89.1表4.2及表4.3樁間土試驗結(jié)果說明，水泥土深層攪拌法對樁間土的影響是顯著的，土層的物理性質(zhì)指標與力學(xué)性質(zhì)指標都有不同程度的提高。這個主要是由于離子交換的緣故。4.4 樁體試塊試驗表4.4 試塊取樣工作量表人工制樣原位樁樣備注10%15%20%30%1444444試塊標準 ：50mm×50mm×50mm284444440444449044444本試驗包括兩個部分，一部分為原位樁體采集試塊，一部分為不同摻合比人工制作試塊試驗。主要工

14、作量見表4.4。圖6與圖7為人工制作試塊不同摻合量、不同標養(yǎng)齡期情況下fcu的比較。圖8為現(xiàn)場取得的原位樁體試塊在不同標養(yǎng)齡期情況下fcu的比較。由以上試塊試驗結(jié)果可以看出，該場地的地基處理樁體強度取決于機械攪拌的均勻程度、水泥的摻合量、齡期以及現(xiàn)場地層土類別（1）機械攪拌是否均勻是至關(guān)重要的因素。對軟土地基深層攪拌樁加固技術(shù)來說，由于機械的切削攪拌作用，實際上不可避免的會留下一些未被粉碎的大小土團。在拌入水泥后將出現(xiàn)水泥包裹土團的現(xiàn)象，而土團之間的大孔隙基本上已被水泥顆粒填滿，就會出現(xiàn)強度較大水穩(wěn)定較好的水泥石區(qū)和強度較低的土塊區(qū)。因此，水泥與土之間的強制攪拌越充分，土塊被粉碎得越小，水泥分布到土中越均勻，則水泥土結(jié)構(gòu)強度的離散性越小，其宏觀的總體強度也越高。（2）樁體的強度隨著水泥摻入比的增加而增大，當摻入比大于20%時有加速增長的趨勢。（3）樁體的強度隨著水泥齡期的增長而增大，在齡期超過28后仍有明顯的增加；當齡期超過40天之后水泥土樁的強度增長才減緩；在該場區(qū)中，樁體在成樁28天時強度是成樁90天時的80%-90%。5 結(jié)語