振沖碎(卵)石樁與壓力灌漿組合式復(fù)合地基在工程中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：振沖碎（卵）石樁；壓力灌漿；組合式復(fù)合地基 

中圖分類號(hào)：tu74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：2095-2104（2012）08-0020-02 

 

1前言 

成都位于川西平原的中部東側(cè)，市區(qū)大部分座落于岷江水系ⅰ級(jí)階地，該區(qū)地基土以卵石層為主，埋深一般2.0～6.0m，分布廣，厚度大（一般厚度15～35m），卵石層多呈稍密～中密狀態(tài)，具有較高的強(qiáng)度和較低的變形特征，成都地區(qū)的高層建筑多以此為持力層。但是，由于沉積環(huán)境及水動(dòng)力條件的變化，卵石層中常分布有厚度不等、呈夾層狀或透鏡體狀的砂層（部分含少量的卵礫石），其承載力低，均勻性較差，不能滿足上部結(jié)構(gòu)物承載力要求，需對(duì)其加以處理。常見的地基處理方法有換填法、振沖法和壓力灌漿等等，換填法局限于地下水位以上作業(yè)，而單一的振沖法或壓力灌漿法處理砂層很難滿足高層建筑對(duì)強(qiáng)度和變形的要求。由此就產(chǎn)生了把振沖法和壓力灌漿法結(jié)合起來加以使用的思路，并運(yùn)用于部分高層建筑的地基處理工程中，使之形成振沖樁、壓力灌漿組合式復(fù)合地基[1]，收到了理想的效果。 

2振沖樁壓力灌漿組合式復(fù)合地基機(jī)理 

2.1 復(fù)合地基加固機(jī)理 

（1）振沖碎（卵）石樁加固砂土機(jī)理 

碎石樁加固砂土地基主要作用是擠密作用和置換作用。在砂性土層中利用振動(dòng)水沖的造孔機(jī)制，加入碎（卵）石等粗骨料，分段振密，形成碎石樁復(fù)合地基，提高了地基土的強(qiáng)度，改善了地基土的排水條件，有效地防止砂土液化；同時(shí)也為下一步壓力灌漿的可灌性提供了保證。 

（2）壓力灌漿的加固機(jī)理 

滲入式壓力灌漿的實(shí)質(zhì)是利用地基土層的滲透性，使?jié){液在一定的灌漿壓力作用下滲入目的層，充填于目的層的孔（空）隙內(nèi)，使其凝固形成結(jié)構(gòu)致密、強(qiáng)度較高的“固結(jié)體”，從而有效地改善和提高目的層的強(qiáng)度和抗變形能力。 

本文結(jié)合成都市某10層（含地下室1f）商住樓采用振沖碎（卵）石樁、壓力灌漿組合式復(fù)合地基加固處理軟弱砂土地基的工程實(shí)例，對(duì)組合式復(fù)合地基進(jìn)行探討和研究。 

3組合式復(fù)合地基的設(shè)計(jì) 

3.1工程概況 

該擬建物為呈一字型展布的a、b兩幢組成，占地面積為2900㎡，地面以上9層，采用框架結(jié)構(gòu)，獨(dú)立柱基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)要求柱底壓力400kpa，設(shè)有一層地下層，基底埋深-6m左右，建筑物等級(jí)為二級(jí)。 

場(chǎng)地基坑已開挖至預(yù)定深度，南端坑壁未作支護(hù)處理，其余三面均作簡易噴錨支護(hù)，場(chǎng)地地下水降至坑底-2.5m左右。 

3.2場(chǎng)地地基條件 

場(chǎng)地地基土自上而下為：人工填土、粘性土、粉土及砂礫卵石土。在a幢建筑物南端，卵石層相變較大，基底1.0～1.5m深度以下遍布中細(xì)砂層（局部夾少量的卵礫石），厚一般2.0～3.0m，部分厚達(dá)4.0m左右，分布面積約750㎡，該砂層呈松散狀態(tài)，強(qiáng)度較低，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為160kpa，設(shè)計(jì)要求對(duì)此范圍內(nèi)的砂層進(jìn)行加固處理，處理后的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不小于400kpa。 

3.3地基處理方案的選擇 

（1）換填處理：需處理地段砂層較厚，換填工作量較大，已有降水井不能滿足開挖深度要求，且南端基坑壁未作支護(hù)，過深換土開挖極有可能危及坑壁的穩(wěn)定。 

（2）壓力灌漿處理：該處理地段以中細(xì)砂為主，采用滲入式壓力灌漿處理，可灌性較差，處理效果并不理想。 

（3）振沖碎（卵）石樁處理：雖然砂類土非常適合振沖加固處理，但本工程對(duì)地基加固要求較高，單一的碎石樁復(fù)合地基難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 

鑒于上述原因，并結(jié)合以往軟弱地基處理的成功經(jīng)驗(yàn)，最后確定為振沖碎（卵）石樁+壓力灌漿的組合式復(fù)合地基處理方案，較好的解決了有關(guān)技術(shù)和施工方面的問題。 

3.4組合式復(fù)合地基的設(shè)計(jì) 

（1） 振沖碎（卵）石樁：碎石樁復(fù)合地基承載力公式為： 

fsp.k=mfp.k+(1-m)fs.k[2] 

式中：fsp.k—碎石樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kpa）； 

fp.k—樁體單位截面積承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kpa），取2.5； 

fs.k—樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kpa），按地勘報(bào)告取160kpa； 

m—面積置換率，取0.4。 

fsp.k＝0.4×2.5×160+（1-0.4）×160 

＝256 kpa 

（2）壓力灌漿：目前采用滲入式壓力灌漿對(duì)砂卵石層的加固效果其理論計(jì)算公式尚無規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，仍處在經(jīng)驗(yàn)探索、總結(jié)和完善過程中。根據(jù)類似工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在振沖碎（卵）石樁復(fù)合地基（fsp.k＝256 kpa）的基礎(chǔ)上，再采用壓力灌漿法對(duì)其補(bǔ)強(qiáng)處理，完全能夠滿足設(shè)計(jì)對(duì)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk≥400 kpa）的要求。 

3.5參數(shù)選定 

按照以上設(shè)計(jì)，參數(shù)選定如下： 

振沖碎（卵）石樁，按等腰三角形滿堂布樁，樁距、排距均為1m左右；壓力灌漿，壓漿點(diǎn)按網(wǎng)度約為1×2m的矩形布設(shè)，灌漿壓力為0.8～1.2mpa，主要水灰比為4：1、2：1、1：1，每孔（點(diǎn)）進(jìn)漿量為1～2t。 

4、組合式復(fù)合地基的施工 

4.1振沖碎（卵）石樁施工：采用zcq—30型振沖器，其振沖器電動(dòng)功率30kw，振動(dòng)力9.4×104n，振沖器外徑350mm。在施樁過程中，密實(shí)電流控制在50～60a，每次填料量為0.1～0.3m3，留振時(shí)間為30～60s。由于加固砂層頂部上覆1.0～1.5m厚的稍密卵石層，在施工初期采用高電流（80a），低水壓施樁，其結(jié)果表現(xiàn)為振沖器跳動(dòng)劇烈，成孔速度緩慢，經(jīng)改用低電流（50～60a）、高水壓（500～700 kpa）后，成孔效果明顯，可達(dá)1.0～1.5m/min成孔速度，既節(jié)省了工期，又避免了對(duì)上覆卵石層過多的破壞。在近坑壁一側(cè)，加密布樁，采用間隔跳打的方式施工，并適當(dāng)降低密實(shí)電流值，減少留振時(shí)間，以保證坑壁的穩(wěn)定。 

4.2壓力灌漿施工：采用sh—30型沖擊鉆機(jī)進(jìn)行勘探和成孔工作，用sns200/100型注漿泵進(jìn)行壓漿。壓力灌漿施工工藝流程為：（1）n120動(dòng)力觸探檢測(cè)，查明并準(zhǔn)確圈定處理目的層層位范圍、埋深及厚度，據(jù)此制作壓漿鋼管（主要是“花管”）并埋入目的層中；⑵埋管全部結(jié)束后，在處理范圍內(nèi)地表整體鋪設(shè)厚約30cm的c10砼墊層，以封閉地表，防止不正常冒漿，增加上覆壓力；⑶待砼墊層達(dá)到一定的強(qiáng)度后，開始連接壓漿管線、配制漿液和壓（射）水試驗(yàn)以及壓入水泥漿液（漿材選用425#峨眉普通硅酸鹽水泥）。 

本次施工由于場(chǎng)地地下水位較高，為了預(yù)防壓漿管出現(xiàn)涌砂堵塞現(xiàn)象，在埋設(shè)壓漿管前普遍對(duì)其花管作了纏2～3層薄膠帶的處理，對(duì)個(gè)別涌砂堵塞的壓漿管采用空壓機(jī)送風(fēng)洗通，保證漿液流暢。 

5組合式復(fù)合地基的檢測(cè) 

5.1動(dòng)力觸探檢測(cè)