游海獅

[摘要]深層攪拌樁是軟土地基處理中的一項比較適用技術(shù),具有安全可靠、經(jīng)濟實用的優(yōu)點。介紹深層攪拌樁的適用范圍、計算方法,并對其技術(shù)要求、經(jīng)濟優(yōu)勢等進行分析,以期能在淺層地基處理中得到進一步的推廣。

[關(guān)鍵詞]深層攪拌 淺層地基 復(fù)合地基承載力

中圖分類號:TU6文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0910102-01

一、深層攪拌樁的適用范圍及在淺層地基處理中的優(yōu)勢

該法適用的土質(zhì)范圍有:淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和軟粘土。它與樁基礎(chǔ)及其它地基處理方法相比,具有振動小、噪音低的優(yōu)點,且無環(huán)境污染、無需挖土,加固深度可達15m。從技術(shù)要求來看,該法施工簡單,處理地基效果好,對周圍建筑物影響小;從造價看,該法施工期短,造價低廉,其單方造價只有同體積鋼筋混凝土樁造價的10%-15%左右,處理費用約占鋼筋混凝土及其它樁型基礎(chǔ)的1/3-2/3。如果采用425#普通硅酸鹽水泥,選用摻入比qw=12%-15%,水泥土的強度可達到0.8-1.5Mpa。

水泥攪拌樁屬于中等剛度樁,其剛度介于剛性樁與柔性樁之間,其承載性能與剛性樁相近,設(shè)計時不需設(shè)防護樁。在軟土地基處理中這種方法優(yōu)勢明顯,越來越被廣大設(shè)計人員采納,在里下河軟土地基處理中已得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益,也積累了一些設(shè)計與施工方面的經(jīng)驗。下面簡介我公司檢測的并已竣工的一幢采用深層攪拌樁工程的計算實例。

二、設(shè)計與計算實例

(一)工程概況及設(shè)計資料

該住宅樓為六層磚混結(jié)構(gòu),層高2.8m,總建筑面積為3014m2。該區(qū)第四紀地貌單元劃分系蘇北濱海海積平原,經(jīng)地質(zhì)勘察揭示的土層如下:1. 層素填土以粉土為主,軟塑,含少量的建筑垃圾等雜物,層厚2.3-2.9m;2.層淤泥質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土,褐黃-灰褐色,軟塑,層厚3.6-4.3m,fk=70-75kPa。3.層粉砂,青灰色,飽和,稍密,層厚2.2-2.5m,fk=135-140kPa。4.層粉土夾粉砂,灰色,飽和,軟塑-1可塑,層厚2.5-3.5m,fk=150kPa。5.層粉質(zhì)粘土,灰褐色,軟塑,層厚2m以上未鉆透,fk=70-75kPa。根據(jù)地質(zhì)報告以第三層粉砂層作為樁基持力層,采用樁徑=600mm,樁長L=6000mm,以自然地面下0.4m為樁頂標高。

(二)單樁承載力和室內(nèi)試塊無側(cè)限抗壓強度的確定

單樁承載力按式(1)、式(2)確定,取其中較小值。

Nd=K·qu·Ap(1)

Nd= qS·Up·L+α·Ap·fk (2)

式中:Nd-單樁豎向承載力標準值,應(yīng)通過現(xiàn)場單樁載荷試驗確定;K強度折減系數(shù),取0.35-050;qu-與攪拌樁樁身加固土配比相同的室內(nèi)加固土試塊(邊長為70.7mm的立方體,也可采用邊長為50mm的立方體)的無側(cè)限抗壓強度平均值;Ap-樁的截面積;qS-樁周長的平均摩擦力,對淤泥可取5-8Kpa,對淤泥質(zhì)土可取8-12Kpa;Up-樁周長;L-樁長;α-樁端天然地基土的承蒙辦折減系數(shù),可取0.4-0.6;fk-樁端天然地基土的承載力標準值。

本工程采用樁長6m,樁徑0.6m,樁的截面積Ap=0.283m2,樁截面周長Up=1.884m,樁端土的承載力折減系數(shù)α取0.5,強度折減系數(shù)人取0.35,樁周土的平均摩擦力qS取10kPa,樁端地基土的承載力標準值fk取135kPa。

代入(2)式求得單樁承載力:Nd=132.14kN。

將Nd代入(1)式,求出室內(nèi)水泥土試塊的無側(cè)限抗壓強度為:

Qu≥Nd/(K·Ap)=132.14/(0.35×0.283)=1334.7kPa

取現(xiàn)場需加固的軟土進行室內(nèi)試塊試驗,采用42.5級普通硅酸鹽水泥,要求水泥土強度在1335kPa以上。選用水泥摻入量15%,水灰比0.6。經(jīng)28天后,測得無側(cè)限抗壓強度qu=1350kPa。滿足要求。

(三)縱橫墻下基礎(chǔ)的樁位布置及復(fù)合地基承載力的確定

中間承重墻計算的上部建筑荷載(士0.00m以上):N=216KN/m

縱墻計算的上部建筑荷載(士0.00m以上):N=128.5KN/m

設(shè):墻下基礎(chǔ)平臺寬1.4m,埋深1.lm(見圖1)。

基礎(chǔ)及填土重:G=b·h·r=1.4×l.l×20=30.8kN

基礎(chǔ)底面壓力(橫墻):pa=(N+G)/F=(2

16+30.8)/(1.4×1)=176.29KPa

橫墻基礎(chǔ)置換率:(樁中心距600mm×600mm)

M=(0.283×2)×(1.4×1.2)=0.337

基礎(chǔ)底的壓力(縱墻):pa=(128.5+30.8)

/1.4=113.8kPa

縱墻基礎(chǔ)置換率:(中心距:600mm×800mm)

M=(0.283×2)/(1.4×1.6)=0.253

復(fù)合地基承載力:(橫墻)

fsp=(m·Nd)/Ap+B(1-m)fk

=(0.337×l32.14)/0.283+0.5(1-0.337)×70

=157.35+23.2=180.5KPa

B為樁間土承載力折減系:

樁端為軟土?xí)r取0.5-1.0;樁端為硬土?xí)r取B<0.5

fk為基礎(chǔ)底面土層的天然地基承載力,本工程取70KPa

縱墻:fsp=(0.253×l32.14)/0.283+0.5(1-0.253)×70=118.13+

26.14=l44.3kPa

橫墻:fsp=180.5kPa>l76.29kPa

縱墻:fsp=144.3kPa>ll3.8kPa

本深層攪拌樁工程施工結(jié)束后,我公司分別進行了輕便觸探和靜載荷試驗,結(jié)果均滿足設(shè)計及規(guī)定要求。

三、結(jié)語

1.深層攪拌有其獨特的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟性,但使用時應(yīng)注意其適用性,對于粉噴樁,表層含水量不足30%的應(yīng)采取合理的施工措施。2.設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)本地經(jīng)驗,結(jié)合施工檢測反饋的信息,不斷完善設(shè)計參數(shù)取值。3.施工單位的管理水平及人員素質(zhì)對施工質(zhì)量至關(guān)重要。4.該方法可普遍適用于七層以下的工業(yè)與民用建筑的軟土地基加固,特點是材料簡單、造價低廉且不需要粗細骨料,只需用水泥作固化料,摻灰比一般控制在12%-15%。5.大量的工程及試樁資料表明,樁長和樁身強度是承載力的決定因素。6.由于該方法在施工中沒有大的噪音和污染,基坑開挖泥土量小,特別適用于中小城鎮(zhèn)及施工場地狹小的建筑物地基加固。

參考文獻:

[1]JGJ79-91,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].