韋華思

0 引言

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是一種新型、有效、可靠的處理軟弱地基的方法,具有施工速度快、承載力高、成樁質(zhì)量好、沉降量小且均勻、利于保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。近幾年來(lái),復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)在北京、河北、天津、浙江等地區(qū)已有大量工程應(yīng)用實(shí)例[1],但在廣西省樂(lè)業(yè)縣地區(qū)還沒(méi)有應(yīng)用。在樂(lè)業(yè)渡假大酒店工程中,首次嘗試使用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行處理,效果良好。筆者對(duì)工程地基處理實(shí)例進(jìn)行了分析總結(jié),為推廣應(yīng)用該技術(shù)提供可靠依據(jù)。

1 工程概況

樂(lè)業(yè)渡假大酒店位于樂(lè)業(yè)縣城南開(kāi)發(fā)區(qū),開(kāi)發(fā)建設(shè)單位為廣西天坑房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司。大酒店是一座主樓為6層,附樓為2層～3層的群樓,底層占地面積為2 475 m2,建筑面積為11 668 m2,采用框架結(jié)構(gòu)。場(chǎng)地的巖土工程勘察工作由百色市綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)院承擔(dān)。工程場(chǎng)地位于樂(lè)業(yè)縣城南26 m大道北側(cè),場(chǎng)地原為低洼地帶的耕作區(qū),后經(jīng)填土形成東高西低的地形,地面坡度較為平緩,場(chǎng)地地勢(shì)起伏不大,場(chǎng)地地形地貌較為簡(jiǎn)單。場(chǎng)地地下水主要為孔隙潛水,地下水位埋深一般在地表下7 m左右,地下水賦存的地質(zhì)條件透水性較弱,含水量較少,地下水變化幅度不大,場(chǎng)地水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單。

2 工程施工場(chǎng)地地層分布及結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度特征

根據(jù)鉆探揭露表明,場(chǎng)地出露地層均為沖積地層,自上而下由素填土、耕土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、含碎石黏土、粉砂、卵石和灰?guī)r組成,各巖土層的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度特征分述如下:①素填土:雜色,為新近填土,松散狀態(tài),層厚為0.5 m～2.0 m。承載力特征值fak=30 kPa,壓縮模量 ES=3.0 MPa。①-1耕土:灰黑色,土體呈疏松～軟塑狀態(tài),層厚為0.5 m～2.0 m,部分場(chǎng)地缺失該層。承載力特征值 fak=30 kPa,壓縮模量 ES=3.0 MPa。②粉質(zhì)黏土:為第四系更新統(tǒng)(Qp)地層,沖積成因,暗黃色,干強(qiáng)度中等,可塑狀態(tài),層厚為0.3 m～3.6 m。承載力特征值 fak=145 kPa,壓縮模量 ES=6.0 MPa。②-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土:為第四系更新統(tǒng)(Qp)地層,沖積成因,灰黑色,飽和,干強(qiáng)度較差,軟塑狀態(tài),層厚為1.5 m～3.3 m。在場(chǎng)地僅局部出現(xiàn)。承載力特征值 fak=125 kPa,壓縮模量ES=4.0 MPa。③含碎石粉質(zhì)黏土:為第四系更新統(tǒng)(Qp)地層,暗黃色,碎石分布不均,其大小一般為2.0 cm～6.0 cm,局部達(dá) 10 cm以上,棱角狀,成分為泥巖,可塑狀態(tài),層厚不詳,已控制厚度為5.3 m～12.7 m。承載力特征值fak=160 kPa,壓縮模量 ES=8.0 MPa。③-1粉砂:為第四系更新統(tǒng)(Qp)地層,暗黃色,松散狀態(tài),層厚為1.3 m～1.8 m,在場(chǎng)地僅局部出現(xiàn)。承載力特征值 fak=130 kPa,壓縮模量 ES=8.5 MPa。③-2卵石:為第四系更新統(tǒng)(Qp)地層,淺灰～暗黃色,以卵石為主,圓礫及砂質(zhì)次之,卵石大小一般為2.0 cm～5.0 cm,次圓狀,成分主要為砂巖和硅質(zhì)巖,稍密狀態(tài),厚度為0.7 m～1.3 m,在場(chǎng)地僅局部出現(xiàn)。承載力特征值 fak=350 kPa,壓縮模量 ES=24.0 MPa。④灰?guī)r:淺灰色～深灰色,微晶結(jié)構(gòu),巖石裂隙一般發(fā)育,巖石質(zhì)堅(jiān)硬,屬堅(jiān)硬巖石類(lèi),層厚不詳,已控制厚度為4.2 m。承載力特征值 fak=8 000 kPa。

3 天然地基的分析評(píng)價(jià)

1)獨(dú)立基礎(chǔ)。

工程場(chǎng)地主要地層為②粉質(zhì)黏土和③含碎石粉質(zhì)黏土,②粉質(zhì)黏土和③含碎石粉質(zhì)黏土以上地層均為軟弱地層,不能作為地基持力層。②粉質(zhì)黏土承載力特征值較低,僅為 fak=145 kPa,并且分布不均勻,不適宜作地基持力層;而③含碎石粉質(zhì)黏土承載力特征值相對(duì)較高,厚度較大,如加以進(jìn)行擴(kuò)大基礎(chǔ)處理,可以采用天然地基,但其埋藏深度大部分在5.0 m～7.0 m之間,無(wú)法進(jìn)行天然地基的基坑開(kāi)挖,從這個(gè)角度考慮,場(chǎng)地不能采用獨(dú)立基礎(chǔ)。

2)片筏基礎(chǔ)。

地基持力層仍選擇為③含碎石粉質(zhì)黏土,在基坑開(kāi)挖時(shí),片筏基礎(chǔ)采取整片開(kāi)挖的方法,在做好基坑支護(hù)措施的情況下,基坑開(kāi)挖可以達(dá)到相應(yīng)的地基持力層③含碎石粉質(zhì)黏土,但是考慮到該建筑物的底層占地面積較大(即2 475 m2),并且該建筑物為群樓,樓層數(shù)為2層～6層不等,不同部位樓層數(shù)不同,其上部荷載也有所不同,這樣勢(shì)必會(huì)引起較大的不均勻沉降,從而影響到建筑物的安全,從這個(gè)角度考慮,場(chǎng)地采用片筏基礎(chǔ)也不適宜。

4 樁基工程的分析評(píng)價(jià)及選擇

1)人工挖孔樁或鉆孔灌注樁。樁端持力層選擇④灰?guī)r,而④灰?guī)r埋藏深度為10 m以下,如采用人工挖孔樁或者鉆孔灌注樁,樁長(zhǎng)一般應(yīng)在12 m以上。由于上述兩種樁基礎(chǔ)的造價(jià)較高,而且擬建的建筑物僅為2層～6層,相對(duì)而言如基礎(chǔ)部分的投資過(guò)大,對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的投入是不經(jīng)濟(jì)的。再者,由于樁端持力層為④灰?guī)r,屬堅(jiān)硬巖石類(lèi),在人工開(kāi)挖或機(jī)械鉆進(jìn)到灰?guī)r層表面以后,很難對(duì)樁端持力層④灰?guī)r進(jìn)行整平和樁孔的擴(kuò)孔施工。從這兩個(gè)角度考慮,場(chǎng)地不適宜采用人工挖孔樁或鉆孔灌注樁。

2)深層攪拌樁。采用深層攪拌樁,樁端持力層可選擇③含碎石粉質(zhì)黏土,相對(duì)人工挖孔樁或鉆孔灌注樁而言,深層攪拌樁的造價(jià)將大大減少,但是考慮③含碎石粉質(zhì)黏土中含有大小不一的碎石塊,且局部碎石塊粒徑達(dá)10 cm以上,根據(jù)本地區(qū)其他工程的深層攪拌樁施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,當(dāng)持力層含有較大粒徑的碎石或碎磚塊時(shí),對(duì)于深層攪拌樁而言施工難度將大大增加,甚至沒(méi)辦法攪拌該石塊,如攪拌不均勻,地基將會(huì)出現(xiàn)局部軟弱的現(xiàn)象,這樣對(duì)建筑物的安全將有很大的影響,因此,深層攪拌樁不適宜于本場(chǎng)地。

3)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁。復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是由干硬性混凝土及填充料等經(jīng)細(xì)長(zhǎng)錘夯擴(kuò)形成的復(fù)合載體和鋼筋混凝土樁身組成,它具有擠密地基及擴(kuò)大樁端面積的雙重作用。根據(jù)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程,當(dāng)淺部土層為軟弱土層(軟弱土層指不能滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力和變形要求的土層),下層有一定厚度的較好土層時(shí),復(fù)合載體夯擴(kuò)樁就具有突出的優(yōu)勢(shì)。就本場(chǎng)地而言,由于③含碎石粉質(zhì)黏土以上的土層均為軟弱土層,不能滿足天然地基的設(shè)計(jì)要求,而③含碎石粉質(zhì)黏土的承載力特征值相對(duì)較高,為較好的地基持力層,完全滿足復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的應(yīng)用條件要求,并且相對(duì)人工挖孔樁或鉆孔灌注樁而言,復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的填充材料可以就地取材(如灰?guī)r碎石等),且比較便宜,造價(jià)相比將大大減少。施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,工期相對(duì)較短。因此,從安全、經(jīng)濟(jì)及施工工藝角度考慮,場(chǎng)地適宜采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁,樁端持力層為③含碎石粉質(zhì)黏土。

5 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的組成及施工工藝

1)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的組成。復(fù)合載體夯擴(kuò)樁由上部混凝土樁體和下部復(fù)合載體兩部分組成。其中,復(fù)合載體是由干硬性混凝土、夯實(shí)填充料、擠密土體和影響土體四部分組成。基礎(chǔ)的夯擴(kuò)體是由干硬性混凝土、填充料組成。填充料采用含泥量不大于10%、有機(jī)物含量不大于3%的碎磚、碎混凝土塊、碎石、卵石和礦渣等。擠密土體,指夯擴(kuò)體周?chē)缓粚?shí)擠密的土體。細(xì)長(zhǎng)錘,指直徑為250 mm～500 mm,長(zhǎng)為3 000 mm～5 000 mm,錘的質(zhì)量為1.5 t～5 t,用以夯實(shí)填充料和干硬性混凝土的錘。復(fù)合載體持力層應(yīng)為可塑～硬塑狀態(tài)的黏性土以及粉土、砂土、碎石土等。

2)施工工藝。復(fù)合載體夯擴(kuò)樁主要采用細(xì)長(zhǎng)錘在樁位處夯擊成孔,將護(hù)筒沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,再用細(xì)長(zhǎng)錘擊出護(hù)筒底部一定深度,然后分批向孔內(nèi)投入填充料(本工程填充料采用的是灰?guī)r碎石)和干硬性混凝土,用細(xì)長(zhǎng)錘反復(fù)夯實(shí)、擠密,在樁端形成復(fù)合載體,最后放置鋼筋籠,灌注樁身混凝土并振搗密實(shí)。

6 地基處理效果

現(xiàn)樂(lè)業(yè)渡假大酒店已基本建設(shè)完成,從施工過(guò)程以及目前對(duì)建筑物的觀測(cè)來(lái)看,該樓房沒(méi)有出現(xiàn)任何由于地基問(wèn)題而引起的不均勻沉降或開(kāi)裂、坍塌等現(xiàn)象,事實(shí)證明樂(lè)業(yè)渡假大酒店是一個(gè)很成功的地基處理案例,該建筑也成為我市第一個(gè)應(yīng)用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁處理地基的成功項(xiàng)目。

[1]沈保漢,蘭小華.夯擴(kuò)樁技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu),2005(sup):27-28.

[2]富文權(quán).混凝土工程裂縫分析與控制[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2002.

[3]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展[J].混凝土,2002(5):32-33.

[4]潘建軍,李華忠.房屋地基加固處理的技術(shù)措施[J].山西建筑,2008,34(22):110-111.