孫戈宇

(山西省第二建筑設(shè)計(jì)院，山西長(zhǎng)治 046000)

1 工程概況

某住宅樓，地上6層，地下1層，長(zhǎng)60.0 m，寬13.0 m，磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，室內(nèi)外高差0.45 m，基礎(chǔ)埋深1.8 m，基底接觸壓力為120 kPa。

2 場(chǎng)地地質(zhì)條件

該場(chǎng)地位于山間盆地內(nèi)，屬平房拆除區(qū)，地基土自上而下可分為五層:第①層:雜填土，厚1.5 m，fak=80 kPa;第②層:粉質(zhì)粘土，軟塑，厚3.3m，局部厚 9.0 m，fak=100 kPa;第③層:粉質(zhì)粘土，局部為粘土，可塑，厚4.0 m，fak=150 kPa;第④層:粉質(zhì)粘土，可塑，厚4.0 m，fak=160 kPa;第⑤層:粉質(zhì)粘土，硬塑，最大揭露厚度6.0 m，fak=190 kPa。本場(chǎng)地地下水類(lèi)型為第四系松散堆積層孔隙潛水，地下水位埋深2.1 m～2.5 m。建筑物持力層為第②層軟塑粉質(zhì)粘土。本場(chǎng)地不利地質(zhì)因素為:在場(chǎng)地東部(約占基坑1/3平面范圍)原為一積水池塘，存在淤泥透鏡體;第②層粉質(zhì)粘土層底埋深由西向東逐漸增大;地基為不均勻地基。

3 地基處理方案設(shè)計(jì)

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件及建筑物上部荷載情況，設(shè)計(jì)單位采用振動(dòng)沉管碎石擠密樁法進(jìn)行地基處理。碎石樁采用等邊三角形布置，樁間距1.0 m，樁徑400 mm，樁長(zhǎng)根據(jù)地基土情況分別為6 m，7 m，10 m(實(shí)際施工中根據(jù)振動(dòng)管入土情況至較硬土層，電機(jī)的工作電流達(dá)到一定的數(shù)值為止)。處理范圍大于基礎(chǔ)底面范圍，處理寬度在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大3排樁。充盈系數(shù)取1.3。樁體材料采用碎石，碎石含泥量不大于5%，最大粒徑不大于50 mm。要求復(fù)合地基承載力特征值不小于120 kPa。

4 施工工藝

4.1 施工工具

振動(dòng)沉管法的主要設(shè)備為振動(dòng)拔樁機(jī)、下端裝有活瓣樁靴的樁管和加料設(shè)備。

4.2 施工步驟

1)清理平整施工場(chǎng)地，布置樁位。2)移動(dòng)樁機(jī)及導(dǎo)向架，把樁管及樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位(使活瓣樁靴閉合)。3)啟動(dòng)振動(dòng)樁錘，將樁管振動(dòng)沉入土層中到達(dá)設(shè)計(jì)深度，使樁管周?chē)耐吝M(jìn)行擠密。4)從樁管上端的投料漏斗加入碎石，數(shù)量不小于設(shè)計(jì)要求。5)邊振動(dòng)邊拔管，每拔起一定長(zhǎng)度，停拔繼續(xù)振動(dòng)若干秒，如此反復(fù)進(jìn)行，直至樁管拔出地面。

4.3 施工順序

采用隔排施工的方法。

4.4 施工質(zhì)量控制

1)樁身連續(xù)性:用拔管速度及停拔繼續(xù)振動(dòng)時(shí)間控制。一般情況下拔管1 m控制在30 s之內(nèi)，停拔繼續(xù)振動(dòng)時(shí)間為10 s～20 s。2)樁直徑:用碎石量控制。當(dāng)實(shí)際灌碎石量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在原位再沉下樁管灌碎石復(fù)打一次。

5 地基處理效果檢測(cè)

地基處理施工結(jié)束后(樁齡最長(zhǎng)者達(dá)26 d)，進(jìn)行了地基檢測(cè)，檢測(cè)方法為:載荷試驗(yàn):確定復(fù)合地基承載力特征值。重型動(dòng)力觸探試驗(yàn):了解樁體完整性及樁體密實(shí)情況。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn):了解樁間土處理前后地基土承載力變化情況。載荷試驗(yàn):復(fù)合地基載荷試驗(yàn)操作嚴(yán)格執(zhí)行JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄A復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)。承壓板直徑采用1.05 m，最大加荷為240 kPa，每級(jí)加荷為30 kPa，共進(jìn)行3組復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。各載荷試驗(yàn)點(diǎn)加荷情況見(jiàn)表1。

表1 各載荷試驗(yàn)點(diǎn)加荷情況

當(dāng)荷載加重240 kPa時(shí)，沉降急劇增大，且承壓板周?chē)馏w出現(xiàn)明顯的隆起。依據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中有關(guān)確定復(fù)合地基承載力特征值的規(guī)定，fak=105 kPa。樁體:共抽檢8根樁體，未發(fā)現(xiàn)有斷樁現(xiàn)象。重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)在0 m～3m處，錘擊數(shù)多為1擊～3擊，普遍較為松軟;3.0 m以下密實(shí)度普遍較好，擊數(shù)多為4擊～12擊，且深度增加錘擊數(shù)亦隨之增高。樁間土:各測(cè)點(diǎn)樁間土情況大體一致。經(jīng)分析，樁間土承載力特征值處理前后變化見(jiàn)表2。

表2 樁間土承載力特征值處理前后變化表

6 不利因素分析及補(bǔ)救方案

不利因素:樁體0 m～3m，錘擊數(shù)低，為1擊～3擊，普遍松散;樁間土第②層土經(jīng)處理后，承載力反而降低;載荷試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，復(fù)合地基承載力特征值為105 kPa，不滿足設(shè)計(jì)要求。存在上述不利因素的原因:第②層土為飽和軟粘土，樁間土的強(qiáng)度低，側(cè)限作用較小，對(duì)樁的約束作用差，使樁體碎石不易密實(shí);在成樁過(guò)程中，由于振動(dòng)力和側(cè)向擠壓力作用，產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)，樁間土發(fā)生觸變，使其力學(xué)性質(zhì)變差，承載力降低。地下水位埋深變化較大，這樣混亂的地下水位，與振動(dòng)打樁過(guò)程中擾亂了場(chǎng)地原飽和粘性地基土的原始狀態(tài)有關(guān)。一方面，碎石樁樁體起滲透排水作用;另一方面，樁間土層擾動(dòng)擠壓，孔隙水壓力增高，水分一時(shí)又難以排出，造成水位深淺不一。隨著時(shí)間推移，孔隙水壓力逐漸向樁體轉(zhuǎn)移消散，水位將恢復(fù)到統(tǒng)一水面。同時(shí)飽和粘性土隨之固結(jié)，原地基土強(qiáng)度也隨之提高。為了縮短工期及減小建筑物沉降，經(jīng)分析，對(duì)第②層土(0 m～3m)內(nèi)擾動(dòng)較大的上部約0.3m～0.5 m進(jìn)行清除，采用片石擠密，上鋪碎石厚300 mm～500 mm，然后采用壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓，直至基礎(chǔ)底面設(shè)計(jì)標(biāo)高。

主體施工結(jié)束后，沉降觀測(cè)4.0 cm～7.0 cm，平均5.5 cm。

7 結(jié)語(yǔ)

振動(dòng)沉管碎石擠密樁處理飽和粘性土地基，由于飽和粘性土含水量高，透水性差(振動(dòng)沉管很難對(duì)樁間土發(fā)揮擠密作用)，土體強(qiáng)度低，對(duì)樁的約束作用差，使碎石樁樁體不易密實(shí)，且容易對(duì)飽和粘性土結(jié)構(gòu)造成破壞，使其強(qiáng)度降低。因此，用振動(dòng)沉管碎石擠密樁處理飽和粘性土地基，應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體條件區(qū)別對(duì)待，最好是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定各項(xiàng)參數(shù)后再?zèng)Q定是否采用。

［1］ 常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊(cè)［M］.第4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

［2］ 龔曉南.地基處理手冊(cè)［M］.第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

［3］ JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.