林富財(cái)

（廈門地質(zhì)工程勘察院，福建 廈門 361000）

1 工程概況

該住宅樓項(xiàng)目位于某市道路交叉處，建筑規(guī)模近15萬(wàn)m2，其中包括了15幢多層建筑，由于擬建場(chǎng)地為漫灘地帶，其地層為高壓縮性流塑態(tài)的淤泥質(zhì)亞黏土，厚度超過(guò)30m，土質(zhì)松軟，承載力很低。為了提高軟土地基的承載能力，充分利用有限的建筑場(chǎng)地，增加住宅樓層數(shù)，采用大開(kāi)挖深換土、使用大板和折板基礎(chǔ)外，還采用了碎石樁、石灰樁、就地灌注素混凝土樁、錐形樁以及深層攪拌法等地基處理措施。同時(shí)經(jīng)研究決定對(duì)該小區(qū)中的6幢6—7的住宅樓軟土地基進(jìn)行深層攪拌法加固。

擬建場(chǎng)地主要地層為高壓縮性的淤泥質(zhì)亞黏土，其表面有1.3—2.9m厚的人工填土，容許承載力為75kPa，其下為未被鉆穿的厚層淤泥質(zhì)亞黏土，容許承載力僅60kPa。土樣有機(jī)質(zhì)含量2.37%，可溶鹽含量0.135%，燒矢量6.94%。各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1所示。

2 地基加固方案分析

本擬建小區(qū)采用深層攪拌加固的住宅樓主要有7層點(diǎn)式和6層條式兩種。7層點(diǎn)式住宅樓荷重較大，基底壓力達(dá)150kPa，但上部建筑相對(duì)剛度較大，因此建筑物沉降將比較均勻，根據(jù)這一特點(diǎn)，深層攪拌加固采用柱狀加固型式。6層條式住宅樓雖基底壓力小于140kPa，但其上部建筑長(zhǎng)高比較大，剛度相對(duì)較小，易產(chǎn)生不均勻沉降；尤其有6幢底層為商店的臨街住宅樓，建在地勢(shì)低洼、又是新近剛回境的魚塘上，極易產(chǎn)生不均勻沉降，因此攪拌加固設(shè)計(jì)中采用了壁狀加固型式，即樁與樁搭接成壁，縱橫方向的水泥土壁又交叉成格柵狀，使全部的攪拌樁連成一個(gè)整體，如同一個(gè)不封底的箱形基礎(chǔ)，以減少不均勻沉降。此外對(duì)于一半基礎(chǔ)座落在新填的魚塘上，另一半座落在岸坡上的條式住宅樓，則通過(guò)不同的樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)整不均勻沉降。攪拌樁位布置見(jiàn)圖1。

鑒于本項(xiàng)目7層點(diǎn)式住宅樓場(chǎng)地為現(xiàn)征用的菜地，地勢(shì)平坦，主要地基土為厚層淤泥質(zhì)亞黏土，容許承載力為70kPa，表層有1.5～2.0m厚的素填土，容許承載力為80kPa。這種7層點(diǎn)式住宅樓的建筑面積1560m。，基礎(chǔ)占地面積為228.04m2，基底壓力F=152.2kPa。

圖1 點(diǎn)式住宅樓攪拌樁位布置圖

對(duì)于底層為商店的6層條式住宅樓建在西三區(qū)東部魚塘上，塘底標(biāo)高13.8～14.0m，基底設(shè)計(jì)標(biāo)高為5.5m，魚塘在地基加固施工前新填素黏土1.5—2.0m，其下為淤泥質(zhì)亞黏土，容許承載力為6.5kPa，新填土容許承載力根據(jù)輕便觸探錘擊數(shù)并考慮未固結(jié)等因素取50kPa。6層條式住宅樓建筑面積2037m2，條基底面積為426.7m2，基底壓力為121.6kPa。

表1 各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

3 地基加固施工

3.1 施工參數(shù)

本工程深層攪拌樁加固施工所選取的機(jī)械為SJB一1型深層攪拌機(jī)，攪拌軸長(zhǎng)10m.攪拌葉片直徑700mm；DR20-10型塔架式吊車；HB6—3型灰槳泵及200L灰漿拌制機(jī)等。固化劑配方采取425#普通硅酸鹽水泥，水泥平均摻入比10%，水灰比0.45攪拌用水為當(dāng)時(shí)自來(lái)水，有部分房屋的攪拌樁加外摻劑，用量為水泥的2%。

3.2 施工實(shí)施

施工前首先應(yīng)當(dāng)對(duì)場(chǎng)地采取清理，然后把石塊、鐵器及其他建筑垃圾清理干凈。鉆機(jī)放于兩根短機(jī)臺(tái)木上，其下面橫放兩根短巖心管，用撬棍可使其移動(dòng)。將鉆機(jī)移至加固樁位，安裝要周正、水平、牢固，使攪拌機(jī)頭對(duì)準(zhǔn)樁位，偏差不得大于10cm，立軸的垂直誤差不得大于1%。

配制水泥漿時(shí)首先應(yīng)當(dāng)在灰漿桶內(nèi)攪拌，使灰漿柄口對(duì)準(zhǔn)砂漿泵的過(guò)濾網(wǎng)，攪拌好的灰漿直接流人砂漿泵內(nèi)。鉆進(jìn)攪拌噴漿，啟動(dòng)鉆機(jī)、砂漿泵，觀察攪拌頭咬眼，待噴漿正常，開(kāi)車鉆進(jìn)，至設(shè)計(jì)深度。在鉆進(jìn)攪拌過(guò)程中，邊攪拌、邊回填、邊提升。選擇的砂礫石要干凈，且級(jí)配合理，使其能較好地混合密實(shí)。為了能有效地確保攪拌均勻，須重復(fù)攪拌，要求第二次提升噴漿攪拌至樁頂標(biāo)高，并嚴(yán)格控制提升速度；最后按設(shè)計(jì)樁距將鉆機(jī)移至新樁位。

圖2 條式住宅樓攪拌樁位布置圖

3.3 變摻量攪拌

在攪拌樁施工中，根據(jù)摩擦型攪拌樁的受力特性，采用了變摻量的施工工藝。所謂變摻量即樁端、樁中段和樁頂?shù)乃鄵饺氡认鄳?yīng)于樁身應(yīng)力而變化，即用不同的注漿提升速度和注漿次數(shù)來(lái)滿足各樁段水泥摻入比的要求。對(duì)于土質(zhì)條件比較復(fù)雜的區(qū)段，為了保證攪拌質(zhì)量，在攪拌施工前先用輕便觸探對(duì)全場(chǎng)場(chǎng)地進(jìn)行鉆探，根據(jù)鉆探取出的土樣劃分各土層分界線，確定相應(yīng)的注漿量。在成樁過(guò)程中，凡是由于電壓過(guò)低或其他原因造成停機(jī)，使成樁工藝中斷的，當(dāng)攪拌機(jī)重新啟動(dòng)后，為了防止斷樁，均將深層攪拌機(jī)下沉0.5m再繼續(xù)成樁。

3.4 關(guān)鍵技術(shù)措施

1）從工程實(shí)施效果表明，鑒于水泥加固土除與被加固土性質(zhì)、狀態(tài)、水泥摻人比以及養(yǎng)護(hù)齡期等因素有關(guān)以外，還與所用水泥的質(zhì)量密切相關(guān)。由于攪拌樁水泥摻人比的設(shè)計(jì)是以水泥加固土的室內(nèi)試驗(yàn)為依據(jù)的，而施工現(xiàn)場(chǎng)所用的水泥牌號(hào)往往與室內(nèi)試驗(yàn)所用的不同。因此實(shí)際工程所用的水泥強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計(jì)的加固效果是質(zhì)量檢驗(yàn)的首要項(xiàng)目。為保證水泥加固土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)每批旌工用的水泥進(jìn)場(chǎng)后，將事先準(zhǔn)備好的土樣，按設(shè)計(jì)配方制作成水泥土試塊，進(jìn)行 短 期（1、3、7d） 的 強(qiáng)度試驗(yàn).試驗(yàn)滿足要求的水泥方允許投入工程使用，試驗(yàn)不滿足者根據(jù)具體情況進(jìn)一步作水泥檢驗(yàn)（包括強(qiáng)度和成分）或加大摻量使用。對(duì)本項(xiàng)目深層攪拌加固軟土地基工程中使用的多種水泥共20余種，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)水泥加固土強(qiáng)度檢驗(yàn)200余組。通過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小窯325#水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，加固效果不一，其中加固效果差的水泥，經(jīng)檢驗(yàn)都存在標(biāo)號(hào)不足或含鈣量偏低等問(wèn)題。2）制樁質(zhì)量控制。為了能有效地確保施工用水泥符合要求，決定攪拌樁質(zhì)量的關(guān)鍵是注漿量和攪拌均勻程度。本項(xiàng)目攪拌加固工程施工現(xiàn)場(chǎng)有專人負(fù)責(zé)制樁記錄，詳細(xì)記錄每根工程樁的施工工藝，質(zhì)量檢驗(yàn)員根據(jù)制樁記錄，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)工藝對(duì)每根工程樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，對(duì)于不合格的工程樁由質(zhì)檢員根據(jù)具體情況（不合格樁位置、數(shù)量等），通過(guò)分析提出補(bǔ)救措施（補(bǔ)樁或加強(qiáng)附近的工程樁）。3）攪拌樁施工質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。根據(jù)水泥土樁室內(nèi)模型試驗(yàn)資料和水泥土樁工作原理分析，摩擦型水泥土攪拌樁的樁軸力自上而下逐漸減小，最大樁軸力位于樁頂兩倍樁直徑的深度范圍內(nèi)。由此推斷，本項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)攪拌工程樁最大的樁抽力應(yīng)在樁頂3m范圍內(nèi)。但這部分受力較大的樁段卻往往因缺少上疆土層壓力或施工不慎而不密實(shí)或攪拌不勻，以至影響成樁質(zhì)量。因此，攪拌樁質(zhì)量檢驗(yàn)的重點(diǎn)一般都放在樁頭4m范圍內(nèi)。4）基槽開(kāi)挖后驗(yàn)收。本項(xiàng)目的攪拌樁是根據(jù)基礎(chǔ)荷載大小布樁，設(shè)計(jì)要求樁位誤差不小于10cm，在填石層內(nèi)遇到障礙物時(shí)也不得大于20am。攪拌樁施工時(shí)，由于各種因素的影響，有可能造成樁位偏離，但偏離程度只有在基槽開(kāi)挖后才能準(zhǔn)確測(cè)定，根據(jù)施工記錄發(fā)現(xiàn)樁頭質(zhì)量有疑問(wèn)的樁也只有在開(kāi)挖后才能確認(rèn)和加以補(bǔ)救。因此驗(yàn)收工作一般均在基槽開(kāi)挖時(shí)進(jìn)行。

4 工程實(shí)施效果

本工程共打設(shè)攪拌樁2861根，共計(jì)27657.5m，完成攪拌樁載荷試驗(yàn)4組，水泥土強(qiáng)度檢驗(yàn)200余組和樁身質(zhì)量檢驗(yàn)95根。在正常施工的情況下，每幢住宅地基加固工期僅7～10d，與原擬采用的鋼筋混凝土就地灌注樁相比，節(jié)約地基加固費(fèi)用100萬(wàn)元。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)結(jié)合實(shí)例系統(tǒng)總結(jié)了深層攪拌法處理地基加固的相關(guān)施工工藝技術(shù)，經(jīng)對(duì)處理后的地基檢測(cè)表明，承載力得到有效提高，節(jié)約地基加固費(fèi)用100萬(wàn)元。從工程實(shí)施效果來(lái)看，深層攪拌法對(duì)于處理高壓縮性流塑態(tài)的淤泥質(zhì)亞黏土地基具有可行性，可為同類工程提供參考借鑒。

[1]繆小靳.粉噴樁加固軟土地基[J].中南公路工程，2002（04）.