陸紹勝，梁?jiǎn)⒍?/p>

LU Shaosheng，LIANG Qiding

(浙江省有色金屬地質(zhì)勘查局，浙江 紹興312000)

蕭山地區(qū)錢塘江以南分布著較大范圍的以粉土、粉細(xì)砂為主的地層，該地層雖然地基承載力總體較高，但部分地段上部粉土承載力偏低，局部屬輕微液化土層。因此，以淺部粉土層作建筑物基礎(chǔ)持力層，必須對(duì)其進(jìn)行地基加固處理。砂石樁是利用振動(dòng)或沖擊方式，在軟弱地基中成孔后，填入砂、礫石、卵石、碎石等材料并將其擠入土中，形成密實(shí)的砂或碎石組成的樁體。砂石樁加固松散砂土和粉土地基的主要作用是擠密、振密作用。由于在振動(dòng)成樁過(guò)程中，樁間土受到多次預(yù)振，使地基的抗液化能力提高，因此它主要用來(lái)消除粉砂土地基的液化，并且使松散粉土的承載力得到較大的提高［1］。另外，砂石樁還有造價(jià)較低，砂石資源豐富，可就地取材，節(jié)約鋼材、水泥等優(yōu)點(diǎn)。

1 工程概況及地基條件

某工程位于蕭山地區(qū)錢塘江以南，為6 層框架結(jié)構(gòu)商住樓，最大柱荷載約3 650 kN，平面圖見(jiàn)圖1。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告資料，地基各主要土層分布如下:①素填土，厚度約0.60～1.10 m;②-1砂質(zhì)粉土，厚度1.20～2.80 m，稍密，qc=1 650 kPa (qc為雙橋靜探錐尖阻力，下同)，性質(zhì)稍好;②-2砂質(zhì)粉土，厚度2.60～3.40 m，松散—稍密，qc=1 020 kPa，性質(zhì)稍差;②-3砂質(zhì)粉土，厚度5.30～6.80 m，中密—密實(shí)，qc=6 540 kPa，性質(zhì)較好;②-4 粉砂，厚度3.10～5.90 m，中密—密實(shí)，qc=9 820 kPa，局部夾砂質(zhì)粉土，性質(zhì)好;③淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，未鉆穿，流塑，qc=650 kPa，為高壓縮性軟土，性質(zhì)差。其中②-1、②-2層砂質(zhì)粉土在地震烈度6 度時(shí)，局部有輕微液化現(xiàn)象。各土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

2 基礎(chǔ)方案比較

蕭山地區(qū)類似地層的多層建筑物所采用的基礎(chǔ)類型也各有不同，主要有夯擴(kuò)樁、水泥攪拌樁、砂石樁、預(yù)應(yīng)力管樁等。現(xiàn)對(duì)以上幾種基礎(chǔ)類型進(jìn)行方案比較。

(1)夯擴(kuò)樁:采用振動(dòng)或錘擊沉管，在管內(nèi)澆灌混凝土后進(jìn)行夯壓、擴(kuò)底，屬擴(kuò)底沉管灌注樁。這種樁型加固效果雖然較好，但由于樁基施工時(shí)噪音大，對(duì)周邊居民的正常生活影響很大，所以不適用于本工程。

圖1 平面圖

表1 各土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)

(2)水泥攪拌樁:通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，在地基深處就地將水泥漿或水泥粉和軟黏土強(qiáng)制攪拌，一定時(shí)間后，通過(guò)土和水泥水化物間的物理化學(xué)作用，形成有一定強(qiáng)度和滲透性較低的水泥土固結(jié)體［2］。水泥土攪拌法適用于處理淤泥及淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、素填土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基［3］。這種方法雖然能提高地基的承載力，但不能有效消除砂土液化。

(3)預(yù)應(yīng)力管樁:采用靜壓或錘擊的方式，將預(yù)制的管樁沉入到②-4 層粉砂持力層中，該法施工速度較快，質(zhì)量有保障，實(shí)際工程中采用此法的較多，但造價(jià)稍高。鑒于本場(chǎng)地②-4 層粉砂頂板起伏較大，局部厚度偏小，且下臥層為高壓縮性軟弱土層。因此，本工程基礎(chǔ)不宜選用該方案。

(4)砂石樁:采用振動(dòng)沉管并在管內(nèi)灌入砂、石而成樁，并按復(fù)合地基設(shè)計(jì)。這種方法不僅可提高地基土的承載力，還可改善排水固結(jié)條件，消除粉土、粉砂液化的影響，另外也易于施工。因此，本工程基礎(chǔ)選用該方案。

3 砂石樁的設(shè)計(jì)與施工

(1)砂石樁設(shè)計(jì):采用φ377 擠密砂石樁，有效樁長(zhǎng)7 m 左右，進(jìn)入②-3 砂質(zhì)粉土約1 m 以上。樁采用等邊三角形布置，并從基礎(chǔ)邊緣以外布置二排樁。另外，基礎(chǔ)底面還應(yīng)鋪設(shè)厚300～500 mm 砂石墊層并碾壓密實(shí)。

(2)砂石樁施工:砂石填料中的砂與石之比為7：3，碎石最大粒徑不大于50 mm，填料含泥量不大于5%，拔管速度控制在1.5 m/min 以下，每拔0.5～1.0 m，停拔振動(dòng)5～10 s，充盈系數(shù)達(dá)到1.2 以上。

4 砂石樁加固效果

(1)加固效果檢測(cè):在施工完畢15 d 且地基土強(qiáng)度得到一定恢復(fù)后，采用靜力觸探法對(duì)樁間土進(jìn)行原位測(cè)試，檢測(cè)深度約為7 m，檢測(cè)點(diǎn)隨機(jī)布置并做到大致均勻分布，加固效果見(jiàn)圖2。由檢測(cè)結(jié)果可知，地基加固后②-1 層砂質(zhì)粉土qc值有較大提高，平均可增加20%～45%;②-2 層砂質(zhì)粉土qc值有著顯著的提高，平均可增加60%～105%;表明砂石樁對(duì)松散狀粉土擠密加固效果顯著。在施工過(guò)程中，通過(guò)振動(dòng)沉管擠密砂石樁的振動(dòng)，將土體擠密和排水固結(jié)，可使粉砂土層的含水量降低10%～16%，孔隙比減少12%～18%，壓縮模量增大25%～40%。

圖2 加固效果對(duì)比

(2)從在樁間土作的靜力觸探試驗(yàn)及其結(jié)果得知:砂石樁處理液化效果是比較理想的，尤其是在②-1、②-2 土層中，砂石樁處理后的靜力觸探試驗(yàn)阻值均有一定增大，②-2 土層增大更加明顯，原來(lái)液化的土層經(jīng)擠壓后成為非液化土層。從施工現(xiàn)象看，盡管大量碎石貫入到地下，但樁周圍地面仍然產(chǎn)生大量沉降，并且有大量水排出，說(shuō)明粉土振動(dòng)擠密后，水從砂石樁中可以暢通地排出，孔隙水壓力得到了及時(shí)的消散，土產(chǎn)生了很好的固結(jié)，從而使密實(shí)度增大。

(3)砂石樁隨著土的深度不一樣，加固程度也不一樣，淺部粉土層加固效果相對(duì)較差，這可從靜力觸探試驗(yàn)及其結(jié)果得到證實(shí)。②-1 層粉土qc值提高20%～45%，而其下部的②-2 層粉土qc值提高60%～105%，其原因是②-1 層粉土為表層土，受到擠壓后，由于上面有變形空間，從而向上膨脹，使淺部②-1 層粉土得不到很好的擠密加固。

(4)沉降觀測(cè):工程施工時(shí)，每施工一層，沉降觀測(cè)一次，至竣工驗(yàn)收時(shí)，沉降均勻，沉降量及沉降差均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)砂石樁對(duì)表層粉土的加固效果較差，對(duì)表層以下松散及稍密的粉土加固效果顯著，設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)引起重視。

(2)采用砂石樁加固粉土、砂土地基，可明顯提高地基承載力，有效地消散和防止超孔隙水壓力的增高和砂土產(chǎn)生液化，提高地基的抗液化能力。

(3)砂石樁在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，選擇合理樁距非常重要，樁距太大，即置換率過(guò)低，相應(yīng)的復(fù)合地基承載力也低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;樁距太小，即置換率過(guò)高，樁不易施工。

(4)砂石樁不僅可節(jié)約鋼材、水泥，而且還有施工方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 林宗元.簡(jiǎn)明巖土工程勘察設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè))［M］. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003

［2］ 龔曉南.復(fù)合地基［M］.杭州:浙江大學(xué)出版社，1992.

［3］ 浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院，浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院. DB 33/1001—2003 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 杭州:浙江大學(xué)出版社，2003.