魏太芳

摘要：粉噴樁，即粉體噴射深層攪拌法，是20世紀(jì)60年代由瑞典和日本分別提出的，80年代初引入我國(guó)的軟土地基深層加固技術(shù)，它通過(guò)水泥等粉體固化劑與軟土發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定強(qiáng)度的水泥樁體復(fù)合地基。本文就粉噴樁符合地基基礎(chǔ)在房建工程中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：粉噴樁符合地基；承載力；澄江；房建工程

引言

近年來(lái)，粉噴樁以其與傳統(tǒng)軟基處理方法相比所呈現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，在建筑工程施工中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。因此，對(duì)粉噴樁技術(shù)的加固機(jī)理和施工技術(shù)進(jìn)行分析和研究，對(duì)施工過(guò)程的人、機(jī)、料、法、環(huán)及其關(guān)鍵工序進(jìn)行控制，有助于全面指導(dǎo)建筑工程施工，確保工程質(zhì)量和安全，使建筑工程獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一、粉噴樁的概念及優(yōu)點(diǎn)：

（一）、粉噴樁概念

粉噴樁即粉體噴射攪拌樁，采用深層攪拌法。深層攪拌法使用的固化劑主要材料為石灰、水泥等，就地用特定的攪拌機(jī)械將軟土與粉體或液體固化劑強(qiáng)制攪拌，利用二者之間的物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬化并且達(dá)到一定強(qiáng)度，形成整體性和水穩(wěn)性都較好的優(yōu)良地基。粉噴樁所采用的是粉狀固化劑。粉噴樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土，以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和砂土等地基，通過(guò)水泥土攪拌形成的水泥土加固體，提高砂土地基土內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角，消除砂土地基液化的影響。具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（二）、粉噴樁的優(yōu)點(diǎn)

1、成本低

與鋼筋混凝土灌注樁進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，它的成本可降低左右；與鋼筋混凝土按基相比，其成本可降低左右；與灰土墊層地基相比，其成本可降低左右。

2、工期短

粉噴樁施工機(jī)械化程序較高，每小時(shí)可以成樁三根，省時(shí)省工，作業(yè)效率高。與灰土墊層地基處理方式相比，它可以縮短工期左右；與鋼筋混凝土搜基相比，它可以縮短約工期。

3、作業(yè)占用場(chǎng)地面積小

粉噴樁施工現(xiàn)場(chǎng)整潔，不像灌注樁在施工時(shí)需要在現(xiàn)場(chǎng)大量堆置砂、石，也無(wú)需進(jìn)行大面積土方開(kāi)挖。

二、粉噴樁復(fù)合地基的承載力計(jì)算

（一）、單枯承載力計(jì)算

樁長(zhǎng)、樁身強(qiáng)度以及樁端土和樁間土的性質(zhì)，都會(huì)影響粉噴樁的單樁承載力，其豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算可以按照以下方法，并取較小值。

式中：

f cu一與攪拌樁樁身水泥配合比一樣的室內(nèi)立方體試塊（邊長(zhǎng)70.7的）90天齡期的抗壓強(qiáng)度平均值；

η—樁身強(qiáng)度折減系數(shù)；

u p一樁周邊長(zhǎng)（m）；

A p一樁的橫截面積（m2）；

ιpi—樁長(zhǎng)范圍內(nèi)第i層土的厚度；

q p一樁端天然地基土的承載力特征值；

q si—樁周第i層土的側(cè)阻力特征值 （KPa）；

α—樁端端阻力發(fā)揮系數(shù)，可取0.4-0.6，樁端土層越硬，其值越大。

（二）、復(fù)合地基承載力計(jì)算

粉噴樁復(fù)合地基的承載力數(shù)值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定，試驗(yàn)前可采用如下公式計(jì)算：

式中：

λ一單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，取值在0.8-1.0之間；

f spk一復(fù)合地基承載力特征值；

Ra—單樁豎向承載力特征值；

Ap一樁橫截面積；

m一面積置換率；

β—樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)；

f sk一處理后樁間土承載力特征值。

三、粉噴被復(fù)合地基的沉降計(jì)算

關(guān)于復(fù)合地基沉降的計(jì)算方法有很多，在諸多方法當(dāng)中，大家一致認(rèn)同的方法是：當(dāng)上部荷載施加在粉噴樁復(fù)合地基上，其引起的豎向沉降由樁土復(fù)合層本身的壓縮變形和復(fù)合層以下土體的沉降量?jī)刹糠纸M成，這兩部分之和就是復(fù)合地基的總沉降量。

式中：

E sp — 樁土復(fù)合地基模量；

E p — 樁身壓縮模量；

E s ——樁間土的壓縮模量（可用天然地基土模量）。

四、粉噴樁符合地基在房建工程中應(yīng)用的工程實(shí)例

某小區(qū)共23棟樓，建筑面積約為15.7萬(wàn)平方米，地下一層基礎(chǔ)埋深-0.4m擬定采用粉噴樁進(jìn)行地基加固。

（一）、粉噴樁復(fù)合地基處理方案

根據(jù)本工程《巖土工程勘察報(bào)告》，對(duì)34#樓、38#樓、43#樓天然地基進(jìn)行論證，對(duì)持力層承載力進(jìn)行修正，其中，建筑物基底壓力按p k=層數(shù)乘以每層荷載加地下室荷載加筏板荷載進(jìn)行估算，估算值為125KPa。天然地基承載力按照公式

進(jìn)行修正，計(jì)算結(jié)果為116KPa，其中各土層承載力特征值見(jiàn)下表。

表1 各土層承載力特征值

即天然地基無(wú)法達(dá)到上部結(jié)構(gòu)要求，所以需要使用復(fù)合地基。

（二）、粉噴樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)方案如下：

1、樁徑

一般取決于噴粉鉆機(jī)的類(lèi)型，目前大多數(shù)鉆機(jī)的鉆孔直徑為0.5m，本項(xiàng)目采用的樁徑d=500mm。

2 、固化劑摻入量

通常取為被加固土體重量的7%-15%，本項(xiàng)目選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定水泥摻入比為。

3、樁長(zhǎng)

粉噴樁的樁長(zhǎng)通常應(yīng)由上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力和變形的要求而定，并宜穿透軟弱土層到達(dá)承載力較好的土層。粉噴樁的承載力與樁長(zhǎng)有直接的關(guān)系，然而由于粉噴樁本身的強(qiáng)度原因，并不是樁長(zhǎng)越長(zhǎng)提供的承載力越大，粉噴樁的加固深度一般不宜超過(guò)15m。結(jié)合本項(xiàng)目場(chǎng)地地質(zhì)條件，取樁長(zhǎng)L=10m。

（三）、結(jié)果

在試驗(yàn)方案指定的區(qū)域按樁間距的不同分別各取樁鉆孔取芯，所檢測(cè)樁的位置由施工單位及監(jiān)理單位隨機(jī)制定。采用工程鉆機(jī)對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行鉆孔取樣，可直觀地檢驗(yàn)樁體強(qiáng)度和攪拌的均勻性。取出后當(dāng)場(chǎng)檢驗(yàn)樁芯的連續(xù)性、均勻性和硬度，并用鋸、刀割成試塊做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)驗(yàn)段鉆孔所得芯樣判斷，取芯率均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以上，芯樣完整性較好，連續(xù)性較好，未出現(xiàn)芯樣不均勻的現(xiàn)象，表明區(qū)域內(nèi)中砂層有利于粉噴樁成樁，成樁效果良好。鉆孔所得芯樣用鋸、刀割成分上中下三份試樣分別進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)可知，粉噴樁芯樣的強(qiáng)度測(cè)試值均不下于160KPa，說(shuō)明該小區(qū)粉噴樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

五、施工質(zhì)量控制措施

（一）、 施工人員的控制措施

施工前應(yīng)做好技術(shù)交底，建立健全粉噴樁質(zhì)量保證體系。機(jī)械設(shè)備操作人員應(yīng)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的崗前技術(shù)培訓(xùn)，持證上崗，嚴(yán)禁無(wú)證人員上崗；堅(jiān)持沒(méi)有質(zhì)量旁站人員不施工的原則。

（二）、機(jī)械設(shè)備的控制措施

工程鉆機(jī)、空氣壓縮機(jī)以及計(jì)量設(shè)備等應(yīng)具備優(yōu)良的可靠性和配套性，具有質(zhì)量檢驗(yàn)合格證書(shū)和計(jì)量器具檢驗(yàn)證書(shū)，并處于檢定期內(nèi)；由于鉆頭葉片的形狀、數(shù)量、寬度等直接影響鉆機(jī)下沉速度，尤其會(huì)改變從淤泥軟土中鉆進(jìn)時(shí)的出土狀況，應(yīng)對(duì)鉆頭定期進(jìn)行檢查，

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)采用粉噴樁復(fù)合地基基礎(chǔ)在房建工程中的實(shí)踐驗(yàn)證，加固軟土地基效果顯著， 可節(jié)省工程費(fèi)用。為此， 粉噴樁加固淺基軟土地基方法在城市房建施工中是可行的， 是值得推廣應(yīng)用的新方法。

參考文獻(xiàn)

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