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        碎石樁與CFG樁組合地基處理中的可行性分析

        2015-12-19 05:32:37林國凱
        西部探礦工程 2015年3期
        關(guān)鍵詞:工程施工設(shè)計

        林國凱

        (廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊,廣東湛江524018)

        碎石樁與CFG樁組合地基處理中的可行性分析

        林國凱*

        (廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊,廣東湛江524018)

        組合型地基處理是指采用兩種或兩種以上類型地基處理方法進(jìn)行地基處理,可達(dá)到比單一工法節(jié)省造價、縮短工期、提高地基承載力、減少復(fù)合地基的變形或消除地基液化、地基土濕陷性等問題,目前國內(nèi)已進(jìn)行了一些建筑物的地基處理,且取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

        地基處理;振沖碎石樁;CFG樁

        1 概述

        目前國家提出向海洋要DDP的目標(biāo),填海造陸工程越來越大,推進(jìn)深度越來越深,場地的工程特性越來越差,相反,對地基處理的要求不但沒有降低甚至有所提高。特別對于石化工程,為了利用海上運(yùn)輸?shù)谋憷?,大多建造在沿海地區(qū),尤其是石化倉儲罐區(qū),包括原油罐區(qū)、成品油罐區(qū)和化工品罐區(qū)等。本文通過一個沿海大型儲運(yùn)基地庫區(qū)的地基處理實例,對具體實施效果進(jìn)行分析、總結(jié)評價。

        2 工程實例分析

        某沿海大型儲運(yùn)基地庫區(qū)占地面積230000m2,設(shè)計有原油罐區(qū):12.5×104m3罐基礎(chǔ)4個、柴油罐區(qū):3× 104m3罐基礎(chǔ)10個,1×104m3罐基礎(chǔ)1個、柴油罐區(qū):3× 104m3罐基礎(chǔ)2個,2×104m3罐基礎(chǔ)1個,1×104m3罐基礎(chǔ)2個;7000m3罐基礎(chǔ)1個,5000m3罐基礎(chǔ)3個,3000m3罐基礎(chǔ)1個,2000m3罐基礎(chǔ)1個;消防設(shè)施:5000m3罐基礎(chǔ)2個;中心控制室等建構(gòu)筑物復(fù)合地基承載力要求不小于280kPa,地基有效處理深度不小于12.0m。

        3 地層條件

        某沿海大型儲運(yùn)基地庫區(qū)為填土地基,根據(jù)該場地巖土工程勘察報告,地層自上而下綜述如下:

        (1)場區(qū)原始地貌為內(nèi)海漫灘海相沉積地貌,在勘察前經(jīng)人工吹填整平,地形平坦,場地標(biāo)高約為一般4.73~7.23m,相對高差約2.5m。

        (2)場區(qū)下部為第四系下更新統(tǒng)海陸相交互沉積層,巖性主要為粘性土及砂層呈互層狀產(chǎn)出,厚度大,根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,該層厚度大于200m

        (3)地層分布。該工程位于廣東省湛江市沿海地區(qū),地下水豐富,根據(jù)鉆探資料,場地的地質(zhì)條件可劃分為7個地質(zhì)層。

        ①吹填土:褐黃、灰黃色,松散,主要由中、粗砂組成,含少量貝殼及淤泥。層厚3.20~6.80m,層頂埋深0.00m,具強(qiáng)透水性。

        ②淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土:灰、灰黑、灰黃色,飽和,流塑。質(zhì)純。巖性不均勻,微臭,高強(qiáng)度中等,韌性中等,光滑,無搖振析水反應(yīng),局部相變?yōu)橛倌?、淤泥質(zhì)細(xì)砂等。該層在場地內(nèi)分布連續(xù),層厚3.70~8.60m,層頂高程-0.97~5.49m。滲透系數(shù)1.54×10-5cm/s。

        ③粉質(zhì)粘土:雜色,可塑。以粉粘粒為主,局部含較多砂粒;層頂局部見1~5cm鐵質(zhì)硬層。該層各孔均有分布。層厚0.50~7.50m,,層頂高程-7.40~1.07m。

        ④中砂:淺黃、灰黃、灰白等色,飽和,稍密—中密。局部為粗砂。該層在場地內(nèi)分布不連續(xù),部分孔位缺失。層厚0.50~8.80m,層頂高程-7.24~3.02m。

        ⑤粘土:灰色,可塑。質(zhì)純。呈水平薄層狀。層頂見1~3cm鐵質(zhì)硬層。常包含透鏡體狀中、粗砂。場地均有分布。層厚8.75~34.2m,層頂高程-17.40~-1.34m。

        ⑥中、粗砂:灰、灰白色,飽和,中密—密實。含較多細(xì)粒土。夾薄層狀粘土。局部為細(xì)砂。該層分布不連續(xù),局部孔位缺失或未揭露。層厚0.70~16.30m,層頂高程-40.74~-23.75m。

        ⑦粘土、粉質(zhì)粘土:灰、灰白、淺紅、灰黃等雜色,灰色者一般呈可塑狀,灰白、淺紅色者一般呈硬塑—堅硬狀。質(zhì)較純。局部包含透鏡體狀中、粗砂。該層分布不連續(xù),大部分孔位揭露。層厚為1.70~18.00m,層頂埋深37.00~50.80m,層頂高程-44.45~-31.32m。

        4 地基處理方案選取

        本工程填土厚度3.20~6.80m之間,其下淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚度3.70~8.60m,局部分布中砂層厚度0.50~8.80m,由于油罐是大面積荷載,應(yīng)力擴(kuò)散有限且沉降要求很高,要達(dá)到設(shè)計要求,地基處理深度必須穿過淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層??紤]采用碎石樁擠密樁間土,能消除地基土液化,考慮碎石樁的滲水性強(qiáng),加速了地基土的固結(jié),采用CFG樁不僅增加了對碎石樁的側(cè)限約束,減少了散體樁頂部的壓脹變形,而且提高了復(fù)合地基的承載力,減少了復(fù)合地基的變形,及對比強(qiáng)夯法、預(yù)壓法、樁基礎(chǔ)等方法施工工期、費(fèi)用及場地地質(zhì)條件等,最終決定采用碎石樁與CFG樁組合處理地基的方法。

        5 地基處理設(shè)計

        為了確保設(shè)計地基處理的可行性和安全性,滿足設(shè)計承載力及壓縮性的要求,在場地內(nèi)進(jìn)行試樁試驗,選取2個區(qū)域進(jìn)行試驗,本次試樁,每區(qū)域布置碎石樁21根,CFG樁24根,碎石樁施工,樁長13.20m,樁徑1000mm,樁距1.5m,施工完成后,接著施工CFG樁,采用螺旋鉆成孔混凝土灌注,設(shè)計樁長23m,樁徑400mm。墊層選用碎石墊層厚度700mm。設(shè)計圖紙見圖1。

        圖1 樁布置圖(單位:mm)

        6 施工工藝

        (1)碎石樁。采用ZCQ-75型振沖器、起重機(jī)械、水泵等設(shè)備,施工順序采用“一邊向另一邊”的方式。先采用沿直線逐點進(jìn)行。填料方式采用“間斷填料方式”,當(dāng)振沖器貫入至設(shè)計孔深后,即將振沖器提出孔外,往孔內(nèi)倒入約800mm高的填料,然后下降振沖器使填料振實,每次加料都這樣做,直至樁體完成。質(zhì)量控制采用如下2種方法:①電流控制法,控制標(biāo)準(zhǔn)為振沖器空載電流加25~30A;②綜合指標(biāo)法,控制標(biāo)準(zhǔn)包括振沖器空載電流加25~30A和充盈系數(shù)。本次是試樁,目的是獲取施工質(zhì)量控制參數(shù)及確定施工技術(shù)參數(shù):

        (2)CFG樁。本工程采用長螺旋鉆成孔,管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁法,CFG樁體強(qiáng)度等級C15,42.5R普通硅酸鹽水泥,Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰。施工設(shè)備長螺旋鉆機(jī)型號CFG25,成孔直徑400mm,鉆探深度25m,主機(jī)功率55×2kW,主機(jī)鉆速21r/min。混凝土泵。樁的施工順序采用“一邊向另一邊”的方式。施工中控制提升速度,防止提升速度過快可能導(dǎo)致的縮徑斷樁,并對每根樁成樁時間、投料量、樁長、發(fā)生的特殊情況等進(jìn)行真實、詳細(xì)的記錄。

        7 地基檢測

        施工結(jié)束28d后,采用復(fù)合地基靜載荷試驗對復(fù)合地基處理后的效果進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果見表1。

        表1 各荷載試驗檢測點最大加載及地基承載力取值

        碎石樁樁身采用120型超重型動探進(jìn)行檢測,最大試驗深度3.8m(由于動探無法進(jìn)尺停止試驗),試驗最小值20擊,最大值29擊,平均值24.2擊。

        從檢測結(jié)果看,地基處理加固效果顯著,處理后地基沉降明顯減小,沉降得到有效地控制,能夠滿足設(shè)計要求。

        8 結(jié)語

        振沖碎石樁和CFG樁都是地基處理有效的處理方法,2種方法結(jié)合起來對沉降要求高的工程進(jìn)行處理,使地基承載力及變形得到明顯的改善,并在施工完成后采用適當(dāng)?shù)牡姆椒ㄟM(jìn)行檢測,其結(jié)果能滿足要求。

        該方法處理地基與其他加固法比較,施工簡單、加固期短,可因地制宜,就地取材,費(fèi)用較低,因此,振沖法碎石樁結(jié)合CFG樁是一種適合處理沿海地區(qū)軟基的快速加固地基的方法。

        [1]工程地質(zhì)手冊[M].4版.中國建筑工業(yè)出版社,2007.

        [2]龔曉南.地基處理手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社,2008.

        [3]JGJ79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社,2012.

        TU473

        A

        1004-5716(2015)03-0007-03

        2014-04-01

        林國凱(1982-),男(漢族),廣東湛江人,工程師,現(xiàn)從事巖土工程勘察、設(shè)計及施工工作。

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