李 云 華

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

受土地資源制約，沿海區(qū)域采用航道疏浚淤泥進行填海造陸，既能保護環(huán)境，又能節(jié)約投資。但是吹填淤泥具有含水率大、孔隙比高、強度低等特點，給地基處理增加了難度?？焖俣行У牡鼗幚矸椒▌t是工業(yè)建設(shè)的首要條件。水泥粉噴樁是“粉體噴射攪拌樁”的簡稱，就是利用專用的噴粉攪拌鉆機將水泥等粉體固化劑噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土結(jié)合成具有一定強度的水泥樁體而形成復(fù)合地基的一種施工方法。由于粉噴樁具有能有效減少總沉降量、承受較大的加荷速率、抗側(cè)向變形能力強、可大大縮短施工期等優(yōu)點，自瑞典工程師Kjeld Paus1967年發(fā)明以來，在鐵路、公路、市政工程、港口碼頭等各類軟土地基加固工程中得到了廣泛應(yīng)用。本文以某石化區(qū)填海工程吹填淤泥地基加固工程為背景，介紹了在其他地基處理方法加固吹填淤泥地基效果欠佳時，粉噴樁加固地基的試驗研究。

1 工程概況

該吹填淤泥地基是由圍海造地形成，使用碼頭區(qū)疏淤物吹填，吹填淤泥為超飽和、含水量高、孔隙比大、壓縮性高、強度低、滲透性差的軟土。部分地區(qū)吹填淤泥較深且初始含水量大，滲透系數(shù)低于10-8cm/s，為滿足工程的進度要求，擬采用粉噴樁進行加固。擬加固區(qū)表層已覆蓋有3 m左右的填土層，淤泥平均厚度為8 m，淤泥的各項物理力學(xué)性能指標(biāo)見表1。

表1 淤泥各項物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2 試驗區(qū)方案設(shè)計

為探求粉噴樁的最佳水泥摻量及合適間距，節(jié)約投資，保證質(zhì)量，進行了2個區(qū)的粉噴樁的試驗研究。設(shè)計采用水泥噴粉攪拌樁(4噴4攪)，普通硅酸鹽水泥，水泥含量為18%和12%兩種，攪拌樁樁徑為600 mm，分為兩個區(qū)，樁間距分別為0.9 m×0.9 m和1.2 m×1.2 m，均為正方形布樁，9根樁為一組，樁長約為11.0 m，分別進入淤泥層下面的粘土層1 m，見圖1，圖2。

3 試驗區(qū)加固效果監(jiān)測

在粉噴樁試驗區(qū)完成后28 d，進行了試驗檢測，檢測內(nèi)容包括單樁豎向抗壓承載力試驗、單樁復(fù)合地基抗壓承載力試驗、抽芯取樣試驗。受實際施工標(biāo)高限制，盡量模擬后續(xù)施工時的真實情況，粉噴樁檢測時其上覆蓋有50 cm的填土層。

3.1 單樁豎向抗壓承載力試驗

試驗1區(qū)、2區(qū)分別選取4根樁進行單樁豎向抗壓承載力試驗，其中水泥摻量12%的每區(qū)各2根，其余水泥摻量為18%。典型的單樁豎向抗壓承載力試驗荷載和沉降曲線見圖3。

各試驗區(qū)單樁豎向抗壓承載力試驗數(shù)據(jù)匯總見表2,表3。

表2 試驗1區(qū)單樁豎向抗壓承載力匯總表

表3 試驗2區(qū)單樁豎向抗壓承載力匯總表

試驗1區(qū)，水泥含量18%的3號樁、4號樁極限承載力值分別為294 kN和261 kN，得出該場地該水泥含量樁型承載力特征值不低于138.75 kN；水泥含量12%的1號樁、2號樁極限承載力值分別為250 kN 和225 kN，得出該場地該水泥含量樁型承載力特征值不低于123.75 kN。試驗2區(qū)水泥含量12%的3號樁、4號樁極限承載力值分別為336 kN和252 kN，得出該場地該水泥含量樁型承載力特征值不低于147 kN；水泥含量18%的1號樁、2號樁極限承載力值分別為257 kN和356 kN，得出該場地該水泥含量樁型承載力特征值不低于153.25 kN。

3.2 單樁復(fù)合地基抗壓承載力試驗

試驗1區(qū)、2區(qū)分別選取4根樁進行單樁復(fù)合抗壓承載力試驗，其中水泥摻量12%的每區(qū)各2根，其余水泥摻量為18%。典型的單樁豎向抗壓承載力試驗荷載和沉降曲線見圖4。

各試驗區(qū)單樁豎向抗壓承載力試驗數(shù)據(jù)匯總見表4,表5。

試驗1區(qū)水泥含量18%的5號樁、6號樁復(fù)合地基極限承載力值分別為315 kPa和339 kPa，得出該場地該水泥含量樁型單樁復(fù)合地基承載力特征值不低于163.5 kPa；水泥含量12%的7號樁、8號樁復(fù)合地基極限承載力值分別為275 kPa和291 kPa，得出該場地該水泥含量樁型單樁復(fù)合地基承載力特征值不低于141.5 kPa。試驗2區(qū)水泥含量12%的5號樁、6號樁復(fù)合地基極限承載力值分別為289 kPa和270 kPa，得出該場地該水泥含量樁型單樁復(fù)合地基承載力特征值不低于139.7 kPa；水泥含量18%的7號樁、8號樁復(fù)合地基極限承載力值分別為287 kPa和334 kPa，得出該場地該水泥含量樁型單樁復(fù)合地基承載力特征值不低于155.3 kPa。

表4 試驗1區(qū)單樁復(fù)合地基抗壓承載力匯總表

編號最大加載值最大沉降量極限荷載值相應(yīng)沉降量備注536038.7931524.04水泥含量18%638945.0733931.32水泥含量18%731547.6127533.61水泥含量12%838954.3829121.28水泥含量12%

表5 試驗2區(qū)單樁復(fù)合地基抗壓承載力匯總表

4 結(jié)語

通過對吹填淤泥地基2個試驗區(qū)的試驗研究可以看出：

1)粉噴樁對吹填淤泥加固效果明顯，且工期短。2)水泥摻量對單樁承載力影響較大，摻量差在30%左右時，單樁承載力差值可達到15 kN。3)間距小、水泥摻量小的粉噴樁單樁復(fù)合地基承載力與間距大、水泥摻量大的地基承載力相差無幾，調(diào)整粉噴樁間距的大小，可以充分的發(fā)揮樁間土的作用。