代久鳳

（中鐵十六局集團第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

1 工程概況

曹妃甸區(qū)某商品體驗中心開發(fā)工程擬建場地位于曹妃甸區(qū)濱海道南側約200 m 處。 本工程主要建筑物為3F-4F 商業(yè)樓，總建筑面積為178 096.81 ㎡，建筑物高度為15.1～21.1 m， 地下室1 層。 其中B06-1# 樓建筑高度20.08 m， 為無地下室地上4層建筑物。

2 地質條件

該工程擬建場地地表為2010 年間吹海造田形成的沖填土，勘察期間地表略有起伏，原始地貌為濱海相沉積地層，環(huán)境工程地質條件一般，場地基本穩(wěn)定。場地填土厚度較大，適宜性較差，由上而下的土層及原始地基承載力特征參數見表1。 根據擬建工程特點及地質條件勘察結果，建筑物地基處理首選深層攪拌樁，無地下室建筑物的樁端持力層放在④層粉土上為宜。

表1 各土層參數及地基土承載力特征值參數

3 地基加固處理設計

為減小基礎沉降，場地內采用水泥攪拌樁技術對地基加固處理， 本工程采用ZGZ-A 型攪拌機及配套機械進行水泥攪拌樁施工，樁直徑500 mm，間距為1.0 m×1.0 m，有效樁長14 m，保護樁長1.0 m，使用P·O 42.5 普通硅酸鹽水泥。

水泥攪拌樁樁身達到設計強度時，開挖進行剔鑿樁頭， 經驗收合格后， 按設計要求在樁頂鋪設20 cm 厚級配碎石褥墊層， 級配碎石粒徑不宜大于20 mm， 作為過渡層用以調整基礎不均勻沉降、保證樁土共同作用[1]。

4 試樁試驗

水泥攪拌樁水泥摻入比一般不小于16%，但因地基條件、質量要求、經濟條件等因素在工程間存在差異，應按規(guī)范和設計進行調整[2]。 在攪拌工藝確定的前提下， 本工程以不同水泥摻量試樁的28 d 無側限抗壓強度結果為參考[3]，根據單樁豎向抗壓靜載試驗結果，來決定經濟合理的水泥摻量。

4.1 設計要求

設計要求：設計樁徑0.5 m，設計抗壓強度≥2 MPa（28 d）。

試驗檢測數據：天然土密度1.86 g/cm3，防腐外加劑設計摻量5.55 kg/m。

工藝攪拌下沉速度為0.8 m/min， 噴漿提升速率為0.5 m/min，注漿泵出口壓力保持0.5 MPa。

設計樁長14 m，理論攪拌深度（樁長）15 m（含1 m 保護樁），攪拌次數為“四攪二噴”，單次噴漿時間30 min，攪拌轉數60 r/min。

4.2 試驗樁過程數據

本工程以4 組試驗樁進行對比， 每組3 根試樁， 以14%、16%、18%、20%的水泥摻量為不同取值，樁長15 m,設計樁徑0.5 m，水灰比0.5，試驗參數見表2。 結果表明，不同水泥摻入量對單根水泥攪拌樁施工時間影響不顯著。

表2 水泥攪拌樁試樁施工參數

4.3 試驗樁應用數據

4.3.1 試樁28 d 無側限抗壓強度

對4 種不同水泥摻入量的試樁進行28 d 無側限抗壓強度試驗，試驗結果見表3。試驗結果表明，當水泥摻入量達到18%時，試樁28 d 無側限抗壓強度為2.1 MPa≥2 MPa（28 d），滿足設計抗壓強度要求，每延米水泥用量64.62 kg，防腐劑用量5.55 kg/m，水灰比為0.5。

表3 試樁28 d 無側限抗壓強度試驗結果

4.3.2 試驗樁單樁承載力

對7#試樁進行單樁承載力試驗， 試驗結果見圖1。 單樁豎向抗壓靜載試驗結果表明該配比試樁承載力滿足≥98 kN 的設計要求，確定本工程采用水泥摻入量18%，每延米水泥用量64.62 kg，防腐劑用量5.55 kg/m，水灰比為0.5 的水泥攪拌樁參數進行現場施工。

圖1 試樁單樁豎向抗壓靜載試驗Q-s 曲線

5 無地下室單體建筑水泥攪拌結果分析

5.1 水泥攪拌樁成樁地基承載力試驗

B06-1# 樓無地下室單體建筑水泥攪拌樁施工完成后，在其均勻性，成樁質量及無側限抗壓強度檢測合格后， 分別抽取15 根成樁進行單樁靜載荷試驗和復合地基載荷試驗，試驗結果見表4。 通過工程質量報告中的Q-s 和p-s 相關曲線綜合分析各成樁單樁承載力特征值和地基承載力特征值合格率100%，均滿足設計值要求。

表4 B06-1# 樓成樁地基承載力試驗結果

5.2 無地下室單體建筑累計沉降結果

對本工程無地下室單體建筑B06-1# 樓主體施工完成后進行沉降觀測， 每年至少進行一次觀測。沉降觀測點布置見圖2，沉降觀測時間-累計曲線見圖3。結果表明，本工程B06-1# 樓建筑在主體施工完成后半年沉降值趨于穩(wěn)定， 沉降變化量在50～80 mm， 在規(guī)范允許值范圍內。 之后分別在2018 年和2021 年對該建筑進行沉降觀測，各沉降觀測點均無明顯變化，符合設計規(guī)范要求。

圖2 B06-1# 樓沉降觀測點布置

圖3 B06-1# 樓沉降觀測時間-累計沉降曲線

6 結語

在沿海城市建設發(fā)展過程中，近海地區(qū)吹填土復合地基加固處理技術的應用日趨廣泛[4]，本文對水泥攪拌樁工藝的應用進行了簡要分析，并以試驗數據確定了在海相沉積平原中合理水泥摻量。采用“四攪二噴”工藝，水泥摻量在18%時，對原狀土地基加固效果較為理想，獲得了水泥攪拌樁處理唐山市曹妃甸區(qū)吹填土的施工工藝參數，具有一定可行性和經濟技術參考性。

通過對無地下室單體建筑的水泥攪拌樁承載力測算和單體沉降觀測，采用水泥攪拌樁加固處理后， 有效降低了建筑物不均勻沉降和整體沉降風險，具有一定應用價值。 沉降觀測結果中無地下室建筑有9 cm 左右沉降，達到了預期效果，但本工程在觀測有地下室建筑物沉降變化時發(fā)現累計沉降值明顯小于無地下室建筑，可能是由于地下室施工清除人工填土層、 地基整體承載能力增加等原因，需進一步對比分析。因此對無地下室建筑地基處理工藝可進一步進行優(yōu)化設計。