建筑軟基處理措施與實(shí)踐范文

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1粉噴樁加固處理技術(shù)

粉噴樁是深層攪拌樁的一種,其特點(diǎn)是借助壓縮空氣,通過固化材料供給機(jī)的特殊裝置,攜帶粉體固化材料(水泥或石灰等),通過高壓軟管輸送到攪拌葉片的噴嘴處噴出,對于含水量高、孔隙比大、壓縮性較好、靈敏度高和滲透性低的軟土地基,粉噴樁處理可以獲得較好的效果。

1.1工程地質(zhì)條件

武漢某住宅樓地基土根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,土層從上至下分別是:①粉質(zhì)粘土:屬第四紀(jì)全新統(tǒng)沖洪積層,厚1.0m左右。②淤泥質(zhì)土:呈流塑狀態(tài),具有高壓縮性、觸變性和不均勻性,厚2.8m左右。③粉質(zhì)粘土:以含礫粉質(zhì)粘土為主,局部為粘土,可塑狀態(tài),厚3.0m左右。④淤泥質(zhì)土:呈流塑狀態(tài),具有觸變性、高壓縮性,厚3.0m左右。⑤粉質(zhì)粘土:石灰?guī)r風(fēng)化而成,局部為粘土,可塑~硬塑狀態(tài),中等壓縮性,厚4.5m左右。

1.2粉噴樁施工工藝及加固原理

本工程中設(shè)計(jì)的試驗(yàn)粉噴樁樁徑為0.6m,樁中心距為1.3m,三角形布樁,樁長11m,水泥用量為15%,采用425號普通硅酸鹽水泥,置換率25%。具體施工流程:樁位放樣→樁機(jī)就位→預(yù)攪下沉→噴粉提升攪拌→復(fù)攪下沉→復(fù)攪→移到下一樁位。粉噴樁處理軟土地基的機(jī)理包含兩個(gè)方面內(nèi)容:1)固化劑與軟土發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而形成強(qiáng)度和剛度都比軟土大得多的水泥土或石灰土機(jī)理;2)粉噴樁與樁間土構(gòu)成復(fù)合地基的作用[1]。目前對水泥土加固土的機(jī)理,一般認(rèn)為有包括幾個(gè)過程:水泥的水解和水化反應(yīng);粘土顆粒與水泥水化物的作用;碳酸化作用。復(fù)合地基效應(yīng)主要有:1)置換作用。復(fù)合地基中樁體的強(qiáng)度和模量比周圍土大,在荷載作用下,樁頂應(yīng)力比周圍土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減小了周圍土承擔(dān)的荷載。這樣由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高,變形減小。2)擠密作用。對于松散填土、松散粉土,采用非排土和振動成樁工藝可使樁周圍土孔隙比減小。密實(shí)度增加,提高樁周圍土的強(qiáng)度和模量。3)樁對土的約束作用。群樁復(fù)合地基中,樁對樁周圍土具有阻止土體側(cè)向變形的作用。相同荷載條件下,無側(cè)向約束時(shí)土的側(cè)向變形大,從而使豎向變形加大;由于樁對土體側(cè)向變形的限制,減小側(cè)向變形,使復(fù)合地基沉降變形明顯降低[2]。

1.3地基承載力試驗(yàn)及加固效果

工程設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基的容許承載力不小于150kPa。粉噴樁施工后隨機(jī)進(jìn)行單樁靜載荷試驗(yàn)和復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn),壓板尺寸1.5m×1.5m正方形鋼板,采用慢速維持載荷法分級加荷載。對于單樁靜載荷試驗(yàn),在300kPa荷載作用下按沉降比0.01確定單樁容許承載力,試驗(yàn)結(jié)果表明,單樁容許承載力均在150kPa以上,滿足要求。對于復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn),按沉降比為0.01確定復(fù)合地基容許承載力,試驗(yàn)結(jié)果顯示,復(fù)合地基承載力均在160kPa以上,沉降量也滿足要求,且未發(fā)現(xiàn)水泥富集、不均勻現(xiàn)象。

2擠密碎石樁加固處理技術(shù)

擠密碎石樁是指用振動、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后,再將碎石擠壓入土孔中,形成大直徑的碎石構(gòu)成的密實(shí)樁體。擠密碎石樁加固軟土地基的主要目的是提高地基土承載力、減少變形和增強(qiáng)抗液化性。

2.1工程地質(zhì)條件

武漢某高校擬建辦公樓,根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,土層從上至下分別是:①粉土:1.0m~1.5m,較濕。②粉質(zhì)粘土:1.0m~1.5m,過濕,軟塑。③粘土:1.5m~2.0m,很濕,軟塑,夾雜粉質(zhì)粘土。④粉土:3.0m~4.5m,很濕,可塑。⑤粉土夾薄層粉質(zhì)粘土:2.9m~4.0m,很濕,軟塑。

2.2擠密碎石樁施工工藝及加固原理

該工程設(shè)計(jì)碎石樁采用梅花形布置,樁距1.6m,樁徑0.5m,樁長9m,設(shè)計(jì)復(fù)合地基承載力要求120kPa以上。具體施工流程:施工準(zhǔn)備→測量定位→樁機(jī)定位→振動沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高→填入碎石至自然地坪高度→啟動振動錘振動拔管→邊拔管邊加料有規(guī)律反插→二次填料→拔管反插→孔口加料并開錘加壓→成樁。擠密碎石樁的加固原理主要有:1)擠密作用。成樁過程中樁管對周圍軟弱層產(chǎn)生很大的橫向壓力,使樁管周圍的土層孔隙比減小、密實(shí)度增大。2)排水降壓作用。碎石樁孔內(nèi)充填碎石等反濾性好的粗顆粒料,在地基中形成滲透性良好的豎向排水降壓通道,有效地消散和防止超孔隙水壓力的增高,防止軟土產(chǎn)生液化,并加速地基排水固結(jié)。3)振動效應(yīng)。碎石樁成樁時(shí),振動錘的強(qiáng)烈振動,使填入料和地基土在擠密的同時(shí),獲得強(qiáng)烈振動,對軟土增強(qiáng)抗液化能力是有利的。

2.3地基承載力試驗(yàn)及加固效果

加固完成后對地基采用靜載法測定承載力試驗(yàn),評價(jià)加固效果。隨機(jī)抽取1組復(fù)合地基進(jìn)行試驗(yàn),壓板規(guī)格為1.2m2,試驗(yàn)采用慢速維持荷載法。

3方案對比

通過粉噴樁和擠密碎石樁的加固原理可以發(fā)現(xiàn),兩種加固方法都具有復(fù)合地基效應(yīng)所具有的幾個(gè)特征,如:置換作用,擠密作用和樁對土的約束作用。同時(shí),兩種加固方法降低軟土層含水率的原理不盡相同。粉噴樁側(cè)重于通過自身固化劑(水泥或石灰)與周圍土體的水分發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),降低土體水分,同時(shí)固化劑水化反應(yīng)生成物加固軟土層;擠密碎石樁則側(cè)重于依靠樁孔內(nèi)充填碎石等反濾性好的粗顆粒料,在地基中形成滲透性良好的豎向排水降壓通道,防止軟土產(chǎn)生液化,加速地基排水固結(jié)。兩種加固方法均能產(chǎn)生良好的加固效果,在實(shí)際工程中則需要根據(jù)土層地質(zhì)勘查結(jié)果擇優(yōu)選擇。

4結(jié)語

1)對軟土地基的加固處理,成樁類型的選擇是工程設(shè)計(jì)非常重要的問題,選擇時(shí)需要從單樁承載力、場地環(huán)境條件、樁基施工設(shè)備及能力、土質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)條件等幾個(gè)方面綜合考慮。

2)采用粉噴樁、擠密碎石樁對地基進(jìn)行處理,樁的承載力在很大程度上受施工工藝的影響,在保證施工質(zhì)量的前提下,科學(xué)地選擇施工工藝施工是加固成功的保證。