1、粉喷桩复合地基在工程中的应用摘要:本文通过一幢 7 层住宅楼对其地基加固机理和计算方法、施工方法以及复合地基检测进行了介绍。 关键词:粉喷桩 复合地基 地基处理 承载力 中图分类号: TU47 文献标识码: A 文章编号: 粉喷桩是由粉粒体加固材料和原位地基土所组成,用搅拌机械向软土地基中喷射粉粒体或加固材料(石灰或水泥粉)和原位地基土进行强制性的搅拌混合而构成的粉喷桩复合地基,从而达到在稳定地基土的同时提高地基的承载力。 1 工程概况 武汉市汉阳区江河船舶机械厂一幢住宅楼,地处汉阳区州尾正街,建筑面积 4100m2,总高度 21m,主体采用 7 层混合结构,钢筋混凝土条形基础。设计要求地基承
2、载力特征值 fak=180kPa。工程地质报告揭示的拟建场地属于长江冲积一级阶地,场地地层特征由上之下划分为 2 个单元。 (见表 1) 表 1 2 方案选择 由表 1 可见,拟建场地表层分布的第层为人工填土层,系近期堆积,密实度差,结构松散,分布不均匀,不宜直接作为天然地基使用,因此不能作天然地基上浅基础设计。 第层为第四系全新统长江冲积层,土层为粉质黏土、粉土、粉砂和细砂夹层,地基承载力不高,大多数为中等压缩性土层。根据地质勘察报告,从自然地面以下 33m(勘察深度范围内)未见良好的“桩基”持力层,同时考虑工程造价,认为也不宜采用钢筋混凝土桩基。据此分析,可考虑选用“复合地基”加固处理方案
3、,采用粉喷桩对场地人工填土层、粉质粘土层、粉质粘土夹粉土层进行加固处理。 3 粉喷桩复合地基处理 3.1 粉喷桩复合地基设计 根据土层情况,设计有效桩长定为 12m,桩端进入粉质粘土夹粉土层,桩径 =500mm。 (1)单桩承载力计算 式中:为桩间土的平均摩擦力,d 为桩径,l 为桩长。因此: 取设计单桩承载力为 (2)置换率和桩位布置 式中:m 为置换率,为复合地基承载力设计值,为桩间天然地基土承载力,为桩间土承载力折减系数。因此: 由置换率求得每根粉喷桩面积: 粉喷桩按正方形布置,间距为 1.01.0m,根据基础平面图及置换率共布桩 586 根。在桩顶上将部分人工填土清除并设 300mm
4、厚砂垫层,其中桩头嵌入砂垫层 100mm 水泥掺入量为(502.5)kg/m,采用 325 号水泥。 3.2 施工方法 采用国产 PH5 型粉喷桩机施工,施工前先定出桩位并编上号。根据桩位平面布置图将搅拌机对准桩位,开动搅拌机钻进 500mm 后,随钻随喷气,注意防止堵塞喷粉孔。正向转至设计深度后反向旋转喷粉。将钻杆边搅拌边提升,提升速度宜小于 1m/min,强制喷出的粉体与原位土体进行搅拌,停灰面在基底标高以上 500mm,桩头复搅 3m。为提高桩体强度及承载力,避免搅拌不均匀,最好在原桩位全长范围内复搅一次。另外,喷粉量未达到设计要求的 90%时还需复喷复搅一次。 4 单桩与复合地基载荷试
5、验 本次采用堆载,慢速维持荷载法对粉喷桩进行竖向荷载试验。粉喷桩复合地基荷载试验 7 组,压板面积 800800mm,最大加载为230.4kN,总沉降量分别为6.83、4.89、3.45、3.56、7.01、9.83、5.58mm。单桩竖向静载荷试验7 根,最大加载均为 180kN,总沉降量分别为3.63、3.62、3.76、5.13、4.27、5.81、5.48mm。试验结果表明:其承载力均满足设计要求。 5 效果及评价 本建筑于 2009 年 9 月主体结构封顶,在上部结构施工期间,对每一层建筑物进行沉降观测。迄今为止,其沉降不大于 50mm,未发现地基不均匀沉降和上部结构裂缝,加固效果良
6、好。 6 小结 通过本工程项目的施工、设计,有以下几点体会: 武汉部分地区天然软土地基承载力较低,经粉喷桩处理后,其复合地基承载力有明显提高。 软土地基有软土夹层,厚度薄,不能作为桩基持力层,选用粉喷桩基础,是较理想的设计方案,可以较大节约工程造价。 在设计时应注意粉喷桩桩端持力层不宜选在淤泥、淤泥质土等软土层上,以免形成“悬浮桩” 。 为保证粉喷桩的施工质量,必须按规范,随机进行检测,查明桩身质量和强度。 参考文献 JGJ94-2008 建筑桩基技术规范 JGJ79-2002 建筑地基处理技术规范 林彤.粉喷桩加固软基试验研究.岩土力学,2000 年 6 月 叶书麟.地基处理工程实例应用手册, 中国建筑工业出版社,1998