浅谈粉喷桩在某地基加固中应用

1、浅谈粉喷桩在某地基加固中应用【摘要】本文通过对某厂房场地地质条件的分析，根据 不同的地质条件采取相应的处理方法，使工程达到了安全、 经济的要求，为工程顺利施工提供了保证，工程处理方法是 成功的，可供类似工程参考和借鉴。【关键词】粉喷桩 地基加固承载力复合地基引言根据固化剂的状态和施工方法，搅拌桩的加固分为干法 和湿法，干法用干燥状态的粉体材料作为固化剂，如石灰、 水泥、矿渣粉等，本文介绍的是干法俗称粉喷桩；湿法是釆 用泥浆等浆液材料作为固化剂，又称湿法搅拌桩。两者主要 区别是根据填土的含水量不同而采用不同的方法，含水量高 则采用粉喷桩，反之采用湿法搅拌桩。1. 场地地基加固方法的技术适宜性比较

2、相关地基处理方法及其功能简述加固饱和软粘土地基的方法有多种多样，无非是从地基 改良、加固、置换等方面入手处理。其处理方法有：（1）碎 石桩法（2）搅拌桩法（3）旋喷桩法（4）压密注浆法（5） 锚杆静压桩法（6）排水固结法（7）垫层置换法。1. 1碎石桩法碎石桩法可分为振冲法挤压和干振挤密法等等，但这些 方法的共性原理是通过后期（包括使用期）施加上覆压力的 过程中，逐步达到预期的复合地基承载力，即达到最终地基 承载力的过程是伴随地基沉降（变形）的过程。对于人工填土和松散、稍密的砂土，挤密效果取好，但 对饱和软粘土地基的加固适应性较差，由于饱和软粘性土、 淤泥对碎石桩周围约束力低，均匀程度差，加固

3、体均匀性得 不到保证，在碎石材料价格较高地方，则经济性差。1.2湿法搅拌桩法本方法以水泥浆液与被加固土体搅拌成桩，存在一定的 适宜性，但由于填土后含水量高，单位土体的水泥浆液渗入 量受到限制，其在同一水泥掺量下，桩身强度相对粉喷桩要 小些。其次，大面积深层搅拌桩施工会使整个施工场地浆液 遍布，这对可能交错进行预制桩施工设备的移位和后续工序 施工带来诸多不便，场容坏境较差。第三、在高含水量软粘 性土中，由于粘度大，搅拌桩中易产生抱杆集块，即水泥浆 液不易均匀拌入土体，导致成桩强度很低、均匀性差，易造 成工程事故。2. 设计要点水泥土加固原理软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理是基于水泥 加固土的

4、物理化学反应过程，它与混凝土的硬化机理有所不 同，混凝土的硬化主要是水泥在粗填充料（即比表面积不大, 活性很弱的介质中）进行水解和水化作用，故凝结速度快， 而水泥加固土中，由于水泥掺量很少一般在8%-20%,水泥的 水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质-土的围绕下 进行，故硬化速度缓慢且作用复杂，水泥加固土的强度增长 比混凝土缓慢。3. 粉喷桩在地基加固应用的实例3. 1工程概况项目分二期建设。一期项目为联合厂房主要包括：焊装 车间、涂装车间、总装车间，二期为：准备车间、试制车间、 整修车间、检测车间和外协配套库以及研发中心、客户服务 中心等厂房建筑和办公用房。各建筑单体长轴呈东、西走向

5、布置，建筑物之间的场内道路基本呈东西和南北向并联成方 格网状，并经由厂区东、南侧设置的多个门房通道与其紧邻 的东、南两侧的园区道路相衔接。本项目由机械工业部第四 设计研究院设计。岩土工程勘察项目由冶金部华东勘察基础 工程总公司勘察。地基处理基本要求：各厂房的基础以立柱下钢筋混凝土 预制方桩为基础，对有一定荷载要求的厂房地坪的地基，将 通过地基加固满足荷载和地坪沉降变形控制设计要求。拟建场地的地面起伏高差相对较大，场地范围内分布有 多条河流，场地虽经平整，但上部覆盖有较厚的松散填土， 填土的工程性能差异较大，加之河底淤泥和原始低洼区的新 近软土沉积，使整个场地浅部土层分布十分复杂。土层结构 的松

6、散性，不均匀性、高压缩性和低强度是其主要特征，本 文主要是针对厂房内地坪的设计荷载和变形控制要求，提出 满足厂房地坪地基要求的方案及工程运用。3. 2场地工程地质概况根据该场地的岩土工程勘察报告可知，拟建场地地 势低洼，高差明显，最大高差约3m,场地内池塘遍布，沟河 纵横，且对浅部自然地层切割严重，除场地中部原有一条深 达4. 6m,宽约20-40余米暗河呈nne向曲折贯穿场区南北外, 区内以南北走向的人工河道有4条，东西走向人工河道2条。 人工河道的河床标高多为-3. 0-3. 5m,最大深度达-3. 8 -4. 2mo原场地低洼处标高约0. 10.3m,局部较高区域标高 达3.13.3m,

7、大多地面标高在1.002. 00m范围内，场地 平整所覆盖的土层较厚，因原场地高低不平，故填土厚度存 在较大差异。尤其填土成份不一，其工程性能各不相同，填 土主要分三类：3.2.1为软粘土，由灰黄灰黑色饱和塘底淤泥及软土 组成，结构松散，土质不均，厚度0.04. 4米不等。主要 分布在场地i区范围。3. 2. 2为粘性素填土，由灰黄色湿饱和粘性素土组成, 结构松散，土质不均，厚度0.03. 8米不等。主要分布在 场地ii区范围。3. 2.3碎石素填土，由灰黄、灰白色湿饱和的粘性土、 淤泥呈透镜体或团块与碎石混杂。填土中碎石的含量大，其 中块石约占1015%,最大块径达3050cm；砾石占103

8、0%。 碎石分完布无规律。碎石素填土主要集中在iii区范围。工程地质条件及参数3. 3地基加固方法的选择由于上部新近回填土和淤泥层的欠固结特性，介于柔性 桩和刚性桩之间的搅拌桩柱体，在本工程中将接近于作为刚 性桩传递荷载，作为一个群桩体承载地面荷载和欠固结填土 层的负摩阻力。综上述地基加固方法及其效果的比较，再结合该地块的 地质情况，本文认为采用粉喷桩加固饱和软粘土地基是一种 效果相对较好而且经济的方法。3. 4地基加固设计的分区处理3.4. 1分区处理原则本方案的场地分区主要依据作为粉喷桩持力层层顶板 标高的差异。据层顶板标高大致划分若干区域，有利于在确定桩长 时，更接近各区块层顶板的实际分

9、布状况，从而以大区划分 为基础分别确定各区域的设计桩长，避免过长的桩长的浪 费，达到合理，经济的目的，在满足设计要求的同时，节省 投入。3.4.2地基加固分区根据上述分区原则，在实施本加固方案时，将场区划分 为三大区划，即a、b、c、三个区(详见地基加固场地区 划平面图。其中a区、b区和c区主要是依据非河塘区域粉 喷桩设计桩长的不同加以划分。3. 5粉喷桩加固设计方案设计基本参数的确定复合地基承载力设计值要求为80kpa,根据地基承载力 的要求，确定粉喷桩各项设计参数。(1) 桩长搅拌桩桩端按进入层硬土层0. 6 m考虑并计算桩长，本 例的平均桩长为5.8m,计算如下：平均桩长二非河塘区平均桩长x非河塘区场地面积百分 率+河塘区平均桩长x河塘区场地面积百分率=5. 5x80%+7. 0x20%=5. 8m经计算，平均桩长为5. 8m(2) 桩径设计桩径为500mm(3) 固化剂掺入量及桩身抗压强度根据勘察报告反映的a、b、c三区填土成份，结构状态 及含水量和多年来实践经验，当325#普通硅酸盐水泥掺入量 为55kg/m时(掺入比约15%),桩身抗压强度(90天龄期取样，试块边长70. 7mm）可达1350kpa,在软塑粘性填土区段的桩身抗压强度略高于1350kpao根据上述经验，确定本工 程相关指标。