付彥亭　江飛

摘 要：文章通過工程實(shí)例即河北省邢臺(tái)市新欣嘉園住宅小區(qū)工程，從粉噴樁的設(shè)計(jì)、施工和檢測(cè)方面對(duì)粉噴樁做了詳實(shí)的介紹。證實(shí)了利用粉噴樁加固軟土地基（尤其是含水量比較大的軟土地基）的有效性和經(jīng)濟(jì)合理性。采用粉噴樁處理軟土地基具有施工進(jìn)度快、質(zhì)量高、可靠性好、工后沉降量小的特點(diǎn)，且造價(jià)低廉，特別是對(duì)浸水軟地基的處理效果最為明顯。

關(guān)鍵詞：粉噴樁；浸水軟土地基

粉體噴射攪拌樁（簡(jiǎn)稱粉噴樁）是目前國(guó)內(nèi)軟土地基處理中正在推廣的一種技術(shù)，是解決軟土地基（尤其是含水量比較高的地基）沉降與穩(wěn)定滿足設(shè)計(jì)要求的一種有效方法。粉噴樁法是采用專用機(jī)械將粉狀固化材料（生石灰粉、干水泥、干NCS固化劑等）把軟土地基加固形成復(fù)合地基的一種軟土加固方法。

在我院設(shè)計(jì)河北省邢臺(tái)市新欣嘉園住宅小區(qū)的過程中，發(fā)現(xiàn)部分樓座的基礎(chǔ)座在原蘆葦洼地上，此洼地處于常年階段性浸水狀態(tài)，上部主要土層為含水量較大的粉土層，地基承載力低，如果不對(duì)地基做特殊處理，其承載力以及沉降很難滿足設(shè)計(jì)要求，如果采用天然地基必然會(huì)造成地基失穩(wěn)、沉降過大等問題，因此對(duì)相應(yīng)樓座地基決定采用粉噴樁法處理，下面就這個(gè)具體的事例，對(duì)粉噴樁的設(shè)計(jì)施工檢測(cè)做一下詳實(shí)的闡述。

1 粉噴樁的設(shè)計(jì)

本文從實(shí)例的地質(zhì)情況、工程總體設(shè)計(jì)思路介紹粉噴樁的設(shè)計(jì)過程。本工程部分樓座的地基上層地基土以粉土為主含水量較高，密實(shí)性中等，上部結(jié)構(gòu)為11層的剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，采用筏板基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)整體剛度較大，經(jīng)計(jì)算天然地基不滿足承載力及地基變形的要求。根據(jù)上述實(shí)際情況有三種地基處理形式可供選擇：（1）采用砂石級(jí)配換填處理選擇下部承載力較高的土層為持力層，上部整體換填級(jí)配砂石；（2）粉噴樁復(fù)合地基處理，使復(fù)合地基滿足設(shè)計(jì)的承載力及沉降要求；（3）旋噴樁（即素混凝土樁復(fù)合地基）復(fù)合地基處理。由于本工程地基地下水位高，采用換填法處理?yè)Q填深度大施工較困難，易坍塌且成本高；考慮到上部結(jié)構(gòu)為11層，荷載不是很大，綜合考慮采用粉噴樁處理為宜。

1.1 地基情況簡(jiǎn)介。本工程地基土從上至下由雜填土、耕土及第四系Q4沖洪積形成的粉土、粗砂、淤泥、卵石、角礫等構(gòu)成，水位標(biāo)高112.50-114.20m，僅為設(shè)計(jì)0.000以下1.7米。

1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算。采用粉噴樁復(fù)合地基。經(jīng)計(jì)算上部結(jié)構(gòu)要求復(fù)合地基承載力fsp.k.≥170Kpa。粉噴樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)，考慮利用Ⅳ層卵石、角礫作樁端持力層，為充分發(fā)揮樁間土承載力，以及調(diào)節(jié)不均勻沉降在樁頂部設(shè)0.5m厚的砂礫墊層。

設(shè)計(jì)樁徑D=50cm，有效樁長(zhǎng)7.0-9.0m，采用425#普通硅酸鹽水泥，每延米樁體摻入60kg，摻入比約為18%。粉噴樁28天無(wú)側(cè)抗壓強(qiáng)度qu.=3.0Mpa，干密度>1.6g/cm3。樁中心距1.10m，采用DZW-Ⅱ型粉噴樁機(jī)施工，處理面積為70×14=980平方米。

1.2.1 單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rdk（取下列二式中小值）

Rdk1=ηfcu.kap

Rdk2=upΣqul-αap.qp

式中：fcu.k-28天無(wú)限抗壓強(qiáng)度平均值，此處取值3.η-強(qiáng)度折減系數(shù)取0.4，Ap-樁的截面積取0.196m2，Qu-樁周土的摩擦力亞粘土取15Kpa，粗砂、礫石層取30Kpa，淤泥層取12Kpa，Up-樁周長(zhǎng)，Qp-樁端天然地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值取600Kpa，α-樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)取0.4。

經(jīng)計(jì)算得Rdk1=235.2KN，Rdk2=235.44KN，故取Rdk1。

1.2.2 置換率m

fsp.k=Rdk/Ap+β（1-m）fs.k

式中：fsp.k-復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值取200Kpa，fs.k-樁間天然地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)地質(zhì)報(bào)告取100Kpa，β-樁間土折減系數(shù)取0.2，計(jì)算得m=0.153，故取m=0.16。

1.2.3 樁數(shù)n

粉噴樁處理采用正方形布孔

n=mA/Ap A-基礎(chǔ)底面積

=0.16X980/0.196=800根

1.2.4 沉降計(jì)算

經(jīng)處理后，復(fù)合地基的壓縮模量為Es=12MPa，帶入PKPM中JCCAD模塊計(jì)算后，樓座的平均沉降量為4.3cm，滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于建筑物整體沉降的要求，同時(shí)上部結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu)剛度較大且荷載分布比較均勻，又采用筏板基礎(chǔ)，所以不存在不均沉降。

2 粉噴樁的施工及質(zhì)量檢測(cè)

2.1 施工工藝流程。根據(jù)具體情況：下管-粉噴-拔管-檢測(cè)。

要注意粉噴樁干法施工機(jī)械必須配置經(jīng)國(guó)家計(jì)量部門確認(rèn)的具有能瞬時(shí)檢測(cè)并記錄出粉體計(jì)量裝置及攪拌深度的自動(dòng)記錄儀。本工程再用干法施工。

2.2 施工要點(diǎn)。粉噴樁施工的場(chǎng)地事先應(yīng)予平整，清除地上及地下的一切障礙物。水泥土攪拌樁施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量不得少于3根，并且應(yīng)對(duì)工藝試樁的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確定施工參數(shù)。粉噴樁施工時(shí)，停噴面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高500mm，開挖基坑時(shí)，應(yīng)將樁頂以上土層及樁頂施工質(zhì)量較差的樁段，采用人工挖除。粉噴施工前，應(yīng)檢查攪拌機(jī)械、供粉泵、送氣（粉）管路、接頭和閥門的密封性、可靠性。

2.3 施工質(zhì)量檢測(cè)。施工過程應(yīng)隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄，樁長(zhǎng)檢測(cè)采用超聲波檢測(cè)，樁徑、樁間距檢測(cè)采用經(jīng)緯儀、鋼尺。水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，驗(yàn)收檢驗(yàn)數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%，復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn) 數(shù)量不少于3組。成樁7天后，采用淺部開挖樁頭進(jìn)行檢查，開挖深度宜超過停漿面下0.5m，檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑，檢查數(shù)量不少于總樁數(shù)的5%。對(duì)變形有嚴(yán)格要求的工程，應(yīng)在成樁28天后，采用雙管單動(dòng)取樣器鉆取芯樣做水泥土抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%，且不少于6根。

2.4 基槽開挖后，應(yīng)檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)與樁頂樁身質(zhì)量，如不符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取有效補(bǔ)強(qiáng)措施。

3 理論分析

粉噴樁施工完畢后在樁頂上填0.5m厚的砂礫層，褥墊層的夯填度不應(yīng)大于0.9。粉噴樁的長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力和變形的要求確定，并應(yīng)穿透軟弱土層到達(dá)地基承載力相對(duì)較高的土層，當(dāng)設(shè)置的樁同時(shí)為提高地基穩(wěn)定性時(shí)，其樁長(zhǎng)應(yīng)超過危險(xiǎn)滑弧以下不少于2.0m。粉噴樁最大處理深度為15m，屬摩擦樁，剛?cè)嵝匀Q于樁體材料、樁周土模量比、樁的長(zhǎng)徑比，樁長(zhǎng)大于有效樁長(zhǎng)時(shí)，柔性樁的承載力不再增加。但增加樁長(zhǎng)，能有效減少沉降量。因本工程上部結(jié)構(gòu)荷載較小，同時(shí)下部土層比較穩(wěn)定，所以處理深度取9米能滿足沉降和承載力要求。

4 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目采用粉噴樁進(jìn)行地基處理后，經(jīng)過三年來(lái)的沉降觀測(cè)未見異樣，且沉降已穩(wěn)定并在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，同時(shí)沉降量絕對(duì)值很小且比較均勻，可見采用粉噴樁處理該地基是合理、有效的、經(jīng)濟(jì)的，值得大家參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)建筑科學(xué)院.建筑地基處理規(guī)范JGJ（79-91），1990.

[2] 地基處理手冊(cè)，1988.

[3] 第三屆地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C].1992.

作者簡(jiǎn)介：付彥亭，畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)，中級(jí)職稱，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作；江飛，畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)，中級(jí)職稱，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。