吳　寶　鄭顯春　周小龍

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

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夯擴(kuò)擠密混凝土樁復(fù)合地基在工程中的應(yīng)用

吳寶鄭顯春周小龍

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

摘要:以某工程為例，介紹了夯擴(kuò)擠密混凝土樁復(fù)合地基的加固機(jī)理及施工工藝.實(shí)踐證明，該地基加固方法，地基處理效果好，承載力高，沉降小，造價(jià)低，工期短，在吸收常規(guī)擠密樁地基處理工法的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上極大的彌補(bǔ)了其他工藝的不足，能夠更好的適應(yīng)山區(qū)沖洪積地層特點(diǎn)，達(dá)到既提高地基土承載力、消除濕陷性，又能很好調(diào)整地基土的不均勻性等多重要求.

關(guān)鍵詞:夯擴(kuò)擠密;混凝土樁;復(fù)合地基

1地基加固原理

對(duì)于山區(qū)地層而言，作為擬建物的受力層多為新近堆積土夾雜沖洪積角礫、碎石層或透鏡體，地基持力層即不均勻又具有濕陷性，對(duì)于高層建筑其天然地基的承載能力一般也不能滿足設(shè)計(jì)要求，所以，當(dāng)在這類場(chǎng)地進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，大部分需要進(jìn)行復(fù)合地基處理，以提高地基土承載力，消除濕陷性，調(diào)整地基土的不均勻性[1].

夯擴(kuò)擠密混凝土樁復(fù)合地基是指采用柱錘成孔后，將干硬性混凝土分層填入樁孔，并用柱錘夯實(shí)成樁的復(fù)合地基.柱錘沖擊成孔時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的夯擊能，可將孔周土有效擠密，使其承載力得到很大的提高.另外，在分層回填干硬性混凝土夯實(shí)成樁過程中，不但樁體材料受到高能量夯擊而密實(shí)度很大，而且樁周土受到二次擠密，使得樁周側(cè)壁摩阻力大幅加強(qiáng)，進(jìn)而單樁承載力會(huì)得到大大提高[2].在成孔及成樁施工時(shí)對(duì)樁間土的兩次強(qiáng)力擠密作用還可有效減弱甚至完全消除地基土的濕陷性，對(duì)調(diào)節(jié)地基土的局部不均勻性也有很強(qiáng)的適用性.

2工程應(yīng)用實(shí)例

2.1工程概況

張家口市某小區(qū)20#住宅樓，為張家口市橋西區(qū)某房地產(chǎn)開發(fā)公司開發(fā)建設(shè)，地上18層，地下1層，建筑面積22000 m2，全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ).

2.2水文地質(zhì)條件

根據(jù)本場(chǎng)地的《巖土工程勘察報(bào)告》，擬建場(chǎng)地屬于山前坡洪積裙地貌單元.本工程地層情況自上而下可分為四大層，具體表1如下:

表1

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告提供的資料，可不考慮該地下水對(duì)本工程建設(shè)的不利影響.

2.3地基處理方案選擇

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基承載力特征值不小于280 kPa，復(fù)合地基壓縮模量不小于20 MPa，建筑物最終沉降量≤60 mm.依據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告》及擬建物基礎(chǔ)埋深情況，本建筑物基礎(chǔ)坐于③層粉土上，由于該層土的力學(xué)性質(zhì)較差、承載力較低，且具有中等濕陷性及中等壓縮性，不能滿足設(shè)計(jì)提出的承載力及變形要求，須對(duì)之進(jìn)行人工處理.后經(jīng)各方會(huì)商，經(jīng)過方案比較,本著經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量的原則,最終確定采用本課題組研究的夯擴(kuò)擠密混凝土樁復(fù)合地基施工方案.

2.4樁的設(shè)計(jì)與布置

設(shè)計(jì)參數(shù)：樁徑450 mm，樁長(zhǎng)7.5 m～12 m(樁底坐于④層粉質(zhì)粘土或④1層角礫上)，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15，坍落度≤3 cm.樁數(shù)540根，采用矩形布樁，樁間距1620 mm×1660 mm(局部有所不同).

2.5復(fù)合地基施工工藝

(1)復(fù)驗(yàn)基槽尺寸及標(biāo)高；

(2)布置材料倉庫及攪拌場(chǎng)地，并配備水電線路；

(3)由施工單位測(cè)放建筑物控制軸線，測(cè)放完畢后讓監(jiān)理驗(yàn)收；

(4)嚴(yán)格按照樁位布置平面圖測(cè)放樁位，并做好復(fù)檢工作；

(5)檢查樁機(jī)設(shè)備工作是否正常，移樁機(jī)就位，使柱錘中心與樁位中心位對(duì)齊；

(6)柱錘夯擴(kuò)成孔：采用直徑為37.5 cm、長(zhǎng)度為5.0 m、重量為3.5 t的柱錘進(jìn)行夯擴(kuò)擠密成孔，采用隔排隔樁成孔方式，成孔完畢后及時(shí)做好成孔施工記錄；

(7)夯填成樁：采用柱錘分層夯填干硬性混凝土，每次填料高度為70 cm，柱錘一陣擊數(shù)為3擊，柱錘落距為3.0 m；

(8)工程樁檢測(cè)：根據(jù)規(guī)范選取試驗(yàn)樁數(shù)量，并且樁的齡期不得少于28 d，復(fù)合地基承載力可用單樁或單樁復(fù)合豎向靜載荷試驗(yàn)確定；

(9)夯擴(kuò)擠密干硬性混凝土樁竣工驗(yàn)收：在夯擴(kuò)擠密干性混凝土樁各工序施工質(zhì)量及各種材料經(jīng)過檢驗(yàn)全部合格、各項(xiàng)資料全部整理完畢后，報(bào)請(qǐng)甲方組織夯擴(kuò)擠密干硬性混凝土樁竣工驗(yàn)收工作；

(10)碎石褥墊層施工：為了調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力比，在基礎(chǔ)素混凝土墊層下設(shè)15 cm碎石褥墊層，當(dāng)夯擴(kuò)擠密干硬性混凝土樁竣工驗(yàn)收合格后進(jìn)行碎石褥墊層施工工作，施工過程中嚴(yán)格控制各質(zhì)量指標(biāo)，使之滿足設(shè)計(jì)要求；

(11)復(fù)合地基竣工驗(yàn)收：碎石褥墊層碾壓完畢、各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)經(jīng)檢驗(yàn)全部合格、各項(xiàng)資料全部整理完畢后，報(bào)請(qǐng)甲方組織復(fù)合地基竣工驗(yàn)收工作[3].

(12)人員及機(jī)械設(shè)備退場(chǎng)：經(jīng)甲方、監(jiān)理、監(jiān)督站等有關(guān)部門檢驗(yàn)，復(fù)合地基所有質(zhì)量控制指標(biāo)全部合格、所有資料全部整理完畢后，地基處理單位組織人員及機(jī)械設(shè)備退場(chǎng).

2.6地基處理效果檢測(cè)

該工程的夯擴(kuò)擠密干硬性混凝土樁于2014年6月28日開工，7月10日完工.在復(fù)合地基施工完成后，按建設(shè)方及有關(guān)規(guī)范要求，抽取了3個(gè)點(diǎn)作豎向靜載荷試驗(yàn).處理后的復(fù)合地基的承載力特征值均大于280 kPa，壓縮模量均不小于20 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求.另外，通過做樁間土探坑取原狀樣試驗(yàn)，得到試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示.分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，地基土濕陷性完全消除.從開工建設(shè)到竣工使用期間，通過對(duì)建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)，最大沉降值為32 mm，在允許變形范圍內(nèi).

圖1　地基處理前后的失陷性對(duì)比圖

2.7經(jīng)濟(jì)效益

與原方案(CFG樁)比較，造價(jià)降低了25%，工期縮短了8天.

3結(jié)論

夯擴(kuò)擠密樁工法在吸收常規(guī)擠密樁地基處理工法的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上極大的彌補(bǔ)了其他工藝的不足，能夠更好的適應(yīng)山區(qū)沖洪積地層特點(diǎn)，達(dá)到既提高地基土承載力、消除濕陷性，又能很好調(diào)整地基土的不均勻性等多重要求.工程實(shí)踐已經(jīng)證明，夯擴(kuò)擠密干硬性混凝土樁復(fù)合地基，地基處理效果很好，承載力高，沉降小，造價(jià)低，工期短，是一種值得應(yīng)用的地基處理方法[4].

參考文獻(xiàn)

[1]肖西衛(wèi)，沈宇鵬，陳萬成.夯擴(kuò)擠密渣土樁在雜填土中的加固機(jī)理分析及應(yīng)用[J].鐵道建筑，2015(05)

[2]白振江等.夯擴(kuò)擠密碎石樁在液化地基處理中的應(yīng)用[J].南水北調(diào)與水利科技，2013(02)

[3]趙通.夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基的綜合應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽，2011(20)

[4]王海泉，王志輝.夯擴(kuò)樁在民用建筑地基處理中的應(yīng)用[J].建筑施工，2009(26)

The Application on Composite Foundation of Expansion Compacting Concrete Pile in Engineering

WU Bao，ZHENG Xian-chun，ZHOU Xiao-long

(Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering，Zhangjiakou 075024，Hebei)

Abstract：Based on a project as an example,this paper introduces the reinforcement mechanism and construction technology on composite foundation of expansion compacting concrete pile.Practice proves that the foundation reinforcement method,the foundation treatment effect is good,and it has high bearing capacity,small settlement,low cost,short time limit.The method Greatly makes up for the deficiency of the other processes,it can adapt to the mountain diluvial stratigraphic characteristics.The beating capacity of foundation soil can be obviously improved，the collapsibility can be effectively eliminated and the inhomogeneity of the soil can be adjusted.

Key words：expansion compacting;concrete pile;composite foundation

收稿日期：2015-10-24

基金項(xiàng)目：張家口市科技局科研項(xiàng)目(1411050B)

作者簡(jiǎn)介：吳寶(1965-)，男，助理實(shí)驗(yàn)師.

中圖分類號(hào):TU 4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A