【文章內(nèi)容簡介】 ?！?m厚的飽和粉細(xì)砂層，在灰渣水的長期滲透作用下易發(fā)生潛蝕和管涌，對壩體產(chǎn)生滲透破壞，使壩體失穩(wěn)。為此采取水泥旋噴樁技術(shù)措施對壩基進(jìn)行截滲抗滑加固處理，取得較好效果。1　壩基地質(zhì)性能評價　　壩基處第一層主要為耕植土層和新回填土，強(qiáng)度低，性能差，不經(jīng)處理無法作為天然地基；設(shè)計要求清除；第二層結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度較低，滲透系數(shù)為k=10－3cm/s，屬強(qiáng)透水層，在庫內(nèi)變水頭壓力作用下，將產(chǎn)生滲透破壞，使壩體失穩(wěn)，且分布面廣，土層較厚，須進(jìn)行加固；第三層為粉土層，屬中等壓縮性，滲透系數(shù)k=10－6cm/s，屬弱透水層，粘聚力c= kPa，內(nèi)摩擦角φ=176。，承載能力250 kPa，工程性能較好，可作為壩基。2　壩基處理措施　　經(jīng)分析，壩基處理的地層為第二層，即只有解決壩基滲流，防止產(chǎn)生流砂和管涌破壞，才能保證壩基的穩(wěn)定。為此，決定采用垂直防滲的方法，即用有一定交圈厚度的水泥旋噴樁形成連續(xù)的水泥土截滲墻，并在壩的下游堆石排水棱體下做2排旋噴樁，起抗滑穩(wěn)定作用?！⌒龂娊貪B墻參數(shù)的確定　　根據(jù)工程經(jīng)驗及有關(guān)資料確定樁徑D=800 mm，樁距根據(jù)經(jīng)驗公式，L= D=800=692(mm)，取L=500 mm，交圈厚度e如圖1所示，按下式計算。取e=620 mm，成墻平均厚700 mm。圖1　樁距及交圈厚度的確定　　根據(jù)前述地質(zhì)條件，樁底坐落于第三層粉土層上， m， m?！】够瑯秴?shù)的確定　　根據(jù)工程經(jīng)驗及有關(guān)資料，樁徑D=800 mm，由于該樁主要作用是抗滑，提高壩基承載力，不需交圈，故取樁距L=800 mm；排距按經(jīng)驗公式計算， D=600 mm。樁底同樣坐落于第三層粉土層上，且進(jìn)入粉土層1 m深， m。截滲墻及抗滑樁的平面布置及剖面如圖3所示。圖2　旋噴樁平面示意圖3　旋噴截滲墻斷面3　試樁　　根據(jù)設(shè)計要求，取?軸的16號樁和?軸的10號樁進(jìn)行試樁。試樁送漿壓力為23 MPa；提升速度為200～220 mm/min；回轉(zhuǎn)速度為19～23 r/min；水泥漿配合比(重量比)為水∶425號水泥∶三乙醇胺=1∶1∶； m3/m?！　≡嚇逗蠼?jīng)開挖檢查，軸試樁樁徑為630～840 mm，軸為600～720 mm，施工中選用A線樁試驗所得工藝參數(shù)，樁徑及樁體強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計要求。4　施工工藝　　旋噴樁按樁位軸線A、B、C順序進(jìn)行，放線根據(jù)樁位坐標(biāo)用經(jīng)緯儀測放，鋼尺量距定點，樁位偏差考慮在5 mm內(nèi)，各樁點均用木樁做標(biāo)志并編號。成孔機(jī)安裝要求平穩(wěn)，％之內(nèi)，成孔采用清水沖洗巖粉，噴頭下裝圓錐合金鉆頭鉆進(jìn)。　　(1) 成樁順序為水泥漿的配制送漿旋噴成樁。　　(2) 水泥漿的配制：在鉆進(jìn)成孔前5 min攪拌水泥漿，施工中每罐水泥漿加水400 kg，普通硅酸鹽水泥400 kg， kg三乙醇胺，促使水泥在水下速凝?！　?3) 送漿：配制好的水泥漿液經(jīng)兩次過濾后壓入儲備罐，高壓泵從儲備罐中取漿。高壓泵送漿壓力穩(wěn)定在23 MPa。若施工發(fā)現(xiàn)送漿不正常，應(yīng)立即停機(jī)排除故障。　　(4) 旋噴成樁：鉆機(jī)鉆至預(yù)定深度以后，投球送漿，隨即旋轉(zhuǎn)，提升速度220 mm/min，加卸鉆桿時，接頭處復(fù)噴150～200 mm，以防斷樁。噴至樁頂標(biāo)高時就地送漿，回轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)后結(jié)束?！　」こ探Y(jié)束后，經(jīng)現(xiàn)場開挖截滲墻兩處實測樁體交接連續(xù)，樁體完整密實。堆場使用過程中，壩基未發(fā)生滲透、失穩(wěn)等破壞?！　】偨ㄖ娣e約9 000 m2。綜合樓為9層，總高為40 m，主體采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)；檔案館為5層磚混結(jié)構(gòu)?！　」こ痰刭|(zhì)勘察部門對該建筑場地的評價是，場地為軟弱場地土，屬Ⅲ類場地土，地貌位置屬山前沖積平原，深度20 m以上的地基土主要由細(xì)顆粒的粉土和粉質(zhì)粘土組成，場地工程地質(zhì)條件為：(1)人工填土層：～ m，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均；(2)粉土層：～ m，在場地局部存在，fk=160 kPa；(3)粉質(zhì)粘土層：～ m，可塑狀態(tài)，ES= MPa,fkk=120 kPa；(4)粉土層：～ m，ES= MPa,fk=200 kPa。(5)粉質(zhì)粘土層：～ m，ES= MPa,fk=160 kPa。(6)粉土和粉質(zhì)粘土互層：未穿透，ES= MPa,fk=180 kPa。由此可見，第一層為人工填土，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均，不宜作天然地基；第二層土雖然承載力較高，但僅在場地局部殘留，不能作為持力層；第三層土的土質(zhì)較軟，壓縮性較高，不能滿足高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計要求；第四層土承載力較高，但如作為持力層，基礎(chǔ)埋深太大，因不做地下室，排除了做深基礎(chǔ)的可能，故為滿足設(shè)計要求，只能采用樁基或復(fù)合地基。1　地基處理要求　　該建筑的特點是上部荷載較大，而場地土比較軟弱。綜合樓部分確定基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，要求地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為200 kPa；檔案館雖然只有5層，但樓面活荷載大、墻體較厚，采用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，要求地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為250 kPa，允許沉降量≤200 mm。2　處理方案的選擇　　本地區(qū)對這類地基常采用預(yù)制樁或灌注樁，勘察單位也建議采用灌注樁，但調(diào)查研究及方案比較表明，水泥噴粉樁加固處理這種土質(zhì)是適用的。經(jīng)過比較，采用攪拌樁比灌注樁更經(jīng)濟(jì)，且對周圍環(huán)境的影響很小。3　噴粉樁復(fù)合地基設(shè)計　　設(shè)計有效樁長L= m， m，加固體室內(nèi)抗壓強(qiáng)度為2 MPa(經(jīng)室內(nèi)試驗確定水泥摻入比為15％)。由文獻(xiàn)1式(－2)、(－3)算出單樁承載力=140 kN；根據(jù)(－1)式可算出：高層部分的置換率m=，檔案館部分m=，按此進(jìn)行樁的布置，布樁采用矩形形式?！　〗?jīng)計算(高層) cm， cm, cm。4　施工方法　　噴粉使用的固化劑為425號普通硅酸鹽水泥，采用國產(chǎn)PH－5A型噴粉樁機(jī)施工。　　(1) 施工前應(yīng)整平場地，定出樁位并編號，組裝架立噴粉樁機(jī)，檢查主機(jī)及其他各系統(tǒng)工作是否正常?！　?2) 根據(jù)樁位平面布置圖，排樁號和施工流水段，移動攪拌主機(jī)對準(zhǔn)設(shè)計樁位。　　(3) 開動攪拌機(jī)鉆進(jìn)50 cm后，隨鉆隨噴氣，注意防止堵塞噴粉孔，隨鉆桿鉆進(jìn)，加固土體在原位被攪動切碎，鉆至設(shè)計深度時停鉆?！　?4) 鉆桿鉆到設(shè)計深度后反向旋轉(zhuǎn)，啟動水泥發(fā)送裝置，將鉆桿邊攪拌邊提升，提升速度宜小于1 m/min，強(qiáng)制噴出的粉體與原位土體進(jìn)行攪拌。待鉆頭提升到距樁頂約2 m時，宜降低提升速度。提升到超過設(shè)計高度30～50 cm后，關(guān)閉水泥發(fā)送裝置，鉆機(jī)原位旋轉(zhuǎn)1 min后再繼續(xù)提升到地面。樁體噴粉要求一氣呵成，不得中斷，～ N/mm2。為提高樁體強(qiáng)度及承載力，避免攪拌不均，再在原樁位全長范圍內(nèi)進(jìn)行復(fù)攪1次，樁體即告完成。5　成樁質(zhì)量檢驗　　因為工期緊張，齡期達(dá)到21 d后，進(jìn)行基坑開挖，對10％的樁采用應(yīng)力反射波法進(jìn)行質(zhì)量檢驗，所測樁中的95％測試信號正常，有較明顯的樁底反射，波速均大于1 200 m/s，表明樁身較為密實均勻，質(zhì)量良好。隨機(jī)抽取3根單樁(檔案館工程)和3根單樁復(fù)合地基(綜合樓工程)進(jìn)行靜載荷試驗，試驗結(jié)果單樁承載力為140 kN，復(fù)合地基承載力為200 kPa。檢測結(jié)果均滿足設(shè)計要求；隨著齡期增長，地基承載力仍有一定程度的提高。6　效果評價　　本工程采用水泥噴粉樁處理軟弱地基，地基承載力由120 kPa提高到200～250 kPa，強(qiáng)度增長1倍左右。這種處理方案較多用于荷載不大的多層民用建筑，同時也適用于荷載較大的高層建筑(8～11層)。該建筑于1997年10月主體結(jié)構(gòu)封頂，未發(fā)現(xiàn)地基不均勻沉降和上部結(jié)構(gòu)裂縫，加固效果良好?！　〔捎眠@種方案具有設(shè)備簡單、施工方便快速、無振動、無污染等優(yōu)點，造價低廉，費(fèi)用比采用灌注樁降低了40％?！　∧尘C合樓為5層磚混結(jié)構(gòu)，場區(qū)地形分兩個標(biāo)高， m，形成階梯形，自然落差由設(shè)計調(diào)整。地基處理也分兩個標(biāo)高，西南角雜填土厚度大， m，～ m?？辈靾蟾娼沂镜墓こ痰刭|(zhì)條件見表1。表1　某綜合樓地質(zhì)概況層次層厚(m)土名巖(土)性描述地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)1~雜填土主要為磚塊、爐渣及部分粘性土　2~粘土呈褐色、褐黃色，可塑，含少量小礫石903最大揭示m,未鉆穿粉質(zhì)粘土褐色，可塑，濕，含有白色線狀鈣質(zhì)網(wǎng)膜及礓石、小礫石130　　表1顯示雜填土和素填土厚度大，土質(zhì)不均勻，需進(jìn)行處理。 1　碎石樁的設(shè)計與施工工藝　碎石樁加固地基的機(jī)理　　干振碎石樁主要用于非飽和土，在成孔和擠密碎石過程中，土體在水平激振力作用下產(chǎn)生徑向位移，其密度增高，孔隙比減小，承載力可提高60％以上。干振碎石樁加固地基的實質(zhì)是把松散的天然地基變成由碎石樁和擠密的樁間土組成共同工作的復(fù)合地基。　復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定　　本工程第2層承載力標(biāo)準(zhǔn)值為90 kPa，第3層承載力標(biāo)準(zhǔn)值130 kPa，根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79－91)，結(jié)合本工程特點，選第2層為地基持力層。要求地基處理后承載力提高 ，地基均勻。為此碎石樁設(shè)計樁徑取500 mm， m，采用等邊三角形布置； m，～ m，處理后復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值按150 kPa設(shè)計?！∈┕すに嚰耙蟆　∷槭瘶端盟槭揭话銥?～5 cm，采用天然級配，含泥量小于5％。要求確保樁長、樁徑及樁身密實，碎石樁樁位偏差不得大于3 cm?！　「烧穹ㄖ茦豆に囀菍豆苷駝酉鲁林了槭瘶兜脑O(shè)計深度，在樁管內(nèi)投入總料量的1/3后開振提管卸料，一般分4～5次卸完，每次上提均在自重壓力下回振；卸料完畢后樁管不提出孔外，繼續(xù)回振(每次控制在20 s左右)， m高度為止。必須邊振邊提，慢提多振，一般控制提管速度為1～ m/min；第二次投料仍在總料量的1/3左右，以同樣方法振密， m；第三、四次投料可從管外直接投入，每次為總料量的1/6，但必須防止泥塊掉入樁孔內(nèi)，再用樁管壓振密實至發(fā)現(xiàn)樁架被上抬為止。樁架和擴(kuò)孔段如圖1所示。圖1　干振法設(shè)置碎石樁的樁架和擴(kuò)孔段2　加固效果　　根據(jù)碎石樁復(fù)合地基檢測報告，共檢測樁身6根，檢測樁間土4孔。按JGJ 79－91有關(guān)規(guī)定，復(fù)合地基檢測結(jié)果如下。　樁身與樁間土承載力及變形模量　　樁身承載力及變形模量見表2，樁間土承載力及變形模量見表3。表2　樁身承載力及變形模量表深度(擊)承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)變形模量E0(MPa)0~179210表3　樁間土承載力及變形模量表指標(biāo)數(shù)值承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)變形模量E0(MPa)132　復(fù)合地基承載力及變形模量　　(1) 復(fù)合地基承載力計算：根據(jù)JGJ 79－ kPa?！　?2) 復(fù)合地基變形模量計算： MPa。　地基土處理前后的對比　　將原地基土與處理后的復(fù)合地基土物理力學(xué)性能相對比，其結(jié)果如表4所示。 表4　原地基土與復(fù)合地基土對照表指標(biāo)密度ρ0(g/cm3)孔隙比e承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)壓縮模量Es(MPa)液性指數(shù)IL原地基土復(fù)合地基土90150　　檢測結(jié)果提供復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為150 kPa， MPa?！〗ǔ珊蟮男Ч　‖F(xiàn)綜合樓建成并投入使用已2年，局部傾斜(即沉降差)小于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GBJ 7－89)規(guī)定的允許值，建筑物未出現(xiàn)裂縫，證明加固效果良好。 第4節(jié) 深基坑圍、支護(hù) 1特點 本工法安全可靠、保證質(zhì)量，無不良影響，造價較低。鉆孔灌注樁樁頂鎖口梁使擋土墻連成整體；鋼筋混凝土內(nèi)支撐平面布置靈活，節(jié)點處理方便，挖土空間大；擋土墻后雙排深層攪拌樁阻水效果明顯。 2適用范圍 軟土地基條件下，開挖深度在 7～ 13m之間，用地系數(shù)大、場地小、周邊民宅多、周圍管線復(fù)雜及鬧市中心環(huán)境要求高的基坑都能適用。 3工藝原理 3．1結(jié)合工程及地質(zhì)情況，利用鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土支撐，有效控制基坑變形、穩(wěn)固基坑，保證施工順利進(jìn)行。 3．2利用深層攪拌樁改變土體原始結(jié)構(gòu)及密度，形成止水帷幕，將基坑內(nèi)外隔離，阻止坑外地下水位下降、地表開裂。 4施工工藝施工準(zhǔn)備鉆孔灌注樁擋土墻施工深層攪拌樁施工兩者間壓密注漿鎖口梁施工挖第一層土第一道支撐挖第二層土…挖最下一層土至基坑底板施工完成換撐拆除最下道支撐施工地下室至樓板換撐以次類推至首層地下室 5施工要求 5．1結(jié)合工程挖土方案進(jìn)行圍護(hù)設(shè)計。 5．2擋土墻施工時，為了讓泥漿循環(huán)、沉淀、廢儲，防止施工場地軟化，泥漿橫溢，現(xiàn)場要形成泥漿循環(huán)管理系統(tǒng)，并設(shè)專人管理。 5．3嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁樁孔護(hù)壁泥漿的比重、孔內(nèi)液面高度等，以免孔壁坍落。5．4當(dāng)穿過砂夾層時，為防止坍孔，宜加大泥漿稠度，排出泥漿比重可增至1．3～1．5。當(dāng)縮頸、坍孔嚴(yán)重，或泥漿突然漏失時應(yīng)立即回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再鉆。 5．5嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁垂直度在1／300以內(nèi)；混凝土澆搗時應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋入深度，避免引起樁身夾泥或斷樁，同時注意保護(hù)好各種監(jiān)測材料及電線。 5．6深層攪拌樁水泥摻量控制在12％～14％范圍。樁與樁必須搭接200mm，以形成整體，遇特殊情況或超過24 小時，在已完成攪拌樁處咬鉆200mm或外圍加樁補(bǔ)強(qiáng)。同時嚴(yán)格實施兩次沉入兩次噴漿的施工工藝，掌握攪拌及下降機(jī)提升的速度。 5．7當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時，在適當(dāng)部位用壓密注漿填補(bǔ)鉆孔灌注樁與深層攪拌樁之間的空隙，使阻水效果更佳。 5．8挖土應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計計算的工況進(jìn)行施工，嚴(yán)禁超挖。 5．9 支撐設(shè)計不考慮堆載時，嚴(yán)禁挖機(jī)及鋼筋等物置于支撐表面。 5．10支撐施工、施工組織及分段次序應(yīng)考慮盡可能對稱和盡早形成獨(dú)立體系，以盡早承受擋土墻傳來的上壓力。 5．11當(dāng)支撐混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求、形成整體后方可進(jìn)行下一土層開挖。 5．12當(dāng)換撐的支撐混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時方可拆除原支撐實施換撐。 5．13應(yīng)有的