浅谈某商住楼建筑地基处理措施

来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文
发布时间：2012-08-16浏览：37次

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　　摘要：文章分析了高压旋喷桩法在多层建筑地基处理工程中的成功应用，并简述了高压旋喷桩法的、计算、施工过程和检测结果。针对工程地质情况复杂，持力层埋置较深，场地有无规律的软弱下卧层，地基承载力要求又高的多层建筑，提出了一种确实可行的地基处理方案。
　　关键词：建筑商住楼；高压旋喷桩；地基处理
　　1引言
　　高压旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，通过高压设备使浆液成为高压射流从喷嘴喷射出来冲击破坏土体结构，使土体变成散状的土粒；土粒一部分随浆液冒出地面，另一部分在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合；浆液凝固后，在土中形成一个高强度固结体，从而达到加固地基，改善土体的变形性质的目的。本文以笔者曾参与过的工程为例，介绍高压旋喷桩在地基处理中的设计和施工方法。
　　2 场地工程地质简况
　　本工程位于市星辉东路，分别为11层、9层、7层的商住楼群，基础型式为独立柱基，持力层为中密卵石层，承载力特征值要求≥350kPa。该建筑场地地貌单元属岷江水系I级阶地，场地内地形较平坦，根据地勘资料，其地层结构见表1。
　　
　　表1场地内地层结构简表
　　
　　层号
　　名称
　　厚度9(m) 承载力特征值
　　fak(kPa) 极限侧阻
　　力标准值kak(kPa) 极限端阻力标准值qpk(kPa)
　　备注
　　1 人工填土 0．3-2．1
　　2 粉质粘土 0．3～0．9 150 60
　　3 粉砂 0．3～1．7 100 20
　　4 中砂 0．6～4．6 120 40  夹于
　　卵层
　　夹于
　　卵层
　　5 松散卵石层 0．5～2.8 250 90
　　6 稍卵石层 0.6～4.1 350 110
　　7 中卵石层 0.5～6.1 550 130 3500
　　8 密实卵
　　石层 0.9～8.1 800 150 5000
　　本工程基坑土方采用机械开挖，当挖至设计基底标高以上300mm时，我们检查发现有厚度不等，分布、走向均无规律的软弱下卧层（砂和松散卵石的透镜体），从探坑处发现砂层厚度最深处为一6．3m。由于设计对地基承载力的特征值和变形模量要求较高：承载力特征值要求fak≥350kPa，变形模量要求E≥22MPa。为达到设计要求，我们比较了CFG桩、注浆加固、换填法、高压旋喷法、钢管桩等地基加固处理方法(详细比较见表2)，最终确定方案为：①对埋藏较深，厚度大的软弱下卧层地段，采用高压旋喷桩复合地基处理方案；②对埋藏较浅，厚度较小的软弱下卧层地段。采用C10砼换填处理。
　　表2多层建筑软弱地基处理方法比较表
　　
　　名称被加固土体特点优点缺点
　　
　　
　　CFG a．地基加固的土体
　　为人工填土、粉质粘
　　土、粉土、砂层卵
　　石层中砂夹层
　　b．液化土层 a．施工机具简单．工期短
　　b．可以利用工
　　业废渣
　　c．造价低 a．淤泥土层不易成孔，易缩颈、断桩b．不适应处理地基载承力标准值要求较高的地基土加固
　　
　　
　　注浆加 a．卵石层中夹中砂
　　粉质粘土或部分淤泥
　　b．圆砾、局部中砂
　　砂夹卵石层 a．施工机具简单．工期短
　　b．造价低
　　 a，灌浆效果较差．质量不易控制
　　b．不适应处理地基载承力标准值要求较高的地基土加固
　　
　　换填法 a．当基础下直接露
　　出砂层、圆砾等软土层(厚度≤3m) 承载力高,刚度大.变形小不能处理夹于卵石层中的软弱下卧层
　　
　　
　　高压旋喷法 a．地基承载力标值和变形模量要较高的地基土加固
　　b．卵石层中的软
　　夹层加固地基承载力标准值要求较高的地基土加固 a．施工质量控制较难
　　b．造价偏高
　　
　　钢管桩适合各种地层的加固处理．特别适宜既有建筑物加固处理
　　a．适应范围广
　　b．安全可靠
　　a．成本高
　　本工程设计基础为独立柱基．持力层为处理后的复合地基，依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79--2002)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007)，并结合本地区类似工程情况，高压旋喷桩复合地基设计计算参数确定为：①桩径：设计桩径为550mm②设计桩长：旋喷桩以中密卵石层为桩端持力层，对基底下5．0m内的中砂、松散卵石层进行加固，并进入中密卵石层0．5m以上，为满足桩端承载力和桩侧摩阻力值．桩长不小于4．0m。③桩数：由面积置换率确定，面积置换率m用下式计算：
　　Fak=mR／Ap+ß(1一m)式中fak为要求达到的复合地基承载力特征值(kPa)取350kPa；m为面积置换率；A为桩的截面积(m2)。本工程为0．24m2；fak为桩间土承载力特征值(kPa)取120kPa，ß为桩间土承载力折减系数，取0．4，R单桩竖向承载力特征值．取下两式较小值：
　　为强度折减系数，取0．33。fak为桩试块无侧限坑压强度平均值(kPa)
　　d为桩的平均直径．取0．55mn，n为桩长范围内所划分的土层数l为桩周第层土的厚度,为桩周第层土摩阻力标准值，中砂取60kPa，卵石取l00kPa。
　　qb桩端天然地基土的承载力特征值，取500kPa为确保工程质量R取600kN由以上数值求得m=0．123，取m=0．13。
　　根据独立基础下一般不应少于4根桩的要求，共布桩556根。
　　3旋喷桩施工
　　高压喷射注浆法的基本工艺类型有：单重管法．二重管法，三重管法和多重管法等方法，本工程采用单重管法，其施工工序为：有关工作参数：
　　①切削压力20MPa
　　②超高压硬化材料(水泥浆+水玻璃)喷射速度25／min
　　③上提速度5～10m／min。
　　我们在旋喷桩施工过程中着重控制以下几点：①复核施工桩位，确保桩位准确；②检查其旋喷管的下放深度．当不能进入中密卵石层内0．5m时，必须采取跟管钻探引孔；③为确保旋喷桩桩径及桩身质量，要求施工单位复喷2～3次，同时检查桩孔内的浆液是否冒出，若冒出，将冒出浆液回灌到桩孔内，直到桩孔内的浆液面不再下沉为止。
　　4旋喷桩复合地基处理效果检测
　　旋喷桩施工完成后28天．建筑工程质量检测测试站对该复合地基进行了静载荷试验：其检测6组试验点．3组单桩桩体载荷试验点，3组桩间复合地基载荷试验点。对单桩桩体载荷试验采用平台堆载．慢速加载法．由千斤顶反力加荷，精密百分表测量沉降。对桩间复合地基载荷试验点，采用圆形和方形承压板．由千斤顶反力加荷．精密百分表沉量沉降。各检测点检测试验结果见表3：
　　表3各检测点检测试验结果
　　
　　检测点桩号复合地基承载力
　　特征值单桩竖向承载力
　　特征值
　　
　　95# 352kPa
　　
　　124# 353kPa
　　
　　508# 353kPa
　　308#  604kN
　　
　　365#  604kN
　　
　　244#  604kN
　　根据检测结果，经旋喷桩处理后其场地复合地基承载力特征值为352kPa，单桩竖向承载力特征值为604kN，满足设计要求。
　　5结束语
　　通过该项目地基软弱下卧层加固处理的实际应用，对卵石层中的软弱砂夹层，运用高压旋喷法是较为安全经济的处理方法，且对于开挖暴露的深基坑提高施工工效具有显著的效果，应用CFG桩法、注浆加固、高压旋喷注浆法、钢管桩等方法进行地基处理。高压旋喷注浆法在本工程实际的应用，对处理该地基软弱下卧层是安全经济有效的，特别是对于该工程在大开挖后，发现持力层地基土满足不了设计要求的情况，采用高压旋喷注浆法进行处理提高施工工效效果更好。