1、粉喷桩在软基处理中的应用2004 年 7 月水利水电快报 EWRHI 第 25 卷第 14 期文章编号:10060081(2004)14.002003粉喷桩在软基处理中的应用郭斯良(揭阳市水利水电设计院,广东揭阳 522031)摘要:简述粉喷桩处理软基的一般设计模式,施工工艺流程及应用效果 ,并结合工程实例着重介绍了其在设计,施工及质检中采用了室内配合比试验及现场抽芯检测相结合的做法,为设计提供合理依据,为质检提供可操作性.关键词:粉喷桩;施工工艺;软基加固;堤防工程;广东中图分类号:TV223,22 文献标识码:A1 工程概况广东省揭阳市榕江榕城围北堤工程桩号 K5+110K8+410 堤段
2、位于揭阳市榕城区 ,榕江北河中下游的右岸,是揭阳市区城市防洪的重点工程项目.该堤段地质情况较为复杂,地层变化大,堤基存在较厚的软弱淤泥层,因此采用粉体喷射搅拌法(简称粉喷法)加固软土技术处理堤基,以提高堤基承载力及适应建筑物的变形要求.2 地基工程地质条件场地内地层为第四纪榕江河口平原海陆交互沉积层,土层自上而下为:(1)人工填土, 主要为杂填土和素填土构成,厚度较薄,平均为 0.42m,未压实状态;(2)粘土,灰黄色 ,软塑,较薄,平均为 0.62m,属中压缩性土;(3)有机质高液限粘土,灰黑色,饱和,流塑,含少量腐植质,砂及贝壳,平均厚度 11.58m;(4)低高液限粘土,粉土,灰白色,软
3、可塑,含中细砂,属低至中压缩性土,层厚 0.004.50m;(5)粗中砂,灰白色 ,中密状态,平均厚度6.50m.地基部分土层的物理力学性质指标见表 1.3 地基处理与设计3,1 基础设计该堤段地质勘察资料表明,下卧淤泥层承载能力标准值 40kPa,设计要求的承载能力标准值 110kPa,确定粉喷桩桩端以第层粗中砂层作为基础持力层.在地质勘察钻孔同时取各土层原状土样通过室内配合比试验,以提供合理的固化料种类和配方,以及加固土可靠的物理,力学性质参数.由试验确定水泥加固土的无侧限抗压强度值,作为粉喷桩地基处理的设计依据.水泥土配合比抗压试验报告见表 2.表 1 地基土物理力学性质指标成果表收稿日
4、期:20040405作者简介:郭斯良,男,揭阳市水利水电设计院,工程师?20-郭斯良粉喷桩在软基处理中的应用表 2 水泥土配合比抗压试验报告表903.2 复合地基承载能力的验算压机及翻斗车.粉喷桩桩机为 PH 一 5A 型单轴深层粉喷桩加固地基承登能力按下式估算:步履式底架, 井架和导向加减压机构以及钻机传动一,.:s,.系统,钻具,液压系统(4kW),喷粉系统(15kw)及.:差容许承载,;s电莓成.一一天然地基容许承载力,kPa;. 为桩身容许承载力,.Op=1;卢为桩间土承载力折减系数;a.为置换 4.2-r-r 艺s2nApA,其中为桩根数 ,A 为加固总面粉喷法施工的关键是喷粉,喷粉
5、过程直接关系根据防洪墙基底应力计算结果,由设计复合地成桩的质量.喷粉一般在喷气后进行,其操作程基容许承载力:1.2,:1.292:序是:110.4kP.可得 :.12.34%.(1)开通喷粉球阀和蝶阀开关并关闭喷气阀;由于该堤段淤泥软土土层较为深厚且含水量(2)按下无级变速器电机启动按钮,使旋转供大,压缩性大,承载力低,遇地震易软化,导致抗剪强料器运到喷射管,喷入土层.操作要求迅速连贯,一度和承载力明显降低,产生较大的震陷.深层搅拌气呵成.桩作为柔性桩的复合地基一般设计成格栅状,将软粉喷桩的桩身强度很大程度上取决于搅拌的均土封闭成较小面积的格室,可有效防止软土受力后匀程度,该施工采用规范中一般
6、要求“ 两喷四搅“ 的流动,形成的复合地基承载力可达 130220kP,施工工艺,即两次喷粉及来回 4 次搅拌,保证喷粉更能更有效地减少地基沉降量.均化和增加抵御不均均匀,成桩质量更好.匀沉降能力.基础置换专.祀复寞兰孽曼登:兰;4.3 施工技术参数=30.2%,=230kPa,均大于防洪墙基底应力可.满足设计要求.见表 3.4 施工设备与施工工艺 5 施工质量检测4.1 施工设备粉喷桩主要施工设备有粉煤桩桩机,喷粉机,空粉喷桩按规范在成桩后 7d 内,按 2%抽样进行轻便触探(NIO)检查.触探点在桩径方向 1/4 处.?21?2004 年 7 月水利水电快报 EWRHI 第 25 卷第 1
7、4 期表 3 粉喷桩施工技术参数共检测 400 根桩.检查结果为:当贯入 100mm,N10 击数均超过规范要求的 10 击,其中 7d 最大 62击,满足设计要求.对成桩 28d 后的粉喷桩进行抽芯取样检测,(即每 5 个堤段单元 516ITI 取 1 根桩),共检测 40根桩.检查结果为:桩体抗压强度在 2.653.54MP 间.均优于设计要求的 I.20MPa(现场值).抽芯检测结果见表 4.表 4 抽芯检测报告表实际喷灰取样桩身平均桩号桩长量深度桩身描述无侧限抗/m/kg/m 压强度/MPa桩身完整性好.水泥6-73#A12.3681.5s.6.-一?2653桩身完整性好.水泥搅拌均匀
8、.分布均一.岩芯完整性较好;最 3536大岩芯长 1.2m.强度较高.桩身完整性好.水泥觉拌均匀.分布均一,?苎 3 完 rtlszs4.45 见少重水泥结核;6.46.5rtl 强度较低.?22?梅东大桥以西 1.3km 堤段(K5+110K6+410)粉喷桩基础工程于 2001 年 12 月份完工.防洪墙体,墙后堤身填土和堤面工程于 2002 年 5 月份完工.在堤身横断面防洪墙顶,堤中心填土面及堤内侧石墙顶各设置 1 个变形观测点(一般沿堤线每200ITI 布设),经近 2fl 的观测 ,3 处观测点平均沉降量分别为 6,24 和 12mm,其中防洪墙的最大沉降量为 8mm,最小为 3m
9、m.一般为 57mm.均比墙后堤身填土面的沉降量小.防洪墙的分缝沉降差在 4mm 以内.不影响防洪堤结构的安全.满足设计要求.6 结语1.3km 堤段堤基处理实际完成粉喷桩成桩总长 89152 延米.粉喷桩加固地基按合同预算综合单价为 54 元/延米.按此单价计每米堤长堤基处理的综合造价为 3200 元.而按同等标准要求地基达到设计标准采用混凝土预制管桩,钻孔灌注桩或其他如真空预压法处理堤基.每米堤长造价均超过粉喷桩.且其处理效果也难以与粉喷桩相比拟.可见粉喷桩加固软弱地基的应用不仅取得良好效果.还节约了工程投资.由于堤岸沿线原有建(构) 筑物分布密集,部分堤段还因施工场地条件差,堤基处理施工线长和工程量大.若采用深层搅拌钻孔成桩技术.对地基及周围建筑物扰动小,施工中振动小,噪声低,无污染环境,有良好的社会效益.施工作业安全可靠,施工操作工艺简单,机械设备要求较低,工程造价低,有着显着的经济效益.该堤段工程在设计,施工及质检中采用了以钻孔取原状土样作水泥加固土的室内配合比试验及现场钻孔抽芯制成标准试块,进行加固土岩芯的无侧限抗压强度试验,为采用合适的水泥掺入比所确定的加固土抗压强度提供了依据.因此.粉喷桩处理不失为一种处理堤防建筑物软基的好方法,也可在类似地质条件的水利工程中应用.I 编辑:周惟道)
