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閱讀 19966 次漢中某工程人工挖孔樁地基加固處理方法

摘要：漢中某工程場地位于漢江北岸Ⅰ級階地上,其9#公寓范圍地基土不均勻,地質條件差,基礎形式采用人工挖孔樁,一柱一樁.施工勘察查明,局部樁孔位置樁端下存在松散砂層及軟塑粉質粘土軟弱土夾層.通過樁孔位置地基加固處理,改善樁端下主要壓縮土層工程性能,提高樁端土承載力,增大土層壓縮模量,減小沉降變形.該方法在類似地質條件下,可以借鑒應用....

漢中某工程人工挖孔樁地基加固處理方法

祝武安王峰

（陜西省地質礦產勘查開發局漢中地質大隊, 漢中 723000）

1、工程概況

擬建9#公寓樓五層，框架結構，最大柱網尺寸6.6×10.0m，單柱荷載最大值3500KN。擬采用天然地基淺基礎,暗河部位采用砂石墊層處理。基槽開挖后因暗河部位回填土深厚，緊鄰北側為新建漢中東排洪渠箱涵，無開挖放坡條件。因此，設計變更采用人工挖孔樁，樁徑φ800mm，樁長8.5m。成孔后對大直徑樁樁端持力層逐一進行檢驗，發現部分樁位處樁端下分布有軟弱粘性土，須對其進行加固處理。

圖1 分五個工程地質層

2、工程地質條件

9#公寓樓范圍15m以上地層由第四系全新統人工填土及河流沖積物組成。分五個工程地質層（圖1），各層特征如下：

2.1素填土（Q42ml): 褐灰色、褐黃色、棕褐色及青灰色。濕，可塑～硬塑，以粘性土為主，含磚瓦碎塊及植物根莖。該層土質不均勻，結構松散，底部呈青灰色，軟塑狀，鉆進中有縮徑現象。層厚0.70～5.10m，層底標高介于504.65m～499.64m之間。

2.2耕植土（Q4ml）: 黃褐色、灰色。濕，可塑，土質不均。主要為粉質粘土，夾有少量灰渣、磚塊等，見蟲孔，含植物根莖。層厚0.2～1.50m，層底標高介于506.21～503.47m之間。

2.3粉質粘土（Q4al）：黃褐色、土黃色。稍濕～濕，可塑～硬塑，含少量鐵錳氧化物。刀切面較光滑，韌性中等，干強度中等。該層由上向下粉粒漸增。層厚0.50～3.70m，層底標高介于504.19～499.80m之間。

2.4粉土（Q4al）：褐黃色、淺黃色。稍濕～濕，中密～密實。含少量鐵氧化物。無光澤反應，韌性中等～低，干強度中等～低，搖振反應中等。隨著深度的增加，粉粒、粉細砂含量漸增，局部夾粉細砂透鏡體。層厚0.60～2.90m，層底標高502.27～497.80m。

2.5圓礫（Q4al）：雜色，濕～飽和，稍密～中密。以礫石為主，礫石直徑一般在0.50～5.00cm之間，個別大于10.0cm，呈圓狀、次圓狀，由石英巖、砂巖及少量灰巖、花崗巖等組成，呈中等風化狀。該層層位穩定，但礫卵石含量不均，局部夾軟弱粘性土透鏡體或松散狀中粗砂層。本次勘察未揭穿，最大揭露厚16.8m，層頂標高502.27～495.51m。各土層物理力學性質指標見表1。

土層物理力學性質指標表1

土層代號及名稱	重度	孔隙比	固結快剪		壓縮模量	超重型動力觸探N120(擊)
土層代號及名稱	γ（KN/m3）	e	c(kPa)	φ(°)	Es(MPa)	最大值	最小值	平均值
①1素填土	19.6	0.728	-	-	5.15	-	-	-
①2耕植土	17.5	0.850	-	-	-	-	-	-
④粉質粘土	20.3	0.632	60.0	13.0	8.20	-	-	-
⑤粉土	19.6	0.760	34.0	14.0	8.47	-	-	-
⑥圓礫	20.0	-	-	-	-	23.0	1.0	7.7

場地地下水屬孔隙潛水類型，穩定水位埋深11m左右,相應對標高495.80m。

3、地基加固處理

9#公寓樓共設人工挖孔樁35根，樁位布置見圖2。施工勘察揭示，建筑物西北角的1#、2#、4#、5#樁位處樁端下有松散砂層并夾軟弱粘性土夾層，動力觸探錘擊數偏低。由于開挖深度接近地下水位，無繼續開挖施工條件。為改善樁端下主要壓縮層土層的工程性能、提高樁端土承載力、增大土層壓縮模量、減小沉降變形，對上述樁位樁端下約2m范圍巖土層進行加固處理。

3.1加固處理方法

地基處理方法[2]分置換法、加密法、膠結法和加筋法。本工程軟弱夾層僅局部分布，體量小；而場地也沒有大型機具進入條件。考慮上述因素，采用SH-30型工程鉆機，沖擊鉆進方法，把Φ140mm鋼管鉆進至預定深度，掏出鋼管內砂土，然后把卵礫石投入鋼管中，利用柱錘夯擊把卵礫石擊實，并使部分卵礫石擠入土體中，隨后適量提拔套管，再投入卵礫石夯擊；如此反復，邊向上提鋼管邊加入卵礫石并進行夯實，使被加固土體被部分置換并擠密實。類似規范中的砂石樁法。

為保證置換擠密加固效果，工作過程中控制和保證填投卵礫石的體積數量,處理結束后，用超重型（N120）動力觸探試驗檢測。

3.2砂石樁的布置及實施情況

圖3 砂石樁布置示意圖

根據現場實際測量加固效果，直徑Φ140mm的擠密砂石樁，經置換擠密成型后的砂石樁直徑可達250mm左右。故每個樁位按5個小的砂石樁布置，見圖3“砂石樁布置示意圖”。

2#樁孔因砂層松散，且下部有粘性土軟弱夾層，5個砂石樁施工完，經檢測錘擊數偏低，又增施2個砂石樁。

加固處理工作過程中，及時記錄孔深、砂石樁土塞長度、加投卵礫石數量等原始數據。各樁位的置換擠密加固情況統計見表2。

各樁位加固處理情況統計表表2

人工挖孔樁號	砂石樁號	土塞長度（m）	加投卵礫石量		卵礫石所占體積率（%）
人工挖孔樁號	砂石樁號	土塞長度（m）	（桶）	（m3）	卵礫石所占體積率（%）
1#	1-1	1.35	6.5	27.5桶 0.4881	28.14
	1-2	1.58	6.0
	1-3	1.88	5.0
	1-4	1.78	6.5
	1-5	1.81	3.5
2#	2-1	1.30	7.0	39.5桶 0.7011	53.09
	2-1	1.40	5.5
	2-3	1.70	6.0
	2-4	1.20	5.5
	2-5	1.60	5.0
	2-6	1.60	7.0
	2-7	1.80	3.5
4#	4-1	1.40	4.0	23.0桶 0.4082	29.90
	4-2	1.60	5.0
	4-3	1.80	5.0
	4-4	1.70	5.0
	4-5	1.90	4.0
5#	5-1	1.60	6.0	27.0桶 0.4792	38.46
	5-2	1.60	5.5
	5-3	1.80	5.5
	5-4	1.90	5.0
	5-5	1.70	5.0

3.3加固處理前、后對比

加固處理前、后人工挖孔樁動力觸探試驗錘擊數對比見表3。

加固前、后樁孔動力觸探（N120）錘擊數表表3

孔深（m）	1#		2#		4#		5#
孔深（m）	加固前	加固后	加固前	加固后	加固前	加固后	加固前	加固后
7.5	-	-	-	-	5	-	1	-
7.6	-	-	-	-	5	-	2	-
7.7	-	1	-	-	6	0	3	0
7.8	-	1	-	-	7	1	4	0.5
7.9	1	5	-	-	9	1	4	1
8.0	3	6	-	-	10	2	8	2
8.1	3	9	-	-	9	3	8	4
8.2	3	14	-	-	7	4	10	7
8.3	4	18	0	2	7	4	9	9
8.4	4	24	2	5	6	6	10	11
8.5	4	21	3	10	6	8	8	12
8.6	4	15	3	12	6	10	6	16
8.7	2	15	3	20	7	8	5	16
8.8	3	16	2	28	6	8	6	18
8.9	3	18	2	23	8	8	5	17
9.0	4	24	2	17	6	10	5	14
9.1	4	16	3	17	7	10	5	13
9.2	4	17	3	17	7	8	4	13
9.3	4	13	3	21	8	8	3	10
9.4	5	13	3	21	7	10	2	9
9.5	5	17	2	24	7	12	2	7
9.6	6	16	1	16	7	10	4	5
9.7	6	17	1	17	7	10	5	5
9.8	12	13	1	19	13	9	8	7
9.9	11	12	1	15	9	9	7	8
10.0	12	16	1	8	10	10	9	10
10.1	12	17	8	11	10	11	14	10
10.2	8	17	9	19	10	16	14	13
10.3	8	16	8	20	12	13	12	16
10.4	10	15	10	18	11	11	10	18
10.5	9	16	9		9	13	11	16
10.6	9	13	6		9	13	10	15
10.7	9	11	8	-	7	9	10	14
10.8	7	9	8	-	7	9	9	9
10.9	6	8	8	-	7	8	9	9
11.0	8	-	8	-	8	6	9	9
11.1	8	-	10	-	8	6	9	10
11.2	9	-	8	-	10	8	9	9

加固處理前后加固前、后均采用圓錐動力觸探（N120）試驗方法進行檢測，8.50～10.0m樁孔深度、動力觸探試驗錘擊數平均值對比見表3。

加固前后樁孔孔深、錘擊數統計表表3

樁號	1#	2#	4#	5#
加固前樁孔深度（m）	7.6	8.5	8.0	8.0
加固后樁孔深度（m）	7.4	8.2	7.6	7.6
擠土上浮高度（m）	0.2	0.3	0.4	0.4
加固前錘擊數平均值	5.56	2.13	7.56	5.25
加固后錘擊數平均值	16.19	17.81	9.25	11.37
錘擊數增量	10.63	15.68	1.69	6.12

通過對比發現：

(1)加固后的土層動力觸探試驗錘擊數明顯提高，提高量和土層原始密實程度、加入卵礫石數量密切相關。

(2)由于擠土效應，使得置換擠密加固處理后孔底土層隆起0.20～0.40m。

(3)本次置換擠密加固處理深度至樁孔下10m，但經檢測10m以下約0.8m厚度的土層錘擊數也有提高。

4、體會與建議

4.1采用SH30-2型工程鉆機對人工挖孔樁樁端下軟弱土層進行置換擠密加固處理方法簡便可行，處理效果可即時檢測。節約費用、縮短了工期、綜合效果明顯，類似工程條件可以借鑒使用。

4.2 5#樁位上部荷載1851KN，樁長8.5m。經估算，樁端下壓縮層厚度3m，加固處理前樁基沉降量79.18mm，處理后樁基沉降量25.14mm。經加固處理后，樁端下主要壓縮層工程性能顯著提高，滿足變形（整體傾斜）及承載力要求。

參考文獻：

[1] 中國建筑科學研究院.JGJ 94-2008.建筑樁基技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2] 周景星，李廣信，虞石民，王洪瑾.基礎工程[M].第二版.北京：清華大學出版社，2007.

[3] 中國建筑科學研究院.JGJ 79-2002.建筑地基處理技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2002. 作者簡介：祝武安，男，46歲，1989年畢業于鄭州地質學校，注冊巖土工程師，從事巖土工程勘察、礦區水工環地質工作。單位地址：陜西省漢中市漢臺區東塔北路418號漢中地質大隊 ,E-mail:xbl1968.good@163.com; 電話：18309165926