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摘要：漢中某工程場(chǎng)地位于漢江北岸Ⅰ級(jí)階地上,其9#公寓范圍地基土不均勻,地質(zhì)條件差,基礎(chǔ)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(zhì)粘土軟弱土夾層.通過(guò)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(zhì)條件下,可以借鑒應(yīng)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(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局漢中地質(zhì)大隊(duì), 漢中  723000）

1、工程概況

    擬建9#公寓樓五層，框架結(jié)構(gòu)，最大柱網(wǎng)尺寸6.6×10.0m，單柱荷載最大值3500KN。擬采用天然地基淺基礎(chǔ),暗河部位采用砂石墊層處理。基槽開(kāi)挖后因暗河部位回填土深厚，緊鄰北側(cè)為新建漢中東排洪渠箱涵，無(wú)開(kāi)挖放坡條件。因此，設(shè)計(jì)變更采用人工挖孔樁，樁徑φ800mm，樁長(zhǎng)8.5m。成孔后對(duì)大直徑樁樁端持力層逐一進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分樁位處樁端下分布有軟弱粘性土，須對(duì)其進(jìn)行加固處理。

圖1 分五個(gè)工程地質(zhì)層

2、工程地質(zhì)條件

    9#公寓樓范圍15m以上地層由第四系全新統(tǒng)人工填土及河流沖積物組成。分五個(gè)工程地質(zhì)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(zhì)不均勻，結(jié)構(gòu)松散，底部呈青灰色，軟塑狀，鉆進(jìn)中有縮徑現(xiàn)象。層厚0.70～5.10m，層底標(biāo)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(zhì)不均。主要為粉質(zhì)粘土，夾有少量灰渣、磚塊等，見(jiàn)蟲(chóng)孔，含植物根莖。層厚0.2～1.50m，層底標(biāo)高介于506.21～503.47m之間。

    2.3粉質(zhì)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(qiáng)度中等。該層由上向下粉粒漸增。層厚0.50～3.70m，層底標(biāo)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(shí)。含少量鐵氧化物。無(wú)光澤反應(yīng)，韌性中等～低，干強(qiáng)度中等～低，搖振反應(yīng)中等。隨著深度的增加，粉粒、粉細(xì)砂含量漸增，局部夾粉細(xì)砂透鏡體。層厚0.60～2.90m，層底標(biāo)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(gè)別大于10.0cm，呈圓狀、次圓狀，由石英巖、砂巖及少量灰?guī)r、花崗巖等組成，呈中等風(fēng)化狀。該層層位穩(wěn)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(biāo)高502.27～495.51m。各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)             表1

土層代號(hào)及名稱

重度

孔隙比

固結(jié)快剪

壓縮模量

超重型動(dòng)力觸探N120(擊)

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(zhì)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(chǎng)地地下水屬孔隙潛水類型，穩(wěn)定水位埋深11m左右,相應(yīng)對(duì)標(biāo)高495.80m。

3、地基加固處理

    9#公寓樓共設(shè)人工挖孔樁35根，樁位布置見(jiàn)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(dòng)力觸探錘擊數(shù)偏低。由于開(kāi)挖深度接近地下水位，無(wú)繼續(xù)開(kāi)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(duì)上述樁位樁端下約2m范圍巖土層進(jìn)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(jié)法和加筋法。本工程軟弱夾層僅局部分布，體量��；而場(chǎng)地也沒(méi)有大型機(jī)具進(jìn)入條件�？紤]上述因素，采用SH-30型工程鉆機(jī)，沖擊鉆進(jìn)方法，把Φ140mm鋼管鉆進(jìn)至預(yù)定深度，掏出鋼管內(nèi)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(shí)，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(fù)，邊向上提鋼管邊加入卵礫石并進(jìn)行夯實(shí)，使被加固土體被部分置換并擠密實(shí)。類似規(guī)范中的砂石樁法。

    為保證置換擠密加固效果，工作過(guò)程中控制和保證填投卵礫石的體積數(shù)量,處理結(jié)束后，用超重型（N120）動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)。

    3.2砂石樁的布置及實(shí)施情況

圖3 砂石樁布置示意圖

    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量加固效果，直徑Φ140mm的擠密砂石樁，經(jīng)置換擠密成型后的砂石樁直徑可達(dá)250mm左右。故每個(gè)樁位按5個(gè)小的砂石樁布置，見(jiàn)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(gè)砂石樁施工完，經(jīng)檢測(cè)錘擊數(shù)偏低，又增施2個(gè)砂石樁。

    加固處理工作過(guò)程中，及時(shí)記錄孔深、砂石樁土塞長(zhǎng)度、加投卵礫石數(shù)量等原始數(shù)據(jù)。各樁位的置換擠密加固情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

各樁位加固處理情況統(tǒng)計(jì)表        表2

人工挖孔樁號(hào)

砂石樁號(hào)

土塞長(zhǎng)度（m）

加投卵礫石量

卵礫石所占體積率（%）

（桶）

（m3）

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(duì)比

    加固處理前、后人工挖孔樁動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)對(duì)比見(jiàn)表3。

加固前、后樁孔動(dòng)力觸探（N120）錘擊數(shù)表         表3

孔深

（m）

1#

2#

4#

5#

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(dòng)力觸探（N120）試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，8.50～10.0m樁孔深度、動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)平均值對(duì)比見(jiàn)表3。

加固前后樁孔孔深、錘擊數(shù)統(tǒng)計(jì)表             表3

樁   號(hào)

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(shù)平均值

5.56

2.13

7.56

5.25

加固后錘擊數(shù)平均值

16.19

17.81

9.25

11.37

錘擊數(shù)增量

10.63

15.68

1.69

6.12

    通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：

    (1)加固后的土層動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)明顯提高，提高量和土層原始密實(shí)程度、加入卵礫石數(shù)量密切相關(guān)。

    (2)由于擠土效應(yīng)，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(jīng)檢測(cè)10m以下約0.8m厚度的土層錘擊數(shù)也有提高。

4、體會(huì)與建議

    4.1采用SH30-2型工程鉆機(jī)對(duì)人工挖孔樁樁端下軟弱土層進(jìn)行置換擠密加固處理方法簡(jiǎn)便可行，處理效果可即時(shí)檢測(cè)。節(jié)約費(fèi)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(zhǎng)8.5m。經(jīng)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(jīng)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(xiàn)：

[1] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ 94-2008.建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

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

[3] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ 79-2002.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002. 作者簡(jiǎn)介：祝武安，男，46歲，1989年畢業(yè)于鄭州地質(zhì)學(xué)校，注冊(cè)巖土工程師，從事巖土工程勘察、礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作。 單位地址：陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)東塔北路418號(hào)漢中地質(zhì)大隊(duì) ,E-mail:xbl1968.good@163.com;  電話：18309165926

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)      文徑網(wǎng)絡(luò)：雷丹 尹維維 編輯     劉真 文徑 審核)
 
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