【摘要】:深層攪拌樁是軟土地基處理中的一項(xiàng)新技術(shù)具有安全可靠!經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，本文討論以水泥作固化劑的深層攪拌樁的加固機(jī)理，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)一步討論攪拌樁的設(shè)計(jì)、施工及質(zhì)量控制問題。對今后深層攪拌樁工程的設(shè)計(jì)和施工具有一定的參考作用。
　　【關(guān)鍵詞】：復(fù)合地基；深層攪拌；施工技術(shù)
　　深層攪拌樁是利用深層攪拌機(jī),沿深度方向?qū)④浲僚c固化劑(水泥漿或水泥粉!石灰粉,外加一定量的摻合劑)就地進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，使土體與固化劑發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定整體性和一定強(qiáng)度的加固體。這種地基處理技術(shù)適用于處理包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、砂性土、泥炭土等各種成因的飽和軟粘土，含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120的粘性土等地基。深層攪拌樁所用固化劑種類較多，有水泥類、石灰類、粉煤灰類、瀝青類、泥漿類、化學(xué)材料類等。但最常用的仍然是水泥類，因其具有取材便利、適用土質(zhì)范圍廣泛、加固后所形成的水泥土強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。與其他施工方法相比較，深層攪拌法具有施工工期短、無公害、成本低等特點(diǎn)。其在施工中無振動、無噪聲、無地面隆起、不排污、不污染環(huán)境，對相鄰建筑物不產(chǎn)生有害影響。深層攪拌法因其出色的工藝特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于形成復(fù)合地基、支護(hù)結(jié)構(gòu)、防滲帷幕等。
　　1工程概況
　　某縣一中綜合樓,建筑面積約為21302，為九層樓，總高度約33，框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用片筏基礎(chǔ)，埋深210，持力層為素填土(僅存在于局部地區(qū))和屬沖積層中的軟弱有機(jī)質(zhì)土(粘土)。該綜合樓地處校區(qū)內(nèi)，建筑密度大，其南側(cè)、東側(cè)為高5~11的擋土墻，北側(cè)圍墻外為400標(biāo)準(zhǔn)跑道的田徑場，形成3~5高的邊坡。由于擋土墻和圍墻基腳入土淺，如果綜合樓基礎(chǔ)持力層選擇沖積層中承載力較高的中砂層，基坑開挖的深度較大，就會擾動擋土墻和圍墻地基土體，導(dǎo)致圍墻和擋土墻及土體滑移，嚴(yán)重會使周邊建筑物發(fā)生不均勻沉降，給施工和周邊建筑物帶來安全隱患。
　　2深層攪拌樁在復(fù)合地基中的設(shè)計(jì)應(yīng)用
　　2、1單樁承載力的計(jì)算
　　本工程根據(jù)室內(nèi)強(qiáng)度試驗(yàn)資料選擇水泥摻入比aw=15%,根據(jù)《地基處理手冊》(1988)相關(guān)資料和公式。
　　
　　2、2復(fù)合地基面積置換率(m)
　　該綜合樓設(shè)計(jì)采用片筏基礎(chǔ)要求地基承載力kPa，而有機(jī)質(zhì)土(粘土)天然地基承載力=135kPa。根《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》公式:
　　
　　213復(fù)合地基總樁數(shù)(n)
　　該綜合樓設(shè)計(jì)采用片筏基礎(chǔ)占地總面積約A=174m2。復(fù)合地基面積置換率m=01228，樁徑d=500mm一根粉噴樁所承擔(dān)的處理面積=P(/2)2/=0186(2),深層攪拌樁的設(shè)計(jì)按正方形布置,2=0182,計(jì)算得=0193,取=0190,則粉噴樁中心距為=0190,排間距=0190,調(diào)整后復(fù)合地基面
　　積置換率=01242,設(shè)計(jì)總樁數(shù)=/=1740/018=2148根,因場地形狀不規(guī)整,圖上實(shí)際布孔數(shù)為在2204根。為了施工及布樁方便,實(shí)際樁數(shù)和樁間還應(yīng)根據(jù)沉降差的要求,在實(shí)際施工中進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
　　2、4復(fù)合地基下臥層地基強(qiáng)度的驗(yàn)算
　　深層攪拌樁底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：
　　
　　將攪拌樁和樁間土視為一個(gè)假想實(shí)體基礎(chǔ)時(shí)下臥層頂面地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為:
　　
　　復(fù)合地基下臥層地基強(qiáng)度的驗(yàn)算滿足設(shè)計(jì)要求。
　　2、5復(fù)合地基的沉降計(jì)算
　　當(dāng)深層攪拌樁復(fù)合地基承受上部基礎(chǔ)傳遞來的垂直荷載后,所產(chǎn)生的總垂直沉降S包括樁土復(fù)合層本身的壓縮變形S1和樁土復(fù)合層底面以下土的沉降量S2,即S=S1+S2。
　　(1) 樁土復(fù)合層的壓縮變形S1可按下式進(jìn)行計(jì)算:
　　
　　從上述設(shè)計(jì)計(jì)算可看出經(jīng)過處理后復(fù)合地基的變形模量E0會比樁間土壓縮模量Es提高近九倍。
　　(2) 樁端下未加固土層的壓縮變形S2按地基規(guī)范中的分層總和法的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算。
　　
　　3主要技術(shù)要求
　　(1)深層攪拌樁加固深度為6.00m,且樁端進(jìn)入中砂層不少于500mm。
　　(2)加固后的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)達(dá)到180Kpa。
　　(3)采用425#普硅早強(qiáng)水泥,每米進(jìn)粉量不少于60kg,摻入比15%,樁徑=500mm。
　　(4)停灰面為自然地表面最低處以下200mm,布樁誤差小于20mm,成樁誤差小于50mm,垂直度誤差小于1.5H%。
　　4施工質(zhì)量控制
　　(1)樁基施工嚴(yán)格遵照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-79)及相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。成樁參數(shù)均按設(shè)計(jì)要求選取。
　　(2)保證垂直度:采用精密水平儀調(diào)平,確保深層攪拌機(jī)的平整度和導(dǎo)向架對地面的垂直度,導(dǎo)向架的垂直度偏斜不超過1.5H%。
　　(3)保證樁位準(zhǔn)確度:采用全站儀進(jìn)行樁位定位,相鄰兩樁位與設(shè)計(jì)誤差控制在20mm以內(nèi)。
　　(4)通過機(jī)械自動控制回轉(zhuǎn)與提升及電子稱計(jì)量,確保攪拌和提升的均勻性。另一方面,采取三臺深攪機(jī)不同時(shí)起動,避免頻繁停機(jī)。
　　(5)采用四噴四攪工藝確保固結(jié)體的連續(xù)性,避免斷樁現(xiàn)象,并確保樁徑不小于500mm。
　　(6)對于遇塊石或其它大片障礙物的地帶(如場地東北角、中部北側(cè)),采用人工開挖清除塊石或障礙物,回填土后,再施工深攪樁。
　　(7)施工記錄設(shè)有專人負(fù)責(zé),深度記錄偏差不得大于50mm；時(shí)間記錄誤差不得大于2s。施工中發(fā)生的問題和處理情況,均如實(shí)記錄,以便匯總分析。
　　6施工效果
　　該工程施工結(jié)束后,對深層攪拌樁施工效果的檢測,采用了開挖檢查!現(xiàn)場靜載試驗(yàn)和沉降觀測等方法。
　　6、1開挖檢查
　　施工過程中對已施工的1、2排樁及其它部位的樁進(jìn)行了開挖檢查,證實(shí)成樁質(zhì)量好,樁身強(qiáng)度高。施工結(jié)束后,對所有施工的樁進(jìn)行了全面開挖,從開挖的樁頭來看十分理想,滿足設(shè)計(jì)要求。
　　6、2現(xiàn)場靜載試驗(yàn)
　　攪拌樁施工完成30d以后,進(jìn)行現(xiàn)場靜載試驗(yàn),共對二十一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行靜載試驗(yàn),承壓板的面積為0.81m2(即邊長0、90mx0.90m)。
　　6、3沉降觀測
　　竣工后進(jìn)行了兩年多的沉降觀測,從觀測結(jié)果可以看出,沉降已趨于穩(wěn)定。且累計(jì)沉降量為5.5m,比設(shè)計(jì)計(jì)算值(5.9cm)小。
　　7結(jié)論
　　從進(jìn)行施工到實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,本場地采用深層攪拌樁進(jìn)行軟地基加固處理是成功的。經(jīng)深層攪拌加固處理的地基,其抗壓強(qiáng)度、單樁承載力。復(fù)合地基承載力均較天然地基有顯著提高。本工程證明了深層攪拌對軟土地基具有良好的加固效果,水泥土攪拌樁復(fù)合地基因考慮樁土共同作用是一種經(jīng)濟(jì)型的地基處理方法。