深層攪拌法在高層建筑地基處理中的應用

 　 1深層攪拌法是利用深層攪拌機械將固化劑 (漿體或粉體 )輸送到地基深處與軟土強制攪拌 ,利用固化劑與軟土間的物理化學反應 ,使軟土硬結為具有整體性、水穩定性和一定強度的優良地基。它具備設備簡單、操作方便、質量可靠、施工速度快、成本低、無污染、無振動以及對周圍環境無不良影響等優點 ,尤其適于舊城改造和在市內繁華地域施工。

《地基處理手冊》和已發表的資料表明 :深層攪拌法一般用于處理 6～ 7層樓房的地基處理 ,而太原地區從 1 994年以來 ,在舊城改造的地基處理施工中 ,深層攪拌法已逐步發展至 1 2～ 1 3層樓房的地基處理工程中 ,通過載荷試驗和建成后的沉降觀測證實 ,深層攪拌法處理高層建筑地基是一種可選擇的安全可靠的施工方法 ,在深層攪拌法的實例應用方面是一次突破 ,值得推廣和研究。

1　工程實例

山西省太原市廟前小區某高層住宅樓位于西海邊街交匯處 ,是拆遷回建樓 ,建筑物高 1 2層 ,局部 8層和 1 0層 ,框剪結構 ,筏片基礎 ,基礎埋深3 . 0 m,占地面積 6 5× 2 4=1 56 0 m2 ,由于天然地基承載力不能滿足上部荷載要求 ,采用粉體噴射深層攪拌法處理。

1 . 1　工程地質條件

根據原場地巖土工程勘察報告 ,該場地地下水位在 3 . 5m～ 3 . 8m,在深層攪拌法處理深度范圍內 ,地基土分 3層 ,工程地質特征如下 :第 層 :雜填土 (Q42 ),雜色 ,厚度 7. 1 m～ 8. 6 m,以建筑、生活為主 ,濕～很濕 ,原位測試平均標準貫入試驗擊數 3 . 5擊 ,承載力標準值 80 k Pa,該層分布遍布全場。

第 層 :粉質粘土 ,褐黃色 ,質均 ,可塑 ,中等偏高壓縮性 ,層厚 2 . 7m～4. 9m,平均標準貫入試驗擊數 4. 1擊 ,承載力標準值 1 2 0 k Pa。

第 層 :中砂 ,稍密～中密 ,飽和 ,局部有細砂 ,平均標準貫入試驗擊數3 3 . 2擊 ,層厚 4. 7m～ 6 . 5m,承載力標準值為 2 50 k Pa。

1 . 2　深層攪拌法設計

樁徑 50 0 mm,有效樁長 8. 0 m,空樁 3 . 0 m,梅花形布樁 ,樁間距80 0 mm,總樁數 2 952根 ,粉體噴射法施工 , 42 5#礦渣硅酸鹽水泥 70 kg/ m(相當于水泥摻入比為 1 8% ),樁體無側限 ,抗壓強度不小于 1 . 5MPa,復合地基承載力要求達到 2 40 kPa。

1 . 3　深層攪拌法施工

1 . 3 . 1　施工機械設備

PH-5A粉體噴射樁機 2臺 ,動力電 , 3 7k W;2 m3空氣壓縮機 2臺 ,動力電 , 1 7k W; 1 . 5t灰罐 2個。

1 . 3 . 2　施工工藝

本次粉體噴射深層攪拌法施工工藝流程如圖 1所示。

1 . 3 . 3　主要設備技術參數

鉆頭直徑 (mm):50 0 ;鉆機轉速 (r/ min):正轉為 44、70 ,反轉為 2 9、52 ;提升速度 (m/ min):正轉為 0 . 6 7、1 . 6 0 ,反轉為 0 . 45、0 . 80 ;大灰罐壓力 (MPa):0 . 3～ 0 . 4;小灰罐壓力 (MPa):0 . 2。

1 . 3 . 4　配比試驗

施工前取原場地地基土按設計要求做了配比試驗。結果如下 :6組試塊3 1 d齡期的抗壓強度分別為 2 . 3 MPa、2 . 2 MPa、1.8MPa、2.1 MPa、1 . 6 MPa與 1 . 5MPa;折合 90 d齡期強度分別為 3 . 4MPa、 3 . 2MPa、 2 . 6 MPa、3 . 1 MPa、2 . 3 MPa與 2 . 2 MPa。

1 . 4　成樁后質量檢測

1 . 4. 1　載荷試驗

在 3個試驗點所作載荷試驗結果為 :在樁長 (8.0 m)、樁徑(50 0 mm)、最大荷載(600kN)相等的情況下,最大沉降分別為16mm、21mm與 1 9mm,相應的復合地基承載力分別為260kPa、250kPa與250kPa。

1 . 4. 2　整樁取芯測試

(1 )試驗目的 :檢測整樁噴灰均勻性及樁身強度。

(2 )試塊強度 :6根試樁的31d齡期的平均抗壓強度分別為3MPa、1 . 8MPa、1.7MPa、2.2 MPa、1.9MPa與 1.6 MPa,其折合 90 d齡期的強度分別為 3.4MPa、2.6 MPa、2.5MPa、3.2 MPa、2.8MPa與2. 3MPa。

1 . 5　沉降觀測

該工程從上部結構施工開始 ,設沉降觀測網點 ,從 1 994年開始施工 ,1 996年主體完工 ,一直到 1 997年觀測結束 ,最大沉降量 1 6 mm,到目前為止 ,該樓房使用正常