水泥深層攪拌樁在地基加固中的應用（一）
發布時間：2010-01-14 共1頁
一 工程概況
成豐綜合樓工程位于深圳市福田區下梅林，為成豐電子廠區內的接建工程，與原有廠房緊緊相連。總建筑面積為4280m2，總高31.3m，共七層。主體為現澆鋼筋砼框架結構，按7度3級抗震設防。因預備改做廠房使用，樓面活荷載按工業廠房標準設計，為800KN/M3。
原設計采用人工挖孔灌注樁基礎，共24支樁。樁長約20m，要求樁尖達到中風化巖層，入巖深度1000mm，單樁容許承載力為2000Kpa（4500Kpa）。經我施工單位考察現場，并與建設方、設計院、監理公司共同分析研究后，發現不適宜采用人工挖孔灌注樁，原因如下：
施工人工挖孔樁中必須采用人工降水措施，最降水深度初步估計已達20.3—22.3米。地下水屬“孔隙潛水類型”。人工降水以后，原廠房淺基礎以下的地下水會通過中砂層和粉質粘土層流失。根據地質勘察報告表明：中細砂層“壓縮性差異較”；礫砂層壓縮性未描述；粉質粘土層“壓縮性屬中等”。降水后中細砂、礫砂、粉質粘土層可能因失水而固結、壓縮，其壓縮量較，與擬建場地緊連的原廠房建筑可能會因地基不均勻沉降而造成開裂、傾斜等事故。由于擬建工程與原有建筑緊緊相連，無間距，帷幕施工（封閉降水）、回灌等技術無法實施。因此人工挖孔樁從施工上來說難以實施。
后經設計院作出更改，選用柱下獨立基礎（柱位及上部結構基本不作修改），對于軟弱地質則采用水泥深層攪拌樁法加固。
二、水泥攪拌樁設計概況
自然地坪標高約為-1.200。采用深層水泥攪拌樁加固地基，采用柱下獨立天然基礎，基底標高為-3.600。
設計參數：
總樁數599根，設計樁徑Φ550mm，設計樁頂標高-3.00，有效樁長8米，并根據現場土質狀況調整。
樁設計標高比基礎承臺底墊層或級配砂石墊層底面標高高出150mm，并保證設計樁頂標高同地面有50 mm以上距離。
單樁承載力標準值≥150Kpa，復合地基承載力標準值≥250Kpa。
水泥采用普通硅酸鹽425#水泥，水泥用量約為被加固土體重量的15%，即70.2kg/m。
水泥水灰比0.45-0.5，外摻石膏粉含量為水泥用量的2%，木質素黃酸鈣為水泥用量的2‰。
三、工程地質狀況
根據深圳市基礎工程公司所作的地質勘察報告（一九九六年三月），地質狀況自上而下依次為：
1、人工填土層
素填土：黃褐色-灰褐色，主要由粘性土含建筑垃圾等組成（表層多為砼地面）。層厚1.3-3.7米。
2、第四系沖洪積層
①中-細砂：灰褐、黃褐、灰黃等色，成層性較差，土質不均勻，其間平多量粉土及不規則薄層、塊狀的可塑-軟塑狀態粘土，濕-飽和，松散狀態。層厚0.7-2.0米.承載力低（120Kpa）。
②礫砂：褐灰-灰黃色，成分以石英質為主，混粘性土及卵石，局部夾團塊狀粘性土，濕-飽和，稍密。層厚1.1-3.0米。
3、第四系殘積層
粉質粘土：黃褐、灰褐夾灰黃素色，由混合巖風化而成，原巖結構尚清晰，含云母、石英粒及少量鐵錳氧化物；濕，可塑狀態。層厚10.5-13.4米。承載力較高，是建筑物天然地基良好持力層。
4、震旦系巖層
混合巖（略）
四 施工特點分析
水泥深層攪拌樁在許多工程中已有較成功的應用，它主要是利用水泥作為固化劑，在地基深處就地將水泥與軟土強制攪拌，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基強度和變形模量。施工方法簡單，可不需降地下水措施，對地基土無較的振動，機械噪音較小。它在處理淤泥、淤泥質土方面有較成熟的經驗。但本工程中施工還應注意如下因素：
1、本工程地質中存在較厚的砂質層（含量粘性土），施工前應按設計院提供的配比做好原狀土的試配，準確確定外摻劑用量。
2、本工程水泥攪拌樁按柱狀設計，但柱基礎對地基的要求是以復合地基承載力來衡量的。設計院交底：檢測指標以復合地基承載力達標（250Kpa）為主要依據，對單樁承載力要求（150Kpa）僅作參考。
3、在施工機械的選型方面，必須考慮到許多類型的攪拌樁機鉆進能力較弱，而場地上部存在較厚的建筑垃圾層，含有許多石塊、砼塊。限于場地較小，基坑開挖后機械、材料無法運轉，故此在原狀地面施工，應選用鉆進力較的機型，否則可能無法施工。
五 施工組織
一）、施工部署
由于工期較緊，要求項目部建立健全質量崗位責任制、安全生產崗位責任制，嚴格遵照施工規范組織施工。嚴格執行圖紙會審，質量技術交底，原材料（構件）檢驗，三檢制度及樣板引路制度。做到質量、工期、安全均有層層把關、上交下接、責任到人。
依據工程地質資料，現場狀況做好現場平面布置，安排破砼地面、運輸砼碎塊并清理，做好樁點坐標及標高測控。
安排好打樁施工流水，布置水泥漿制備及泵送系統，考慮泵送距離小于50m。
二）、機械設備準備
經對比選用如下機械設備：
（目前常用的攪拌機包括專用機械（如SJB系列），還有各種類型的樁機改裝的機械。有的機型僅靠電動機及配件自身的自重（約1.5噸）來獲得鉆進力，如（DJB型）；有的機型裝置有齒輪、鏈條，能通過電動機來獲得鉆進力和提升力，而且變檔、調速方便。經過對比與試攪，本工程主要采用的是后一種的改裝機型，單軸、葉片噴漿方式，不同直徑的葉片頭可調換，施工效率較高。）
六、主要材料：
水泥：采用湖南“浯溪”425#普通硅酸鹽水泥（旋窯），約350噸。庫存量不少于20噸；
石膏粉：7.0噸；
木質素磺酸鈣：700KG。
巖土工程師站點
成豐綜合樓工程位于深圳市福田區下梅林，為成豐電子廠區內的接建工程，與原有廠房緊緊相連。總建筑面積為4280m2，總高31.3m，共七層。主體為現澆鋼筋砼框架結構，按7度3級抗震設防。因預備改做廠房使用，樓面活荷載按工業廠房標準設計，為800KN/M3。
原設計采用人工挖孔灌注樁基礎，共24支樁。樁長約20m，要求樁尖達到中風化巖層，入巖深度1000mm，單樁容許承載力為2000Kpa（4500Kpa）。經我施工單位考察現場，并與建設方、設計院、監理公司共同分析研究后，發現不適宜采用人工挖孔灌注樁，原因如下：
施工人工挖孔樁中必須采用人工降水措施，最降水深度初步估計已達20.3—22.3米。地下水屬“孔隙潛水類型”。人工降水以后，原廠房淺基礎以下的地下水會通過中砂層和粉質粘土層流失。根據地質勘察報告表明：中細砂層“壓縮性差異較”；礫砂層壓縮性未描述；粉質粘土層“壓縮性屬中等”。降水后中細砂、礫砂、粉質粘土層可能因失水而固結、壓縮，其壓縮量較，與擬建場地緊連的原廠房建筑可能會因地基不均勻沉降而造成開裂、傾斜等事故。由于擬建工程與原有建筑緊緊相連，無間距，帷幕施工（封閉降水）、回灌等技術無法實施。因此人工挖孔樁從施工上來說難以實施。
后經設計院作出更改，選用柱下獨立基礎（柱位及上部結構基本不作修改），對于軟弱地質則采用水泥深層攪拌樁法加固。
二、水泥攪拌樁設計概況
自然地坪標高約為-1.200。采用深層水泥攪拌樁加固地基，采用柱下獨立天然基礎，基底標高為-3.600。
設計參數：
總樁數599根，設計樁徑Φ550mm，設計樁頂標高-3.00，有效樁長8米，并根據現場土質狀況調整。
樁設計標高比基礎承臺底墊層或級配砂石墊層底面標高高出150mm，并保證設計樁頂標高同地面有50 mm以上距離。
單樁承載力標準值≥150Kpa，復合地基承載力標準值≥250Kpa。
水泥采用普通硅酸鹽425#水泥，水泥用量約為被加固土體重量的15%，即70.2kg/m。
水泥水灰比0.45-0.5，外摻石膏粉含量為水泥用量的2%，木質素黃酸鈣為水泥用量的2‰。
三、工程地質狀況
根據深圳市基礎工程公司所作的地質勘察報告（一九九六年三月），地質狀況自上而下依次為：
1、人工填土層
素填土：黃褐色-灰褐色，主要由粘性土含建筑垃圾等組成（表層多為砼地面）。層厚1.3-3.7米。
2、第四系沖洪積層
①中-細砂：灰褐、黃褐、灰黃等色，成層性較差，土質不均勻，其間平多量粉土及不規則薄層、塊狀的可塑-軟塑狀態粘土，濕-飽和，松散狀態。層厚0.7-2.0米.承載力低（120Kpa）。
②礫砂：褐灰-灰黃色，成分以石英質為主，混粘性土及卵石，局部夾團塊狀粘性土，濕-飽和，稍密。層厚1.1-3.0米。
3、第四系殘積層
粉質粘土：黃褐、灰褐夾灰黃素色，由混合巖風化而成，原巖結構尚清晰，含云母、石英粒及少量鐵錳氧化物；濕，可塑狀態。層厚10.5-13.4米。承載力較高，是建筑物天然地基良好持力層。
4、震旦系巖層
混合巖（略）
四 施工特點分析
水泥深層攪拌樁在許多工程中已有較成功的應用，它主要是利用水泥作為固化劑，在地基深處就地將水泥與軟土強制攪拌，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基強度和變形模量。施工方法簡單，可不需降地下水措施，對地基土無較的振動，機械噪音較小。它在處理淤泥、淤泥質土方面有較成熟的經驗。但本工程中施工還應注意如下因素：
1、本工程地質中存在較厚的砂質層（含量粘性土），施工前應按設計院提供的配比做好原狀土的試配，準確確定外摻劑用量。
2、本工程水泥攪拌樁按柱狀設計，但柱基礎對地基的要求是以復合地基承載力來衡量的。設計院交底：檢測指標以復合地基承載力達標（250Kpa）為主要依據，對單樁承載力要求（150Kpa）僅作參考。
3、在施工機械的選型方面，必須考慮到許多類型的攪拌樁機鉆進能力較弱，而場地上部存在較厚的建筑垃圾層，含有許多石塊、砼塊。限于場地較小，基坑開挖后機械、材料無法運轉，故此在原狀地面施工，應選用鉆進力較的機型，否則可能無法施工。
五 施工組織
一）、施工部署
由于工期較緊，要求項目部建立健全質量崗位責任制、安全生產崗位責任制，嚴格遵照施工規范組織施工。嚴格執行圖紙會審，質量技術交底，原材料（構件）檢驗，三檢制度及樣板引路制度。做到質量、工期、安全均有層層把關、上交下接、責任到人。
依據工程地質資料，現場狀況做好現場平面布置，安排破砼地面、運輸砼碎塊并清理，做好樁點坐標及標高測控。
安排好打樁施工流水，布置水泥漿制備及泵送系統，考慮泵送距離小于50m。
二）、機械設備準備
經對比選用如下機械設備：
（目前常用的攪拌機包括專用機械（如SJB系列），還有各種類型的樁機改裝的機械。有的機型僅靠電動機及配件自身的自重（約1.5噸）來獲得鉆進力，如（DJB型）；有的機型裝置有齒輪、鏈條，能通過電動機來獲得鉆進力和提升力，而且變檔、調速方便。經過對比與試攪，本工程主要采用的是后一種的改裝機型，單軸、葉片噴漿方式，不同直徑的葉片頭可調換，施工效率較高。）
|
設備名稱 |
型號 |
功率 |
數量 |
|
攪拌樁機 |
GZB |
50KW |
2 |
|
灰漿拌制機及泵送系統 |
AP-15-B 500（L） |
|
2臺套 |
水泥：采用湖南“浯溪”425#普通硅酸鹽水泥（旋窯），約350噸。庫存量不少于20噸；
石膏粉：7.0噸；
木質素磺酸鈣：700KG。
巖土工程師站點
