粉喷桩在青岛市河套加工区某工程中的应用
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摘要：本文以粉喷桩在青岛市河套加工区某工程中的应用为实例，介绍了粉喷桩在河套加工区的应用是安全经济可行的。
关键词：粉喷桩；软土地基；复合地基承载力
Abstract: this article with the pile in the hetao processing zone in the project of Qingdao city a application for example, introduces the pile in the application of the loop processing zone is safe and economic feasible.
Keywords: pile;soft soil foundation; Composite foundation bearing capacity
中图分类号：TU471.8 文献标识码：A文章编号：
粉喷桩又称粉体喷射搅拌桩，是在软土地基中输入粉体加固材料（水泥粉或石灰粉），通过搅拌机械和原位地基土强制性搅拌混合，使地基土和加固材料发生化学反应，在稳定地基土的同时提高其强度，它适用于处理各种成因的饱和软粘土及素填土、淤泥质土等地基土，以其良好的处理效果和经济效益而在工业与民用建筑、机场、码头、高速公路的地基处理中得到了广泛的应用，本文即以该法在处理某厂房中的应用为实例，介绍了粉喷桩在本地区的应用。
1、工程概况及场地工程地质条件
1.1工程概况
拟建工程位于城阳区河套出口加工区，拟建建筑物为四座车间。场地土类型为中软土,设计采用粉喷桩（湿法）进行地基处理。
1.2场地工程地质条件
场地内地形平坦，地貌单元为冲洪积平原，浅部地层主要为第四纪晚更新世以来形成的粘性土、粉土及砂土层，各地基土主要物理力学性质指标见下表：
地基土主要物理力学性质指标统计表
场区地下水稳定水位埋深：0.50～1.90米，绝对标高：1.49～3.12米。地下水对混凝土结构有弱腐蚀性。
1.3地基与基础方案
根据建筑物结构、荷载、场地土特征，浅部土层承载力低，压缩性高，天然地基土无法满足建筑物的使用要求，经过多方面论证，最终决定采用粉喷桩复合地基。
2、设计及施工
粉喷桩以④层粘土作为桩端持力层，对③层粉质粘土及以上土层进行处理，桩径D=500mm，平均桩长为10.0米，要求处理后复合地基承载力特征值fspk=180kPa，根据水泥土室内配比试验，取水泥掺入比不小于13%，即每延米水泥用量50kg,试验测出水泥土无侧限抗压强度fcu=2000kPa，粉喷桩桩间土摩阻力及其它参数见下表：
桩参数
地层名称 桩间土摩阻力特征值qsi（kPa）
①素填土 5.0
②淤泥质粉粘 6.0
③粉质粘土 12.0
④粘土 15.0
2.1单桩竖向承载力特征值Ra的确定
1)青岛地区当地经验值, Ra取90～110 kN。
2)公式计算
式中 ——桩的周长（m）；
——桩周第 层土的侧阻力特征值。对淤泥可取4～7kPa；对淤泥质土可取6～12kPa；对软塑状态的粘性土可取10～15kPa；对可塑状态的粘性土可取12～18 kPa；
——桩长范围内第 层土的厚度（m）；
α——桩端天然地基土的承载力折减系数。
Ra =1.57×（5×2.5＋6×4.65＋12×2.0+15×1）＋0.4×250×0.196=72.4＋19.6 =144kN
式中 ——桩身强度折减系数,干法可取0.20～0.30；湿法可取0.25～0.30；
——与搅拌桩桩身水泥土配比相同的 室内加固土试块（边长为70.7mm的立方体，也可采用边长为50mm的立方体）在标准条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值（kPa）。
3)试桩资料(未作)
综上所述，单桩竖向承载力特征值Ra按经验取为100 kN，建议在正式施工前进行试桩，并以试桩资料为准。
2.2置换率的确定
fspk=m• +β(1-m)fsk
式中：fspk——复合地基承载力特征值，取180 kPa；
Ra——单桩竖向承载力特征值（kN），取经验值100 kN；
Ap——桩截面积（m2）；
m——面积置换率；
β——桩间土承载力折减系数，取经验值0.2；
fsk——天然地基承载力特征值，取经验值80kPa。
fspk = m +0.2 ×（1-m）×80 =180 kPa
得m=0.33
2.3桩间距及布桩方式
式中 ——桩土面积置换率，取0.33；
——桩身平均直径,取500mm；
——一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。
得 =0.87
正 方 形 布 桩=1.13， =0.77m。
等边三角形布桩=1.05， =0.83m。 s=0.83m。
矩形布桩=1.13， =0.772=0.593 m2。
2.4施工质量控制
复合地基处理后的质量好坏直接影响到建筑物的安全使用，因此应严格控制水泥的质量和喷入量，保证搅拌均匀，严格按照设计图纸施工，并采取以下措施。
1）控制钻机下钻深度及停灰面，确保桩身长度；
2）严格控制水泥的质量和喷灰量及搅拌头提升速度，保证每延米水泥用量50kg。定时检查成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于20mm；
3）当加固土层含水率低时，下钻预搅时应降低钻进速度
4）在施工中因故停灰时，第二次喷灰必须将搅拌头下沉至停灰点以下0.5米处，待恢复供灰时再喷灰搅拌提升。
5）做好每根桩的施工记录，深度记录误差不大于5cm。
6）对地下水位以上的桩头应及时加水养护，以防桩头疏散
3、质量检测及沉降观测
3.1桩身均匀性检测
成桩3d后，用轻便触探对桩身的均匀性进行了检测，检测数量为总桩数的2%，发现桩身基本均匀，未见异常。
3.2静载荷试验
粉喷桩全部施工完毕20d后，由**基础检测中心对该复合地基工程进行了三组单桩复合地基静载荷试验，载荷板为0.64m2圆形载荷板，试验数据见下表：
各复合地基试试验点在加荷范围内沉降稳定，曲线变化正常，复合地基承载力特征值fspk≥180kPa。
3.3沉降观测
在建筑物施工期间及竣工两年来，对建筑物的沉降进行了观测，观测数据表明，沉降较均匀，未超过变形允许值。
4、结论及其它
4.1实践证明，粉喷桩对建造在河套出口加工区软土层的多层建筑物地基处理具有很好的经济效益，与碎石桩相比，粉喷桩地基处理费用约为碎石桩的45%，与钻孔灌注桩相比，则经济效益更加明显，且施工速度快，施工过程中无泥浆污染，技术可靠性高，在河套出口加工区具有良好的发展前景。
4.2工程勘察过程中应详细查明场地内软土地层的分布、厚度、有机质含量及地下水的腐蚀性，当地下水具有腐蚀性或有机质含量过高时，应通过试验确定其适用性。
4.3成桩后作静载荷时间，应根据场地地下水条件、设计荷载等综合确定，但不应少于15d，最好为28d，本地区20d后即可进行，检验点数量每个场地不得少于3个点。
4.4开挖地槽时应注意不要用挖掘机或推土机等重力机械强行推平，以免造成桩身断裂，开挖易在成桩15d后进行。
参考文献：
１、《地基处理工程实例应用手册》叶书麟主编
２、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。