夯实水泥土桩复合地基在工程中的施工应用

建筑与发展　・１２０。　ＪｌａｎＺｈｕＹｕ　ＦａＺｈａｎ　工程实录　Ｇｏｎｇ　Ｃｈｅｎｇ　Ｓｈｌ　ｔｕ　夯实水泥土桩复合地基在工程中的施工应用　黄更芳　万　上海申元岩土工程有限公司　２００１２５　【摘要】结合某工程实例，介绍了务实水泥土桩复合地基在复杂地质条件下建筑中的实际应用，分别阐述了其施工工艺及质量控制措施，并　通过对处理结果进行分析，指出夯实水泥土桩在高层建筑地基处理中应用是安全、可靠的，具有推广价值。　【关键词】夯实水泥土桩施工工艺　质量控制　１引言　石粒径不大于２０ｍｍ，褥垫层宽出素混凝土垫层２００ｍｍ，夯填度不大于　夯实水泥土桩是一种应用于地基处理的方法，目前在我国北方得　０．９０。本工程水泥土桩横向和竖向间距均为９５０ｍｍ，单桩复合地基承　到广泛应用。夯实水泥土桩是将水泥和土料在孔外充分拌匀后再回填　载力特征值为２２０ｋＰａ。　孔内，并强力夯实形成具有一定强度的水泥土加固体，所形成的复合　３．３施工工艺及质量控制措施　地基由两种模量不同的材料（桩体和桩间土）组成，在相对刚性的　３．３．１施工工艺流程　基础下两者共同承担上部荷载并协调变形的人工地基。夯实水泥土桩　平整场地一桩位测定一螺旋钻机成孔及测定一混合料填充一夯机夯　作为中等粘结强度的桩，在施工中水泥和土体发生了复杂的物理、化　实一测定桩顶标高一掩埋留空段一夯机移位。　学反应和夯实挤密作用。　３．３．２施工中的关键问题　２工程概况　混合料最佳含水量通过室内试验确定，现场以“手捏成团，落　某住宅小区，用地面积为７．８万ｍ。，建筑面积为１８万ｍ　，由１４　地开花”为宜。桩身压实系数≥Ｏ．９　３，以轻便触探（Ｎ１　０）≥４０　栋高层住宅楼组成；剪力墙结构，筏板基础；地下１层，地上１　５层，　击／ａ０　ｃ：ｍ为宜。夯实水泥土桩全部竣工养护１５ｄ，做静载荷试验检测　３个地下车库；抗震设防烈度为８度　其中６号楼东西长４　２ｍ，南北　复合地基承载力。　宽ｌ　３ｍ，由于地质条件不能满足建筑物对地基强度的要求，需进行地　３．３．３施工过程及质量控制　基处理。　①成孔：螺旋钻机成孔时要严格控制孔位，钻孔开始时，关闭　该场区内自然标高为２８ｍ，设计±０．０００标高为２８．５ｍ；场区总体　钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动电机钻进，先慢后快，　地势较平坦，场地地貌单元属第四纪冲积平原地貌。６号楼基底标高　同时检查钻孔的偏差（孔径、垂直度以及桩孔形态）并及时纠正。　为２４ｍ，由于其地质条件复杂，经验算地基不能满足设计承载力要求，　②混合料拌和：螺旋钻机钻出的土检验合格后方可使用，先用拌　决定采用夯实水泥土桩对其进行处理。６号住宅楼传到基底的单位荷重　和机拌和１遍，土的最大粒径不大于５ｍｍ，土的含水量控制在ｌ６％左　为２５０ｋＰａ，夯实水泥土桩以第④层砂层为桩端持力层，地坫十＝承载力　右，将合格的水泥按１：６的配合比均匀散布在土上，用拌和机拌和　特征值为２　６　０　ｋＰａ（见表１）。　两遍，　表１　６号住宅楼地基土层的力学性能指标　拌和后的水泥土最佳含水率控制在１　５％左右，使配好的水泥土达　ｔ屡橱呼　吉土名称　士膳艳埘标离　｛｜性指教　墼性捂蕞　压螭最戢　标嚣謦正斋戤　最撬南特征值　到色调一致　（ｍ）　１膈　、　ｆ击，＝ｏｌｃｍ＇　ｆ　③混合料制成后要及时填孔成桩，搅拌好的料存放时间超过２ｈ不　＠　囊酚　２ｌ　８　２∞　瞬质拓±　丝２Ｉ一２３　ｎ４４　Ｉ２５　Ｄｊ４７　ｌＩ　ｌ∞　能再使用。　固　蛐移　Ｉ６　４Ｉ～２２０Ｉ　Ｉ　瑚’　④夯实机械采用夹板自落式夯实机，夯锤呈纺锤型，夯锤直径为　＠　幢赝粘士　９．０　＠　蟹　８　５１　Ｊ２３　４　２舶　设计桩径的８Ｏ％，夯锤质量大于ｌ２０ｋｇ，垂直落距不小于０．８ｍ。　３施工方案及技术参数　⑤夯实水泥土：填料前先夯击孔底，然后边填料边夯实，采用　３．１检验配合比　１填２击的连续施工方法进行：每次投料厚度（虚铺厚度）约６　ｃ　ｍ，　１）试桩　在夯实水泥土桩开工前，应根据地质情况选取有代表　桩体压实系数不小于０．９３，桩顶以下ｌｍ时增加ｌ击即１填３击；当桩　性的工点，做不少于５根工艺试桩，以便取得符合设计要求的工艺控　顶夯至距地表０．５ｍ时再连续夯５击，直至桩顶。　制数据，包括成孔速度、孔底夯实击数、水泥土含水量控制、夯锤　⑥封顶：夯实后桩顶应高出地面标高２　００ｍＩｌｉ，，在进行上层施工　高度、分层厚度、夯实次数、压实系数、触探击数等数据，并经　时，将设计桩顶标高以上的桩段用人工凿除。　质量检验合格，试桩取得的各项数据作为旋工控制的依据。　⑦现场试验：成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械每个　２）配合比确定。由试验室根据试验测得工地采用的水泥和现场　台班应做１组（３块），试块为直径×高＝１　００ｍｍ×１００ｍｍ的圆柱体，　土的比重，再由试验室根据试验测得桩的最大干密度和最佳含水率，　标准养护２　８ｄ后进行抗压试验，试件极限抗压强度应大于或等于桩体　计算、配制、成型试件，再经试验结果得出根据设计要求水泥与土　设计强度的２～３倍。　的实方配合比为１：６时，其２　８ｄ强度试验满足设计要求。　４处理结果分析　３．２施工技术参数　４．１检测条件选择　根据住宅楼基底的荷载大小，计算出夯实水泥土桩的各种参数。　采用静载试验法对３组桩的单桩复合地基承载力特征值进行检测。　其设计参数如下：桩径：３　５０ｍｍ；施工桩长为６．００ｍ，有效桩长５．　检测环境为天气晴转雨，气温一３℃～６℃，湿度３５％￣５５％Ｒｌｔ，周围　８０ｍ，保护桩头０．２０ｍ，以第④层细砂作桩端持力层；桩体：水泥与　无震动干扰，无明显噪声干扰。　土的体积配合比为１：６（实方比）；桩数为７１０根，总延米为４２６０ｍ。　４．２检测方法　桩体材料：水泥为Ｐ．Ｓ　３　２．５矿渣硅酸盐水泥；土料为细沙、粉质粘　静载试验采用堆载加载方式，用压重平台反力装置提供荷载。荷　土，但有机质含量不能大于５％；桩顶铺设２００ｍｍ厚的碎石褥垫层，碎　载从小到大由１台５０ｔ千斤顶逐级施加，其量值由压力表读取油压，　（下转第１０９页）　工程实录　Ｇｏｎｇ　Ｃｈｅｎｇ　Ｓｈｉ　Ｌｕ　建筑与发展　ＪｉａｎＺｈｕＹｕ　Ｆａ　Ｚｈａｎ　・１０９・　的零时刻的极限承载力。　３．５桩数和桩距　以下原则来控制：　（１）当桩端持力层为粘土、粉质粘土时，控制桩端达到设计深　基　懋　基跫　裳　紫　＼　｛　＼　、　＼　＼　、＼＼　　、　静压桩是挤土桩，如果布桩过密，则整个现场地面往往会出现被　度，终压值Ｑ＝（ｏ　６～１　３）　；　抬起现象，一般中部较大。在这种情况下，先压入的桩就有可能受后压　（２）当桩端持力层为标贯击数较高的中密以上的砂层时，以控　入的桩的影响而被抬起，从而形成所谓的“吊脚桩”或“悬空桩”。当　制终压值为主，终压值，长桩取低值，短桩取高值；击数低取低值，　桩数较多时，应严格按照规范的规定：桩的最小中心距不能少于３．Ｏ～　击数高取高值Ｑ＝（１　８～３习　。　５．０ｄ，而穿越饱和软土层时更大。　结束语　４．静压管桩的施工　本文对营口地区的静压桩的发展及设计施工进行了总结。静压桩　静压管桩的施工程序为：测量定位一桩机就位…复核桩位一吊　技术在营口地区的应用时问较短，但应用较多，静压管桩工程实践经　桩插桩一桩身对中调直一静压沉桩一接桩一再静压沉桩一送桩一终止压　验尚不够丰富，但随着静压管桩技术的广泛应用和发展，以及人们对　桩一桩质量检验一切割桩头一填充管桩内的细石混凝土。　静压管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信静压管桩技术　大多数液压桩机对桩的夹持是由水平方向的液压千斤顶来完成的，　应用水平将会不断地得到提高。　称为抱压式或抱箍式。在抱压处桩体受力处于复杂三维应力状态，在　压桩力较大时宜产生破坏。因此对于预应力管桩桩身允许的抱压力　参考文献：　为：　［１］林本海，王离：静压桩承载性能的分析研究，第九届土　‰￡０　４咒　一０　）＾　力学及岩土工程学术会议论文集，２ＯＯ３年　式中：——　．混凝土轴心抗压强度标准值（ｋ　Ｐ　ａ）　［２］王宁伟，李天琪：静压管桩技术在在沈阳地区的应用，沈　——混凝土有效预加应力（ｋ　Ｐａ）　阳建筑工程学院学报，２００４年３卷　送桩时，施压力可比桩身的最大抱压力高ｌ　０％。　［３］张明义，静力压入桩的研究与应用，中国建材工业出版　一般情况下，除保证桩长及桩尖进入持力层深度应该满足设计要　社，２ＯＯ４年１　０月　求外，还要控制终压值Ｑ的大小。笔者认为这种比例关系与工程地质　［４］《建筑桩基技术规范》（ｊ　Ｇｊ　９　４—９　４），中国建筑工业出版　构造情况关系较大，同时与桩的长度以及所选的持力层关系也不可忽　社，１　９９　５年　视，根据营口地区近几年静压管桩的工程实践经验，终压值Ｑ可以按　沸　皇　且　—皇　℃　Ｌ璺　肚　ｔ—垒　ｔ皇　肚　ｔ—叠　一　肚　肚　（上接第１２０页）　根据千斤顶的率定曲线换算荷载。承压板下沉量由固定在基准梁上的　表３单桩复合地基静载试验结果　百分表量测。　醴计要求　试齄站里　检测方法采用慢速维持荷载法，每级荷载下的承压板下沉量达到稳定　试驰　蜒　承袁　特征值　鬻求鬻丈加荷载　过鞠晕太加葡戴　摹计　降量　场地单桩复舟地蔫承载力特征相　标准后再加下一级荷载，直至加到要求最大荷载或破坏，结束试验。　ｆ¨　）　（ｋ　）　（ｋＰａ）　　ｆｋ　）　３　２２０　４４¨　４加　６４０　４．３检测结果　６。畸　２２０　枷　４帅　５．　珊　根据静载试验的检测数据绘制成Ｐ～ｓ曲线、Ｓ～１　ｇｔ曲线（见图　１８０峙　２２（）　４４０　４删　＆ｌＳ　１、图２）及静载试验汇总表（见表２）。　依据《建筑地基处理技术规范》．ＩＧ７９—２００２，小区住宅楼的场　ｇ－：￣ＺＬ：：：＝＝＝＝＿　ｉ　地单桩复合地基承载力特征值达到２２　０ｋＰａ，满足设计要求。　Ｉ　一　．．一・ｌ【岫　ｉ∞｝　一…　一　’　５沉降观测分析　‘　”　－・・　±　ｈ　椰０一一　．　＋．　＾　在住宅楼施工过程中及施工完成后的使用期间，在各楼４个大角　０舯　一　…　．　．．¨¨．　舳｝一　－　…，，　．　ｈ　各设置１个沉降观测点，每周观测１次，竣工后４个沉降观测点累积　０…　．．．　№　腑｛　沉降值各为９．２ｍｍ、９．１ｌｎｍ、９．５ｍｍ、９．６ｍｍ，属楼体均匀沉降，说　ｓ舯　明夯实水泥土桩复合地基在高层建筑地基处理中应用是安全、可靠　’ｌ硼｛　的，具有推广价值。　舯　Ｉ＿ｒ咖，　６成效评价分析　图１静载试验的Ｐ—ｓ曲线　图２静载试验的ｓ—Ｉｇｔ曲　夯实水泥土桩造价低廉，较其它处理方法（如水泥搅拌桩、碎　单桩复合地基静载试验结果如表３所示。　石桩）节省费用２Ｏ％～５Ｏ％。通过在砂类地层和粉质粘土层混合地基中　表２静载试验检测结果汇总表（试验点号：１１１号）　实际应用，能够达到设计承载力要求：与碎石桩等其它方法比较，成　斟试口期：２（　１０＿５．１６　Ⅲ　！ｎ‰！　ｔ　：０．啪　本低，工期短，是值得推广的一种地基处理方式。　旃｜｝　ｋＰＩ）　Ｏ　５５　Ｉ】０　ｌ酗　２２０　２７５　３３０　３８　￣ｌ＋ｔｔｍｍ）　０舯　０．５５　ｌＩ６　ｌ柚　２．５５　３４２　４．３０　５３２　６．