砂石回填法加固軟弱地基的應(yīng)用
2015-06-24
引言
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，采用水泥土攪拌樁法加固處理加固軟臥地基方面得到廣泛的發(fā)展，水泥土攪拌法具有施工方便、造價(jià)低的有點(diǎn)，在地下水不太高時(shí)，可以結(jié)合砂石換填法處理樁間土，可明顯的減少地基的沉降量、縮短工期、降低工程造價(jià)、施工方便，同時(shí)還能保證工程的安全。但當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓市∮?%（黃土含水率小于25%）、大于70%或地下水的PH值小于4不宜采用水泥土攪拌樁法。
砂石回填法是當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換填土墊層來處理軟弱地基。即將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較大的砂、砂石或灰土等，并分層夯實(shí)至設(shè)計(jì)要求的密實(shí)程度，作為地基的持力層
一、工程地質(zhì)狀況
某辦公樓采用水泥土攪拌法（干法）處理地基。設(shè)計(jì)水泥土攪拌樁直徑500mm，有效樁長(zhǎng)7000mm。要求處理后復(fù)合地基承載力特征值不小于150kPa。在勘探深度范圍內(nèi)分布的地基土自上而下分為：1、粉土：棕褐色，可塑。2、粉土：黃褐色，濕—很濕。3、粉質(zhì)粘土：灰褐色，褐灰色，灰色，含鐵錳質(zhì)氧化物及云母片，夾薄層黃褐色、中密的粉質(zhì)土，可塑-軟塑。4、粉土：灰色，黃灰色，含云母片及鐵錳質(zhì)氧化物，中密—密實(shí)，濕。5、粘土：灰色，黃灰色，含鐵錳質(zhì)氧化物，局部變相為粉質(zhì)粘土，可塑-軟塑。6、粉土：灰褐色，濕—很濕。7、粉質(zhì)粘土：灰色，土質(zhì)較均勻，含云母，夾粉土薄層，軟塑。該層未穿透。
場(chǎng)區(qū)地勢(shì)平坦，除地層上有0.3—1.5米的雜填土外，其余均由黃河三角洲第四紀(jì)新近堆積的粘性土、粉土及第四紀(jì)一般堆積粘性土組成。設(shè)計(jì)以第6層粉土為水泥土攪拌樁持力層，復(fù)合地基面積置換率為0.162?？倶稊?shù)318棵。
二、靜載荷測(cè)試結(jié)果
檢測(cè)點(diǎn)位置由建設(shè)單位及監(jiān)理單位共同隨機(jī)抽選，共檢測(cè)3點(diǎn)單樁復(fù)合地基，測(cè)試標(biāo)高為地基墊層底設(shè)計(jì)標(biāo)高。依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002，采用慢速維持荷載法進(jìn)行檢測(cè)。單樁復(fù)合地基檢測(cè)采用1.21m2承壓板，檢測(cè)分8級(jí)進(jìn)行加載，每級(jí)加載量為37.5kPa。
1#檢測(cè)點(diǎn)加載至262.5kPa時(shí)，沉降量急劇增大，承壓板周圍土出現(xiàn)明顯的隆起，累計(jì)沉降量達(dá)到66.93mm，1#檢測(cè)點(diǎn)已達(dá)到破壞荷載；2#檢測(cè)點(diǎn)加載至300kPa時(shí)，沉降量急劇增大，承壓板周圍土出現(xiàn)明顯的隆起，累計(jì)沉降量達(dá)到68.45mm，2#檢測(cè)點(diǎn)已達(dá)到破壞荷載；3#檢測(cè)點(diǎn)加載至262.5kPa時(shí)，沉降量急劇增大，承壓板周圍土出現(xiàn)明顯的隆起，累計(jì)沉降量達(dá)到67.28mm，3#檢測(cè)點(diǎn)已達(dá)到破壞荷載。
依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）附錄A“復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)”，1#檢測(cè)點(diǎn)、2#檢測(cè)點(diǎn)、3#檢測(cè)點(diǎn)單樁復(fù)合地基承載力特征值分別為112.5kPa、131kPa、112.5kPa，故復(fù)合地基承載力特征值為119kPa，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力特征值，故地基需進(jìn)行加固與處理。
三、事故的原因分析及處理
由于水泥土攪拌樁處理場(chǎng)區(qū)軟弱地基未達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，為便于后期地基的加固處理，需收集詳細(xì)的地質(zhì)資料，會(huì)同勘察單位再次對(duì)場(chǎng)區(qū)地基進(jìn)行釬探及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)地基在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.7米到1米處樁間土極為軟弱，調(diào)研當(dāng)?shù)厥煜さ孛踩藛T獲悉，場(chǎng)區(qū)原為池塘，后回填，上部回填土雖沉積數(shù)年，然而塘底有淤泥質(zhì)粘土，含水量大、壓縮性強(qiáng)，同時(shí)由于設(shè)計(jì)的面積置換率較小，水泥土攪拌法未能完全達(dá)到地基加固預(yù)期；同時(shí)樁間土承載力較差，造成了樁頂處應(yīng)力集中，樁土共同作用效果不能滿足要求。
考慮上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法變更，只能對(duì)現(xiàn)有地基進(jìn)行加固處理。比較淺層砂石回填與樁間補(bǔ)樁兩種方法，采用砂石回填法在造價(jià)及工期方面均比后者節(jié)省30%。最終采用砂石回填法置換淺層樁間土的方案。砂石回填法能提高表層軟土的承載力，避免樁頂應(yīng)力的過分集中，提高樁與樁間土的協(xié)同工作性能，同時(shí)利用砂石對(duì)軟土的排水固結(jié)作用。具體換填施工方法要求為：①、基礎(chǔ)墊層下樁間土滿堂開挖，保留原有水泥土攪拌樁，同時(shí)必須將淤泥質(zhì)土清除；②、基槽內(nèi)換填砂石需分層夯實(shí)，砂石級(jí)配比例為1：2。
四、加固處理后靜載荷檢測(cè)
地基加固處理后，在原檢測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行靜載荷檢測(cè)，測(cè)試標(biāo)高仍為原設(shè)計(jì)墊層底標(biāo)高。檢測(cè)分級(jí)與承壓板面積與上一次相同。檢測(cè)結(jié)果為單樁復(fù)合地基承載力特征值均為150kPa，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的地基承載力特征值。
五、結(jié)語
水泥土攪拌樁加固處理軟弱地基具有工藝簡(jiǎn)單、施工方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但在應(yīng)用的過程中，需結(jié)合場(chǎng)區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)于在設(shè)計(jì)標(biāo)高下含有淤泥及淤泥質(zhì)土的地基，尚需在積累豐富現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合考慮。有淺部樁間土質(zhì)較差或沉積時(shí)間很短的雜填土，在地表水不高的情況下可采用砂石換填法換填上部軟弱土，結(jié)合砂石換填法加固處理軟弱地基來提高地基承載力，既能降低造價(jià)，同時(shí)還能
