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因粉質粘土層較厚,擠土效應較為明顯,靜壓樁施工時應合理安排壓樁順序,同時考慮周圍的施工環境的影響:
(1)當場地較為開闊時,從整體考慮,先壓場地中央的樁,后壓周邊的樁,便于土體由里往外擠,減少厚粉質粘土層的擠土效應使樁上浮。
(2)當場地較狹窄且樁距較密時,采用隔樁跳壓法,主動釋放沉樁
所引起的超靜孔隙水壓力,降低擠土效應的能量,從而減少樁的上浮量。
(3)當有一側毗鄰建筑物或構造物時,由毗鄰建筑物或構造物的一側向另一側施工,避免因擠土效應而導致地基隆土造成鄰近建筑物或構筑物的損害。
(4)當樁距較密或群樁時,要考慮壓樁時的擠土效應,不同深度的樁基應先深后淺、先長后短。綜合現場具體情況,該方案選擇:先壓場地中央的樁,后壓周邊的樁,同時,建筑物電梯井處樁距較密,采用隔樁跳壓法和先深后淺、先長后短的綜合施工方法。
下面以煙臺冰輪股份有限公司新建哈特福德壓縮機廠房工程為例,談談粉質粘土中的地基處理與樁基檢測。
長132m、寬69m,為輕鋼結構單層工業廠房。共四跨,每跨設5T行車兩臺(中級工作制)。本廠房工程建成投產后,經濟效益十分可觀.故工期要求非常緊;并且設備基礎對不均勻沉降非常敏感.因此要求在滿足規范要求的前提下,安全、快速地建成并投入使用顯得非常重要。
廠房采用鋼筋砼獨立基礎.設計基底標高為一1.90m。據勘察結果.場區淺層第四紀沉積層強度低、壓縮性大,且第(3)層中砂為液化地層,天然地基不能滿足設計強度及沉降方面的要求。根據本地區的施工經驗和能力.可供選擇的處理方式有:鋼筋砼預制樁、CFG樁和粉噴樁。
1.工程地質概況
根據煙臺市勘測設計研究院有限公司提供的巖士工程勘察報告,場區分布的主要土層及其基。本特性如下:
(1)素填土:褐黃色。厚度O.8O~2.20m。主要成分為中砂.混少量粘性土和建筑垃圾,局部見有塊石。松散.不宜做天然地基持力層。
(2)粉土:褐黃色,厚度O.2O~2.20m。含少量鐵錳氧化物和云母碎片。蟲孔、根孔發育.層頂有O.5~0.9m耕土,含大量植物根莖。飽和.軟塑,具有中等偏高壓縮性。fk=100KPa,Es=4.10MPa。
(3)中砂:褐黃一淺灰黃色。厚度1.00~3.60m。中密.主要成分為長石、石英,偶含貝殼碎屑。分選、磨圓均較好。飽和,松散。fk=llOKPa.Es=8.36MPa。
(4)淤泥質粉土:灰一灰黑色。厚度2.4O~一22 —8.00m。含有少量有機質和海生貝殼碎片.偶見鈣質結核。局部混粉細砂顆?;虮A層。振動析水明顯.觸變、流變性強。飽和,流塑,中等偏高壓縮性。fk=65KPa.Es=5.09MPa。( 中砂:灰一淺灰色。厚度O.6O~2.70m。成分為石英、長石.含貝殼碎片。分選性較差,磨圓度較好。飽和、稍密。fk=170KPa,Es=1 1.30MPa。
(5)粉質粘土:淺灰黃一褐黃色。厚度O.2O~6.10m。含少量鐵錳氧化物。飽和,可塑一軟塑,中等壓縮性。fk=120KPa,Es=3.90MPa。
(6)中粗砂:褐黃色。厚度O.4O~2.20m。成分以石英主,分選性差,磨圓度較好。飽和,中密。fk=250KPa.Es=20.96MPa。
(7)粉質粘土:褐黃色。本次鉆探揭露厚度為5.30m(未揭穿1。含鐵錳氧化物,含礫碎石及透鏡體。飽和.可塑一硬塑,中壓縮性。fk=250KPaEs=8.65M Pa。
2.地基處理方案的選型與設計鋼筋砼預制樁的質量雖然有保證.但是制作及養護周期長,需二次搬運,造價高,而且吊樁、打樁周期長.施工噪音大.施工過程中存在較多安全隱患.因此預制樁方案首先被排除。再比較CFG樁和粉噴樁復合地基方案.結合本工程項目的實際情況,選用工期更短、造價更低.更容易施工的粉噴樁復合地基方案.可以使廠房建筑工程達到安全經濟的良好效果。
設計樁徑d=50Omm,樁位按梅花形布置。樁中心距:縱向Sl=1000mm、橫向S2=ll18ram,面積置換率m=d2/de =2O%fde一等效影響圓的維普資訊);有效樁長為9.0m,樁端普遍位于f5)粉質粘土層中。采用R32.5普通硅酸鹽水泥。分兩次噴攪。第一次沿樁身全長噴攪,噴灰量 45Kg/m:第二次將樁頂以下5.1m長度范圍內復打。復打時的噴灰量 35Kg/m。設計復合地基承載力標準值 =135KPa,單樁豎向承載力標準值Ra=l20KN。
樁基施工前,先開挖土方至一1700m。施工采用鐵道部武漢工程機械研究所生產的PH一5A型粉噴樁機2臺.施工孔深約為9.50m.共施工2858根。工期l6天。然后按照設計要求截樁頭至一2.200m,做300mm厚碎石墊層至設計基底標高一1.900m。
在樁基施工過程中,采取了兩項安全措施:
(1).安全用電:施工機具采用一機一閘??煽?br />
接地;配電箱設過載保護,金屬箱體保護接零;
(2).專人監護:為防止出現人身和火災事
故。明文規定嚴格施工程序、嚴禁明火,并配備
符合規定的消防器材。安排專人保管監護。
3.復合地基檢測及沉降觀測粉噴樁復合地基施工完成后.委托煙臺市建設工程質量檢測站進行了靜載試驗檢測。檢測結果,九個檢測點的粉噴樁復合地基極限承載力最小值大于302KPa,最大值大于338KPa;粉噴樁單樁極限承載力大于302KN。均滿足設計要求。
本工程項目于2002年10月正式投產使用,經過兩年多的生產運行。使用過程中未出現任何安全質量問題。沉降觀測顯示發生沉降量較均勻。最大沉降量小于9mm。滿足設計和使用要求.設備運行未受任何影響。
4.結束語
(1)在大型工業廠房建設中。在類似地質條件下。采用粉噴樁復合地基是施工周期最短、同時也是比較安全和經濟的方案。本工程復合地基在獨立基礎范圍內每平方米造價僅為3l4.5元。較CFG樁復合地基節約造價20% 。較鋼筋砼預制樁方案節約造價50%以上:同時施工周期最短,僅用l6天。
(2)本次檢測承載力試驗值遠大于設計標準值。沉降均勻并且數值較小。顯示安全儲備較大,滿足安全性和經濟性的要求。
(3)按照“事前控制。預防為主”的原則。在樁基設計選型的時候就應該考慮到以后安全文明施工的問題,這樣。實際施工過程中的安全控制比較容易做到。安全更有保障。
參考文獻:
(1)JGJ94—94,建筑樁基技術規范。
(2)建筑施工手冊(第四版)。
(3)張乃嫻,李幼琴,趙慧敏等黏土礦物研究方法 [M] 北京科學出版社1990:180—186