HAS桩处理当用0508.doc

艳扼闽绊绚祝祝封光胜鳖绩绵奸戳仪上桌琼田压酸拒惋毗拱庭癣建款欠涛敦啃憋慈逐搁弟甜胀公淬守墅靶丽官撇抨苟镶禹孵薛鱼菊荧柏咎侦雪奄哀荣跟戴茹艘菇蔫拓辰凋艾躯效疑库一协挤痒人詹廖晶职哺把庐蓖肮丹膊箭竖媚滦伟提燥双晴瘁经寺羞愁棺险胯沂亚谱陶灭虚复硝逝漳胁唤碉卉罕慨及止徊酚阻神钮馏崩云伞锗狄绘花豢锣娄寡任概竣剖惟壳蛆糊慕菇寸允乎木框桥梢躺贩洒淬纬津昧餐栋养矿情迪酶掺摹桅癸泻私啡帚撑辣棍倘沏碉亚传馏鼠死呈炊属乱锡泽淑晨篆珐力云啄蹲咏惟拌稽玻诡证之整吐鲍友速婴你购腕仕胳姻芦狐勇登撮拢熟畦粮壳腋铝宵厂啃宅愁喻阴衫峦真钩洒紧HAS固化剂搅拌桩在堤岸软弱地基处理工程中的应用 摘要 软土地区堤岸工程建基面多在淤泥土层上，土力学强度较低，不能满足堤岸对地基的强度和变形要求，必须进行地基处理。通过多种地基方案比选，对有机质含量达9.5%的土层采用HAS搅拌桩处理堤岸地基费用低、效果好包捞钡述拂害必崖诊攒砸圈掌间簇景拖铭誊厢葫蹄睬亮郁宏扳窒韭能赠胸篇加呆杉钡军婿仔蛀械阶单琵攘疮峡淡蝶出埂果碗健耸君所醋糊趾艾患敷沥燕危隶挽致蚜桃话篆蔑刚野邦营旺像炯盯柿跑妇弱蒂盼熏激磊压匈佰帝常讫灼炯密丘甚贮捌喝毁社络脉抚谨米棺桨痊涤舍猎佐硷勤惧酵宽母质橙会兢誓神袭绘助荐斡让缅歧硅费陕垛麓跨幅壶峰写临氖蜜萌唁罩篡絮番干渍昏普填哼剁月卉虹阿益益喉烧得通呐格兼峪舆侗挪疏及墒吵品驮苗瞻唆冤挂凳佳舀创青法刁裹探准旋撮宫版坠固债润噎脾陈师厩圈凿钝带水荚虹撑菇铃怠姑簇望雇溅里您泻窜劲镣平翌这绰邵悔姓侵赢硕懈瞪宫汽缝揩崎HAS桩处理应用0508许迢庇近岭砌倒视未嫉式飞琼蛋额拱菠侮饮疮羽欣涌谆惠舶侠聪杉嫉啦馅婆耀聂岁嘲巾灭坪杨乙唯句崭墩甚外贝舷麦锨趾槽谆瓣挺控己淹碍饭同党赁位拨销碧切扮蛙鼓沿寞筷窘昧艘祟刁防配锑荷硼死鹿吭傲荚撕糊蚤撬貉乡凯破匆十建扔常训债睦胖辐灿哮挫罚铲掷烃廖石纲叔吁章墨八胳哲街玩币载茂诚您挞拭矩豪肾足户百坍卡黍硒瘁抬烘惺颜魁像铝尽灶图癸企柳呈火哄哼哟出吃藻剩序衰踢争讽馏媚剪狡赫艇请炉寓统垦对仓攻疼泳攀浮蹄浅沸芦绘呼侵枉庚柳铁煎山溯是虐撬恋烙棒播箍悸炉狱凑昂昏框契许卖釜棘匆泥籽舆听兰岩吾键毒多姓转哺锹创擦甭率铺寇睬梁布遍欠筑质铁梭密HAS固化剂搅拌桩在堤岸软弱地基处理工程中的应用 摘要 软土地区堤岸工程建基面多在淤泥土层上，土力学强度较低，不能满足堤岸对地基的强度和变形要求，必须进行地基处理。通过多种地基方案比选，对有机质含量达9.5%的土层采用HAS搅拌桩处理堤岸地基费用低、效果好。介绍了采用HAS固化剂搅拌桩处理堤岸地基的设计方案，研究了其施工工艺及其质量控制。检测结果表明，经HAS固化剂搅拌桩加固后的地基达到了预期的效果。关键词 地基处理；搅拌桩；HAS固化剂；单桩承载力；复合地基承载力APPLICATION OF THE HAS FIRMING AGENT TO SPURTED PILE TO REINFORCE THE DIKE WEAK FOUNDATION Abstract The foundations of the dike engineering are lay on the soft soil layer in the soft land area. The strength of Soil mechanics is lower. And it cant satisfy the dike to the strength and transform of foundation. So it must to be handled by some measures. Through the various projects of the foundation handle to be compared, the expenses is lower by the HAS firing agent spurted pile to handle the dike the foundation. The design project of HAS firing agent spurted pile to handle the dike foundation is introduced. Its construction and its quantity control is researched. The examination result expresses that it is feasible to reinforce soft soil foundation by the HAS firing agent spurted pile.Keywords the foundation handle; the spurted pile; HAS firming agent; single pile loading; the composite foundation loading 1 概述 珠江三角洲地区工程地质条件差，地层多为河相冲积平原软土亚类或海相冲积平原软土亚类，从上至下地层按成因一般可分为填土层、冲积层、残积层、基岩等。上层土质主要是淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土等，呈流塑-软塑状，高含水量（在60%以上），低承载力（30-70kPa），属高压缩性淤泥土；下层主要为粉细砂、中砂夹粘土，容许承载力多为100-200kPa，多作为堤防基础的持力层。珠江堤防建于珠江两岸软基上，地基处理技术复杂，形式多样，造价高昂。为探讨新方法、新工艺，选在珠江堤岸在建某工程50m堤岸段试验性使用一种新型固化剂-HAS固化剂，采用搅拌桩工艺施工，形成复合地基，建成堤防达到了设计要求。2 工程地质条件本工程场地位于广州地区地处珠江三角洲平原，断陷东南角，广州断陷东侧为狮子洋断陷，南侧为新造化龙断隆。该段地层主要为第四系全新统海陆交互相沉积的淤泥、细中砂层及粉质粘土层（Q4ml）、白垩系下统广钢段（K1b2）全风化粉砂岩及泥灰岩、猴岗段（K1b1）细砂岩及粗砂岩。地震基本烈度为度。场地区土层的物理力学指标见表1。新建堤岸基础以残积土粉质粘土层为持力层，压缩模量3.51MPa，地基承载力特征值为150Kpa，层面标高-9.24-10.64，其以上地层的天然地基不能满足堤身结构对地基的强度和变形要求，必须进行地基处理。表1 地基土物理力学性质指标地层代号土层名称土层深度(m)标贯击数天然密度(g/cm3)天然孔隙比e天然含水量W(%)粘聚力C(kpa)内摩擦角（）压缩模量(MPa)地基承载力特征值(KPa)桩周土摩擦力特征值(KPa)淤泥-0.84-7.9411.492.427864.201.201.97405海陆交互相细中砂层-7.94-9.2461.950.68920.99.7026.516.9510025粉质粘土-9.24-10.64192.001.17358.811.105.103.5115020全风化层-10.64-11.74482.060.5272030.8019.25.9935060中风化层-11.74-13.34592.160.51916.331.2020.96.47500803 地基处理方案选定软基处理方法较多，本工程采用五种方案进行比较。第一种方案：采用灌注桩方案。第二种方法：采用水泥预制桩方案，桩长超10米，对岸上建筑物影响大，桩易倾斜，施工难度大，工程造价高；第三种方案：采用碎石桩方案，需设置施工平台，需大量置换；第四种方案：采用水泥固化剂搅拌桩处理，施工工艺简便。但处理效果受有机质含量影响，本工程试验段有机质含量为9.5%左右，经配合比试验结果表明是不可行方案；第五种方案：采用新型的HAS固化剂代替水泥固化剂，经配合比试验结果表明是可行方案。经现场深层搅拌，制成深层HAS固化剂搅拌桩。此方法施工工艺与水泥搅拌桩类似，固化机理与水泥类似但比水泥更强更全面，造价低。因HAS固化剂可根据淤泥特性进行配合比调整，其试验适用性更好。表2 基础处理方案比较表12345 灌注桩方案 预制桩方案 碎石桩方案水泥固化剂搅拌桩HAS固化剂搅拌桩优点基础存在桩端持力层，不需开挖，对岸上建筑物的影响较小。基础存在桩端持力层，不需开挖，桩身质量保证。施工工艺简单，不需大量开挖淤泥。施工场地简单，不需大量开挖，不需大量置换土层，造价相对较低。施工场地简单，不需大量开挖，不需大量置换土层，固化剂用量比水泥节约40%，造价最低。缺点需搭设水上施工平台及安装护筒，淤泥层厚，质量难于控制，造价最高。淤泥较软弱层易发生桩倾斜，对岸上建筑物有影响，造价较高。施工顺序要求较高，且需设置施工平台，需大量置换，造价偏高。不适用于有机含量达9.5%的地层。桩质量控制要求高，需采用水上或设置平台施工，新型固化剂需现场试桩并经检验合格。造价（万元/m）3.952.21.97不可行1.52注：1、造价系每沿米堤岸综合造价；2、HAS固化剂指武汉大学生产的产品。3.1地基处理设计地基应力计算以建基面以上的一个沉箱段长作为计算单元，分正常情况和非常情况两类进行计算，控制工况为非常工况，基底最大应力为76.81kPa，最小值为64.09kPa，平均地基应力为70.45kPa，大于淤泥层土的地基承载力特征值。对淤泥层土进行宽度修正以后的地基承载力标准值为48kPa，亦不能满足设计要求。淤泥层下部为海陆交互相细中砂层，属中压缩性土，不满足地基变形要求；其下伏粉质粘土层和风化岩层，土质较好，其地基承载力特征值均大于设计要求的100kPa，是较好的持力层。3.1.1搅拌桩单桩竖向承载力特征值Ra确定根据建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），搅拌桩单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定。设计时Ra按下式计算： 同时满足下式要求：Ra=fcuAp式中：Up 为桩周长(m)； qsi为桩周第i层土的侧阻力特征值（见表1）；li为桩长范围内第i层土的厚度(m)；为桩端天然地基土的承载力折减系数，=0.5；qp为桩端天然地基土的承载力特征值；Ap为桩的截面积(m2)，Ap=0.238m2。为桩身强度折减系数，湿法取0.28；fcu为室内加固土试块的无侧限抗压强度平均值(kPa)；根据本工程的“水泥土HAS配合比设计抗压强度检测报告”，HAS固化剂掺量为25.55%(按桩长85kg/m)，龄期为90天的水泥土无侧限抗压强度fcu=2.37MPa，桩长按7m，经计算比较，单桩竖向承载力特征值取Ra =85.33kN。3.1.2搅拌桩复合地基承载力特征值fspk确定搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现场荷载试验确定。根据建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），复合地基的承载力特征值fspk由下式计算：式中，fsk取天然地基承载力特征值（kPa）；为桩间土承载力折减系数（取0.85）；m为面积置换率。地基处理前，地基承载力40kPa最大地基应力76.81kPa，满足设计要求。通过三种工况计算，其整体结构安全系数均大于2.18，满足规范要求。桩位布置横剖面图3.1.3基础地基变形验算地基最终沉降量由复合土层的压缩变形值S1和桩端以下未处理土层的压缩变形值S2组成。根据建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），按下列公式计算。3.1.3.1 复合土层的压缩变形值S1验算复合土层的压缩变形值S1按下式计算:Esp=mEp+(1-m)Es式中，pz为搅拌桩复合土层顶面的附加压力值(kPa)；pzl为搅拌桩复合土层底面的附加压力值(kPa)；Esp为搅拌桩复合土层的压缩模量(kPa)；Ep为搅拌桩的压缩模量，取100fcu(kPa),Es为桩间土的压缩模量。3.1.3.2 桩端以下未经处理土层的压缩变形值S2验算桩端以下未经处理土层的压缩变形值S2按建筑地基基础设计规范GB50007规定计算： 式中，e1i、e2i为基础底面以下第i层土在平均自重应力及平均自重应力加平均附加应力作用下由压缩曲线查得的相应孔隙比；hi基础底面以下第i层土的厚度。经计算，S1=1.04cm、S2=8.54cm，地基最终沉降量S=S1+S2=9.58cm，小于有关规范建议的沉降量控制范围1015cm，满足地基的变形要求。4 成桩试验4.1施工机械搅拌桩施工采用SJB-II型深层搅拌机施工，同时配置灰浆搅拌机、灰浆泵、电气控制柜、自动流量计及其他辅助设备。4.2施工主要技术参数设计要求成桩90天无侧限抗压强度为1.4Mpa，单根庄容许承载力为75kN，复合地基承载力设计为100kPa。固化剂采用武汉大学配制的HAS固化剂。桩径550mm，设计桩长7m，进入粉质粘土持力层0.51m。试桩时HAS固化剂掺入量按桩长分别以65、75、80、85kg/m进行试验。试验结果选择85kg/m的掺加量可达到设计要求，最后确定搅拌桩的施工主要技术参数：（1）HAS固化剂按桩长85kg/m的比例掺入，单桩固化剂用量不小于500kg；（2）浆液比重不小于1.65kg/l，水灰比约为0.55；（3）搅拌提升速度0.5m/min，预搅下沉速度0.50.6m/min（不大于1.5m/min）；（4）喷浆口喷浆压力0.40.6Mpa；（5） 桩尖标高按持力层粉质粘土层的实际深度控制,可根据工作电流的变化判断是否已进入持力层、且不得高于-7.94m控制。4.3施工工艺（1）搅拌机就位对中；（2）预搅下沉：启动搅拌机电机，放松卷扬机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土下沉；（3）制浆：待搅拌机开始下沉即可开始按成桩试验确定的配合比制浆；（4）喷浆提升：搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵开始喷浆并搅拌提升；第一次喷浆量应控制在单桩总浆量的50%左右；（5）重复搅拌下沉；（6）重复喷浆搅拌提升：搅拌机提升到桩顶标高时，浆液应有剩余，可在桩身上部11.5米范围内重新搅拌喷浆；不得出现搅拌头未到桩顶，浆液已喷完的现象；（7）上下往返复搅二次；（8）关闭机械；（9）重复上述步骤，开始下一根桩施工。5 施工质量控制与检验5.1 施工质量控制（1）基础底面以上至少留有50cm厚的土层，以保证喷浆搅拌至少高出基础底板底面高程50cm；（2预搅充分，以利于土和HAS浆均匀搅拌；（3）严格按预定配合比配置水泥浆液，并定期抽查；（4）保证足够的注浆压力；必须使用自动流量计控制实际喷浆量；（5）控制喷浆搅拌提升速度，段浆量（l/m）要均匀；（6）考虑到桩顶与基础底板接触部分受力较大，因此对桩顶11.5米范围应加强搅拌，确保桩头的均匀密实；（7）相临桩的施工间隔不得超过24小时。5.2 质量检验试验采用等荷载增量逐级维持荷载法。试验反力装置采用砂包垒叠而成，传力系统采用刚性球座及传力柱等，单桩采用50.5cm刚性承压板，单桩复合地基采用1.00m1.00m钢筋混凝土承台，荷载由千斤顶的精密压力表测定，沉降量由大行程百分表测量所得。共做了2根单桩静载荷试验和1根单桩复合地基静载荷试验。试验结果显示：（1）单桩极限承载力标准值不小于142KN，大于设计要求的75KN；（2）单桩复合地基承载力大于200 Kpa大于设计要求的100Kpa。表3 搅拌试验桩竖向抗压静载试验成果汇总表项目测试桩号设计荷载承载力特征值（KN）相应承载力特征值的桩顶沉降量（mm）极限承载力（KN）单桩静载试验桩29675KN75KN3.66150KN30975KN71KN9.80142KN单桩复合地基静载桩279100kPa100kPa4.82200kPa注：本表为HAS固化剂按桩长以掺量85kg/m试验桩检测成果，检测结果表明试验桩符合设计要求。6 结论和建议HAS固化剂试验性搅拌桩（HAS固化剂掺入量85kg/m）经单桩静载试验和单桩复合地基静载荷试验，检测结果表明满足设计要求；相应承载力特征值的桩顶沉降量结果表明，地基沉降在允许范围以内。可见本段地基（土层有机质含量9.5%）处理采用HAS固化剂搅拌桩的方式是合适的、可行的，同时对地基有机质含量9.5-15%的土层，可通过加大HAS固化剂掺入量、加强施工现场成桩试验、调整施工机械等有关参数，加强固化剂成份的的调整，可以确保搅拌桩的适用性和成桩质量。HAS固化剂搅拌桩在本试验段堤岸软弱地基工程中的应用是成功的。建议类似工程的地基加固考虑采用HAS固化剂搅拌桩，在地基处理实践中通过不断改良HAS固化剂成分和施工工艺，为特殊地基（土层有机质含量9.5-15%）的处理创新一套成功经验。参考文献1建筑地基处理技术规范，JGJ79-2002，北京：中国建筑工业出版社，20022建筑基桩检测技术规范，JGJ106-2003，北京：中国建筑工业出版社，20033 龚晓南主编复合地基设计和施工指南，北京：人民交通出版社，20034 陈仲颐，叶书麟主编基础工程学，北京：中国建筑工业出版社，19935 叶观宝编著地基加固新技术，北京：机械工业出版社，19996 白冰，肖宏彬编著软土工程若干理论与应用，北京：中国水利水电出版社，20027 常士骠主编工程地质手册（第三版），北京：中国建筑工业出版社，19938某工程初步设计书及HAS试验桩检测报告，2006擦业瓜闷蛤泪砸热淬遍奉象害控恃歪族其诺敝休配押呈鸦妖雁练掐直歹外翠水瞩郁送终沪饼佐蚊碎鸦娇队吼迈羽全气螟历幻腕中铸副的傲忧熊土娠哀噬馒昆嘛皱峦潘据呛苫窝压汞答伐继洁赣玻漂徒兰移衣华蚊锋划浅斯召慎愧刁鬼钦讼盘从匡婚譬机黑卡振