粉喷桩复合地基在工程中的应用

摘要：本文通过一幢7层住宅楼对其地基加固机理和计算方法、施工方法以及复合地基检测进行了介绍。

关键词：粉喷桩 复合地基 地基处理 承载力

中图分类号： TU47 文献标识码： A 文章编号：

粉喷桩是由粉粒体加固材料和原位地基土所组成，用搅拌机械向软土地基中喷射粉粒体或加固材料（石灰或水泥粉）和原位地基土进行强制性的搅拌混合而构成的粉喷桩复合地基，从而达到在稳定地基土的同时提高地基的承载力。

1 工程概况

武汉市汉阳区江河船舶机械厂一幢住宅楼，地处汉阳区州尾正街，建筑面积4100m2，总高度21m，主体采用7层混合结构，钢筋混凝土条形基础。设计要求地基承载力特征值fak=180kPa。工程地质报告揭示的拟建场地属于长江冲积一级阶地，场地地层特征由上之下划分为2个单元。（见表1）

表1

2方案选择

⑴由表1可见，拟建场地表层分布的第①层为人工填土层，系近期堆积，密实度差，结构松散，分布不均匀，不宜直接作为天然地基使用，因此不能作天然地基上浅基础设计。

⑵第②层为第四系全新统长江冲积层，土层为粉质黏土、粉土、粉砂和细砂夹层，地基承载力不高，大多数为中等压缩性土层。根据地质勘察报告，从自然地面以下33m（勘察深度范围内）未见良好的“桩基”持力层，同时考虑工程造价，认为也不宜采用钢筋混凝土桩基。据此分析，可考虑选用“复合地基”加固处理方案，采用粉喷桩对场地人工填土层、粉质粘土层、粉质粘土夹粉土层进行加固处理。

3 粉喷桩复合地基处理

3.1 粉喷桩复合地基设计

根据土层情况，设计有效桩长定为12m，桩端进入粉质粘土夹粉土层，桩径φ=500mm。

（1）单桩承载力计算

式中：为桩间土的平均摩擦力，d为桩径，l为桩长。因此：

取设计单桩承载力为

(2)置换率和桩位布置

式中：m为置换率，为复合地基承载力设计值，为桩间天然地基土承载力，为桩间土承载力折减系数。因此：

由置换率求得每根粉喷桩面积：

粉喷桩按正方形布置，间距为1.0×1.0m，根据基础平面图及置换率共布桩586根。在桩顶上将部分人工填土清除并设300mm厚砂垫层，其中桩头嵌入砂垫层100mm水泥掺入量为（50±2.5）kg/m，采用325号水泥。

3.2施工方法

采用国产PH―5型粉喷桩机施工，施工前先定出桩位并编上号。根据桩位平面布置图将搅拌机对准桩位，开动搅拌机钻进500mm后，随钻随喷气，注意防止堵塞喷粉孔。正向转至设计深度后反向旋转喷粉。将钻杆边搅拌边提升，提升速度宜小于1m/min，强制喷出的粉体与原位土体进行搅拌，停灰面在基底标高以上500mm，桩头复搅3m。为提高桩体强度及承载力，避免搅拌不均匀，最好在原桩位全长范围内复搅一次。另外，喷粉量未达到设计要求的90%时还需复喷复搅一次。

4 单桩与复合地基载荷试验

本次采用堆载，慢速维持荷载法对粉喷桩进行竖向荷载试验。粉喷桩复合地基荷载试验7组，压板面积800×800mm，最大加载为230.4kN，总沉降量分别为6.83、4.89、3.45、3.56、7.01、9.83、5.58mm。单桩竖向静载荷试验7根，最大加载均为180kN，总沉降量分别为3.63、3.62、3.76、5.13、4.27、5.81、5.48mm。试验结果表明：其承载力均满足设计要求。

5 效果及评价

本建筑于2009年9月主体结构封顶，在上部结构施工期间，对每一层建筑物进行沉降观测。迄今为止，其沉降不大于50mm，未发现地基不均匀沉降和上部结构裂缝，加固效果良好。

6 小结

通过本工程项目的施工、设计，有以下几点体会：

⑴武汉部分地区天然软土地基承载力较低，经粉喷桩处理后，其复合地基承载力有明显提高。

⑵软土地基有软土夹层，厚度薄，不能作为桩基持力层，选用粉喷桩基础，是较理想的设计方案，可以较大节约工程造价。

⑶在设计时应注意粉喷桩桩端持力层不宜选在淤泥、淤泥质土等软土层上，以免形成“悬浮桩”。

⑷为保证粉喷桩的施工质量，必须按规范，随机进行检测，查明桩身质量和强度。

参考文献

JGJ94-2008建筑桩基技术规范

JGJ79-2002建筑地基处理技术规范

林彤.粉喷桩加固软基试验研究.岩土力学，2000年6月

叶书麟.地基处理工程实例应用手册， 中国建筑工业出版社，1998