磚樁在魯北軟土地基中的應用

臺 燕

（禹城市水務局，山東 禹城 251200）

魯北地區地處黃河下游沖積平原，區內淺層巖性多以粉質粘土、粉土為主，呈層狀沉積，交替出現。軟弱土地基分布較廣。磚樁處理軟弱土地基的應用雖沒有在國家及行業標準中列出，但近幾年來，磚樁處理軟弱土地基因其施工速度快、造價低、就地取材等優點，在魯北地區應用較為廣泛，并取得了良好的經濟效益和社會效益。因此磚樁應用的理論研究與實踐經驗的推廣有其積極進步意義。

1 魯北地區軟土地基特點

魯北地區淺層 （0～20m）軟土 （地基承載力范圍50kPa≤fk≤100kPa）平面分布既有成片、成條分布的規律，又有零星分布的現象。軟土層地基主要特點如下：

1.1 淺層軟土分布較廣，成層情況較為復雜

一般是軟土呈條帶狀或透鏡體狀。軟土層成層及其成分大體分為三種情況：一是粉質粘土（粘土）夾粉土薄層；二是粉土層夾粘土塊；三是唯一的淤泥或淤泥質土。

1.2 淺層地下水屬上層滯水，水位季節性變化大

由于季節的更替，水位呈上下浮動現象，一般浮動范圍在0.5～1.0m左右。工程實踐證實在其浮動范圍之內，往往會出現軟弱土薄層。

1.3 軟土的工程性質及其物理力學指標特征

軟土的共同特征是天然含水量大、壓縮性高、空隙比大、承載力低等。魯北地區軟土的一般工程性質：（1）觸變性：當原狀土受到振動以后，破壞了結構連接，降低了土的強度，很快使土變成稀釋或流動狀態。土的靈敏度高St一般在3～4.5之間。軟土振動后,易于產生側向滑動、沉降,基礎地面四周有軟土擠出等現象發生，危害較大；（2）壓縮性：軟土一般空隙比較e≥0.9，壓縮系數大，一般在 0.5～1.2MPa-1之間，試驗證明大部分壓縮變形發生在垂直壓力100kPa左右。因此壓縮系數的大小能較好地反映建筑物的沉降量；（3）流變性：軟土除排水固結引起變形外，在剪應力作用下，土體會發生緩慢而長期的剪切變形。對建筑物的沉降及邊坡、堤岸、碼頭等穩定性不利；（4）低強度：軟土層的地基承載力較低fk一般在50～100kPa，其不排水抗剪強度一般小于20kPa；（5）不均勻性：軟土層中成分的不一性，沉積環境的變化，在同一個建筑物的基底范圍內，往往在平面及垂直方向上都有所差異，建筑物易產生差異沉降。

2 磚樁的一般概念與作用機理

2.1 一般概念

磚樁是一種利用機械，帶動重錘靠錘重將四塊磚（單塊磚上下表面均為6×24cm2）排列一起分層打入地基土，磚的上下兩層垂直交錯擺放，形成磚樁，與周圍土體組成復合地基，起到加固地基的作用，從而提高地基土的承載力。

2.2 作用機理

打入式磚樁主要是靠磚體打入地基土時對土的橫向擠密作用，磚體吸收土體中的部分水份。使土粒互相移動彼此靠近，空隙比減少，土體整體骨架作用隨之增強。從而使松散軟弱的地基土起到擠密固結作用，土體抗剪強度隨之增強，壓縮性降低。這樣磚樁就與擠密的樁間土形成復合地基，基礎下地質條件增強，提高了地基承載力。同時由于樁體起到了一種骨架支撐的作用，避免了地基土在外力作用下的液化效應。

3 磚樁的設計和施工中應注意的問題

（1）本法適用于處理六層以下民用樓房地基空隙比較大的粉土、粉質粘土，飽和度在80%左右的軟弱土地基。當地基處理深度低于地下水位，飽和度較大時，應采用有效的降水措施，而后進行磚樁的地基處理。

（2）工程實踐中磚樁的設計參照《建筑地基處理技術規范》JGJ-91（下稱《規范》）中“土或灰土擠密樁法”第7.2.3條。樁徑按同面積圓折算求得d=27.1cm。樁孔宜按等邊三角形布置，樁間距可按《規范》中式7.2.3進行計算。

（3）磚樁的入土深度視處理軟弱土地基的深度，一般應控制在1.0～1.7m。磚樁超過1.7m深將不易打入，若繼續加層易擊碎磚體，使樁間土地基表面隆起，擠密效果不佳。

（4）施工時應注意，當打入式磚樁未達到設計深度，就出現樁間土地表面隆起現象時，應停止打入。

（5）質量檢驗。施工結束后，對磚樁處理地基的質量，應及時進行檢驗。重點工程應做復合地基的靜載試驗，確定地基承載力標準值。一般工程依據地基處理后的標準費入試驗或靜力觸探法，結合工程實踐，提出承載力標準值。一般較處理前提高20～30kPa。

（6）磚樁施工結束后應將基底的松散土層清除干凈，用30～50cm厚的砂或灰土墊層找平。

4 工程實例應用分析

4.1 工程概況

禹城市棉西小區四號住宅樓（五層），勘察報告提供的地層情況如下：1層雜填土及素填土，層底埋深1.0～1.6m；2 層 粉 質 粘 土 ， 層 底 埋 深 3.0～3.25m，fk=80kPa；3 層粉土， 層底埋深 7.0～7.25m，fk=105kPa；4 層粉質粘土,層底埋深 5～8.7m,fk=105kPa;5層粉土,層底埋深10.3～11.5m,fk=150kPa;6層粉質粘土,層底埋深11.9～13.8m,fk=130kPa;7層粉土,孔深范圍內未揭穿,fk=145kPa。地下水位埋深2.9m。

4.2 地基處理方案

(1)工程勘察報告建議挖除第1層雜填土及素填土，若使用第3層做天然地基，空隙比為0.901，壓縮系數為0.5MPa-1，標準貫入擊數僅2.5擊，地基承載力較低，自然地基不能滿足工程需要。若下挖換填工程量大，經綜合比較確定基槽挖至1.5m深，采用磚樁處理地基較為經濟合理。

(2)設計要素：樁長控制在1.5m左右，打入15層磚（因樁體底部四周處延，根據以往施工經驗樁底一般在1.5m左右）。磚樁采用正三角布樁方式，樁間距1.0m。

(3)施工采用18馬力拖拉機，自制鏈條帶動重錘分層將磚體打入地基土中，15層磚均全部打入。

(4)復合地基的檢驗：磚樁施工結束后，采用靜力觸探法進行現場試驗，沿基槽對角抽取了6個點孔深3m范圍內，推薦復合地基承載力fk=110kPa，滿足設計要求。樓房竣工投入使用3年來，未出現任何異常現象。

5 結 語

磚樁加固地基，工期短、就地取材、節約資金，在魯北地區已較為廣泛地應用于6層以下民用建筑。施工、設計、勘察各方大都認同，各方反映效果良好。