某水泥生產線地基處理技術

何亦舟

(安徽理工大學 土木建筑學院，安徽 淮南 232001)

1 工程概況

該項目位于陜西省。場地東西寬約448m，南北長約785m。擬建廠區屬暖溫帶半干旱性大陸季風氣候，四季分明，干旱，年平均氣溫14.1 度，年均降雨量533.5mm，冰凍期10 底至翌年3月上旬，最大凍土深度61cm，凍土為季節性凍土。

據工程地質詳細勘察報告，場地內1-1 層填土、2 新黃土、2-1 土壤、2-4 新黃土混結核、3 古土壤、4 層老黃土、4-1 老黃土混結核均具自重濕陷性，5 層古土壤上部局部具濕陷性，下部一般不具濕陷性。 據黃土濕陷量計算結果，場地濕陷性地層分布深度介于14.5-23.8m，總濕陷量介于281.2-1738mm，自重濕陷量介于212.8-795.8mm，本場地屬Ⅲ（嚴重）～Ⅳ級（很嚴重）自重濕陷場地。

2 地基處理

根據工程勘察，場地屬Ⅲ（嚴重）～Ⅳ級（很嚴重）自重濕陷場地，須進行地基處理，依據車間的不同采用擠密樁(DDC 工法)或灰土換填消除全部或部分濕陷性。 該工程地基處理方式及工程量如下表所示。

地基處理方式及工程量表

2.1 灰土擠密樁和素土樁施工

該工程地基處理主要采用灰土擠密樁和素土樁。 樁長約25m， 樁孔直徑為400mm， 夯填后， 樁體直徑平均不小于550mm-650mm。 該工程灰土擠密樁和素土樁擬采用長螺旋鉆機成孔、錘擊夯實進行施工

2.1.1 施工參數。 （1）依據該地基處理工程施工設計圖紙的要求，根據巖土工程勘測報告，并根據以往經驗，確定夯實灰土樁的施工參數：樁體材料：素土、2∶8 灰土。 （2）成孔采用螺旋鉆機成孔，成孔直徑Φ400mm，孔深大于設計深度500mm。 （3）正式夯填前夯機空夯5 次，每次填料量0.12m3（虛方量）左右。夯擊次數：下半部（樁長1/2 以下）6～8 擊，落距4 米；上半部（樁長1/2 以上）8 擊，落距3.6 米至極限落距，夯擊重錘重1.8T，夯機能量220KNm/m2。 夯擊成樁直徑：550mm。 （4）貫入度控制在10cm 以內；樁基施工時，基坑地面隆起高度控制在15cm 內；樁基施工時，與之相鄰樁的樁頂相對隆起高度控制在1cm 內。

2.1.2 樁孔定位。 確定平面位置后，建立平面位置的控制樁，以備下步施工使用。 根據樁中心距，先在施工區邊線上分出每排樁的控制線。拉線，用50m 鋼尺定出每個樁的位置，并插竹筷做標示，對每個樁都建立編號。

2.1.3 施工順序。 成孔和回填時為防止臨孔之間互相擠壓造成相鄰孔徑縮孔或振動坍塌， 施工順序采用先外后里，隔排隔行，隔一打一的跳打方式，成孔后立即分層回填夯實。

2.1.4 孔內填料。 成孔后及時進行夯填，在向孔內填料前先夯實孔底。 灰土分層回填夯實，逐層以量斗定量向樁孔內下料，每層回填厚度約500mm，采用夯實機分層夯實。回填料夯實采用連續施工， 每個樁孔一次性分層回填夯實， 填料時每0.2m3～0.15m3夯擊八至十次， 夯擊時夯錘采用1.5t 重錘， 落距7000～2000mm，每分鐘夯擊4—6 次（落距和夯擊次數以現場孔內取樣達到設計密實系數0.97 為準）。 填料、夯擊交替進行時，必須做到均勻下料，均勻夯擊，不得間隔停頓或隔日施工以免降低樁的承載力。

2.2 鉆孔灌注樁施工

該工程燒成區及成品區的熟料粉庫、礦渣粉庫、水泥庫等主要建構筑物物、設備基礎設計采用樁基基礎。 樁基采用鉆孔灌注樁，樁徑分別為Φ600、Φ800、Φ1000，樁長30～40m。

鉆孔灌注樁采用GPS15 型鉆機進行施工。 成孔采用正循環成孔、二次清孔、原土自然造漿的施工工藝；鋼筋籠分節制作、安裝，上下節采用搭接雙面焊連接；混凝土全部采用集中攪拌混凝土，由專用導管進行水下灌注。

操作規程及技術措施：

（1）鉆進成孔。 護筒埋設后，就位鉆機。 鉆機調整合格后，測出鉆機平臺標高并記錄在案。 成孔前算出該樁所需鉆桿長度，并在最后一節鉆桿上標識出，以防超鉆。 成孔鉆進開始時輕壓慢鉆，小泵量循環泥漿，防止鉆頭劇烈震動造成護孔筒的偏移，待進尺5 米后按正常速度鉆進。 鉆進成孔過程中循環泥漿比重宜控制在1.15～1.25 范圍。

（2）清孔換漿。 鉆進成孔至設計標高后，即停止鉆進，然后利用鉆桿進行一次清孔，使孔底沉渣完全排出。 二次清孔在導管安裝完畢后進行，清孔時泵量應合理控制，避免過大沖垮孔壁。

（3）鋼筋籠制作安裝。 鋼筋籠在現場由鋼筋班集中分節制作，由鉆機卷揚或吊車逐節起吊安裝，上下節鋼筋籠采用搭接雙面焊連接，接頭在35d 處按50%間隔布置。 待全部入孔經確認符合要求后，將鋼筋籠吊筋固定在孔口道木及鉆機上。

（4）混凝土澆灌。 灌注樁全部采用集中攪拌混凝土，由專用導管進行水下灌注。 灌注過程中，必須有專人負責測量混凝土面高度，適時提升拆卸導管，導管埋深3～6m，嚴禁把導管提離混凝土面，初灌量應確保埋管深度≮（0.8～1.3）m。混凝土灌注應連續緊湊進行，不得中斷，同時在灌注過程中應勤串動導管，使混凝土充填密實。 為確保樁頂標高和樁頭質量，設計標高以上按要求超灌一定的高度，其灌注充盈系數不得小于1.0。

（5）質量檢驗。 鉆孔樁采用超聲波法檢測，在鉆孔樁鋼筋籠制作時，須預埋無縫鋼管作聲測管。 在鉆孔樁鋼筋籠制作時均布聲測管， 并高出基樁樁頂面50cm， 檢測管下端用鋼板焊牢，混凝土澆筑前將檢測管內注滿水，并將上端口臨時封死，防止混凝土灌入聲測管內影響聲測。

2.3 后壓漿施工

2.3.1 注漿施工參數。 （1）該工程采用鉆孔灌注樁及壓漿補強施工技術。 （2）該工程是通過注漿管、注漿補強噴頭通過套絲連接并采用注漿泵將水泥漿壓入樁端及樁側砂土體達到補強效果。 （3）注漿漿液采用水泥漿，水灰比為0.45～0.6，機械攪拌，每次漿液攪拌時間不少于2 分鐘，漿液持續攪拌，防止沉淀。

2.3.2 壓漿施工控制指標。 （1）樁底壓漿水泥用量不小于1000kg/單樁。樁側壓漿水泥用量不小于500kg/單樁。（2）注漿壓力控制在≥1～3.0MPa。（3）漿液水灰比為0.45～0.60。（4）水泥采用32.5 級普通硅酸鹽水泥，水泥安定性及強度復試需合格后方可使用。 （5）每根注漿管各連接一注漿噴頭。 （6）如果壓漿管注漿壓力大于5.0MPa，水泥漿仍無法壓出，則該樁剩余水泥漿液均由其它壓漿管壓入。 （7）做好壓漿隱蔽記錄。

2.4 灰土墊層施工

按設計要求擠密樁施工完成后， 樁頂清除松動土層500-1000mm， 采用2∶8 灰土分層回填機械壓實， 壓實系數不小于0.95。

2.4.1 灰土墊層施工參數。 （1）2:8 灰土墊層壓實系數不得小于0.95，一般情況下松鋪厚度應不大于300mm，分層壓實厚度應不大于200mm， 采用機械平碾法施工， 壓路機重量6～10t，碾壓速度控制在2km/h，碾壓遍數4～6 遍。 （2）土宜選用級配較好的粗粒土作為填料,淤泥、沼澤土、凍土有機土、含草皮土、 生活垃圾、 樹根和含有腐蝕物質的土不得用于灰土墊層。（3）土的塑性指數一般要求在15-20 之間，土的有機質含量應不大于10%，硫酸鹽含量應不大于0.8%。 液限大于50、塑性指數大于26 的土，以及含水量超過規定的土，不得直接用作墊層填料。 確需使用時，必須采取滿足設計要求的工程技術措施進行處理，經檢驗合格后方可使用。 （4）石灰應采用磨細生石灰粉或用生石灰消解而成，生石灰消解時間不得小于3～4 天，消解后的石灰過篩，粒徑不得大于5mm。石灰質量不低于Ⅲ級，活性Cao+Mgo（按重量計）不小于50%。

2.4.2 質量控制。 （1）灰土底基層施工前必須對下臥地基進行檢驗，如發現局部軟弱土坑應挖除，用素土或石灰土填平夯實。 （2）分層松鋪厚度按采用的壓實機具現場試驗來確定，一般情況下松鋪厚度不大于300mm， 分層壓實厚度應不大于200mm。 （3）灰土墊層碾壓完成后必須保濕養護，不能使穩定土層表面干燥，也不應過分潮濕或時干時濕。 灰土養護期不應少于7 天，養生方法可采用灑水、覆蓋不透水薄膜等。(4)取樣和試驗灰土應在施工現場每天進行一次或每200m2取樣一次，并按規定進行壓實度試驗， 每一作業段或不超過2000m2檢查6 次以上。

3 結語

上述工程的成功實踐，證明了在較復雜的地質條件下，單一的結構措施已不能滿足工程需要，必須結合實際情況，進行概念設計，并通過充分的理論分析，采用多種工法結合實施，才能取得良好的效果。

[1]孟慶斌，張斌.濕陷性黃土地基的處理與應用[J].煤炭工程，2010

[2]GB50025-2004,濕陷性黃土地區建筑規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2004

[3]JG-792002,建筑地理處理技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2002

[4]錢鴻縉.濕陷性黃土地基[M].北京：中國建筑工業出版社,1985

[5]楊位洸.地基與基礎[M].北京：中國建筑工業出版社，1998