某大型社區高層地基液化土層雙樁處理施工綜合技術

【摘要】鄭州航空港某安置社區局部存有古河道輕微液化土層，為保證地基穩定性，采用沉管砂石樁處理輕微液化土層，并按“雙樁”（沉管砂石樁+CFG樁）復合地基筏板基礎施工，成功處理了液化土層，完成了高層住宅地基筏板基礎的施工。

【關鍵詞】大型社區；高層地基；土質液化層；雙樁處理

【中圖分類號】 TU94

【文獻標識碼】 A

【abstract】In order to ensure the stability of the foundation， the fine liquefied soil layer was treated with the immersed sand and gravel pile. According to the \"double pile\" （Shenba gravel pile + CFG pile）， there were some liquefied soil layers in the resettlement area of Zhengzhou Airport Economy Zone. The construction of the raft foundation of the composite foundation has successfully processed the liquefied soil layer and completed the construction of the raft foundation of the high - rise residential foundation

1、工程概況

1.1工程概況

本工程占地面積為7.94萬平方米，總建筑面積約為38.608萬平方米，包括14棟高層住宅和9棟其他配套樓。高層住宅結構形式為鋼筋混凝土剪力墻體系；整體大型地下車庫除外墻結構形式為框架結構。高層住宅地基采用CFG樁基復合地基，基礎為筏板基礎，厚度1300mm。地下車庫除局部增設抗浮錨桿外采用天然地基，采用筏板（柱設置下柱墩），其中負二層區域筏板厚400mm，一層區域筏板厚250mm。

1.2地質、水文概況

1）根據《巖土工程勘察報告》揭示，原場內絕對標高為105.7-115.7m（隨地形變化），標高自東向西呈三階狀增大。地層主要由○1粉土、○2粉土、②1粉土、②2粉土、②3粉土、○3粉砂、③1粉土、○4粉土、○5粉質粘土、⑥粉質粘土、⑦粉質粘土、⑧粉質粘土、⑨粉質粘土組成。地貌單元為沖積平原地貌。其中本工程高層住宅樓地基持力層在②、②1、②2、②3、③、③1層。2）勘察期間，地下水位埋深1.4～7.3m（隨地勢起伏變化），屬第四系松散巖類孔隙潛水，據調查本場地地下水位年變幅約1.0～2m，歷史最高水位標高107.0m[1]-[2]。

1.3場地穩定性和適宜性

根據《巖土工程勘察報告》揭示，場地東側疑有南北走向，寬度80～120m，深度12～18m左右深溝，此深溝疑為古河道，本工程部分地下車庫和四棟高層恰位于古河道區域，該區域有輕微液化○3粉砂層（如圖1所示），高層住宅樓若采用CFG復合地基筏板基礎，則需考慮輕微液化○3粉砂層對復合地基的影響。其化區域則無影響，場地穩定性一般，適宜建筑。

2、專項論證

2016年5月13日就疑為古河道區域輕微液化○3粉砂層是否對采用CFG復地基筏板基礎影響進行了專家論證，得出結論并形成書面專項審查報告。確定疑為古河道區域四棟高層基底采用沉管砂石樁處理液化土層，并按“雙樁”（沉管砂石樁+CFG樁）復合地基筏板基礎施工。

3、液化層處理

為消除疑似古河道第3層土的輕微液化性（如圖2），預先對場地采用Φ300沉管砂石樁處理，樁間距1200mm成正方形布置，樁端穿越第3層粉土層，進入第5層粉質黏土層≥0.6m，施工前應采取有效措施查明第5層粉質黏土層的準確位置。

3.1 材料要求：

沉管砂石樁（見表1）所用碎石應由未風化的干凈礫石或扎制碎石而成，級配采用1-2-3 自然級配，要求碎石堅硬，壓碎值小于32 %，含泥量不大于5%，粒徑宜0.5mm-31.5mm，砂采用中砂，要求干凈，含泥量不大于5%。砂石級配按C25砼砂石重量比為0.8：1，材料要求攪拌均勻，級配良好。

3.2 沉管砂石樁施工

本工程沉管砂石樁采用振動沉管法施工，振動沉管一次拔管法成樁工藝實施。施工順序在砂質土地基中：由外圍或兩側向中間進行。每棟樓各配置一臺砂石樁機（型號3臺DZ75KS和1臺DZ-110型）進行，施工時根據沉管和擠密情況，控制填砂石量、提升高度和速度、擠壓次數和時間、電機的工作電流等。每根樁的砂石灌注量按設計樁孔體積乘以充盈系數確定，充盈系數取1.2-1.4。施工時間從2016年5月29日～2016年6月28日共計30天時間完成5657樁，施工總米數79594米。

3.3施工質量檢驗

對砂石樁采用重型動力觸探試驗，對消除液化的地基檢測采用標準貫入試驗，檢測深度不小于地基處理深度，每棟樓檢測數量不小于樁孔總數的2%，即4#樓37根，8#樓16根，9#樓34根，12#樓29根。

3.4砂石樁檢驗結果

3.4.1樁間土液化性評價

本次檢測采用標準貫入試驗方法，檢測樁間土液化沉陷，在每棟樓地基范圍內隨機選取檢測點的位置，標準貫入試驗孔布置于相鄰4樁圍成的正方形中心。檢測區域共布置標準貫入試驗孔116年，其中4#樓布置37個，8#樓布置16個，9#樓布置34個，12#樓布置29個。檢測深度為基礎墊層底面下至液化土層埋深下限值。檢測工作投入6臺DPP-100型汽車鉆機工作。檢測時間2016年9月22日～10月5日。檢測的4#樓、8#樓、9#樓、12#樓，基底下的液化土層經砂石樁處理后，僅在局部檢測孔內存在1～2個輕微液化點，液化指數較低，液化等級輕微。依據《建筑抗震設計規范》（GB5011-2010）第4.3.7條，第3款及其條文解釋說明，地基液化等級為輕微，擬建筑物為丙類抗震設防建筑，建議采取基礎和上部結構處理可不采取措施[4]。

3.4.2砂石樁樁身質量及密實度評價

本次檢測采用重型動力觸探試驗方法，檢測砂石樁樁身質量及密實度，在每棟樓地基范圍內隨機選取檢測點的位置，檢測區域共布置重型動力觸探試驗孔116年，其中4#樓布置37個，8#樓布置16個，9#樓布置34個，12#樓布置29個。檢測深度為基礎墊層底面下至砂石樁有效樁長。檢測工作投入6臺DPP-100型汽車鉆機工作。檢測時間2016年9月22日～10月5日。

4#樓共檢測砂石樁37根，完整、均勻樁34根，不完整樁3根，其中在1.6m處擊數較低，不均勻，密實樁28根，中密～密實樁9根；

8#樓共檢測砂石樁16根，完整、均勻樁15根，不完整樁1根，其中在4.2m處擊數較低，不均勻，密實樁10根，中密～密實樁6根；

9#樓共檢測砂石樁34根，完整、均勻樁33根，不完整樁1根，其中在8.0m處擊數較低，不均勻，密實樁28根，中密～密實樁6根；

12#樓共檢測砂石樁29根，完整、均勻樁27根，不完整樁2根，其中在3.7m處擊數較低，不均勻，密實樁21根，中密～密實樁8根；

4、 CFG復合地基施工

4.1 CFG樁設計要求，見表2

4.2 CFG樁施工

本工程采用長螺旋鉆孔泵壓混凝土成樁施工。施工順序在砂質土地基中：由中間向外圍或兩側進行。每棟樓各配置一臺長螺旋鉆機（JZB90型）進行，施工前做好標尺，控制標高，施工時按先泵料后拔管的原則，嚴格控制拔管速率和提鉆速度。專人旁站對CFG樁進行現場監控和記錄，記錄的內容主要有樁號、鉆孔深度、孔深、拔管速度、單孔混合料灌入量、堵管及處理措施等并做好檢驗試塊。施工時間從2016年7月29日～2016年10月29日共計120天時間才完成2365樁，平均19.7根/天，主要原因是擬建場地CFG樁復合地基處理深度范圍內局部存在鈣質結核富集、膠結、姜石（尤其是第5層粉質黏土呈硬塑狀態，局部膠結，第6層粉質黏土含較多鈣質結核，如圖3所示），不但對鉆頭損耗大，而且CFG樁施工進度緩慢。

4.3施工質量檢驗

工程樁施工28天后現場隨機抽取10%的樁做低應變動力試驗以確定樁身完整性，并從中隨機抽取4根樁做單樁靜載荷試驗以確定單樁承載力，8根樁做復合地基靜載荷試驗以確定復合地基承載力，加載值為特征值的2.2倍[3]。

4.4 CFG樁檢驗結果

4#樓：（1）復合地基承載力特征值fspk=593kpa，滿足設計要求；

（2）豎向增強體抗壓承載力特征值：Ra=860KN，滿足設計要求；

（3）增強體結構完整性：總樁數683根，抽檢207根，其中I類樁：188根，占檢測樁總數的91%，II類樁19根，占檢測總樁數的9%；III、IV類樁無。

8#樓：（1）復合地基承載力特征值fspk=540kpa，滿足設計要求；

（2）豎向增強體抗壓承載力特征值：Ra=730KN，滿足設計要求；

（3）增強體結構完整性：總樁數310根，抽檢93根，其中I類樁：88根，占檢測樁總數的95%，II類樁5根，占檢測總樁數的5%；III、IV類樁無。

9#樓：（1）復合地基承載力特征值fspk=593kpa，滿足設計要求；

（2）豎向增強體抗壓承載力特征值：Ra=860KN，滿足設計要求；

（3）增強體結構完整性：總樁數688根，抽檢467根，其中I類樁：446根，占檢測樁總數的96%，II類樁21根，占檢測總樁數的4%；III、IV類樁無。

12#樓：（1）復合地基承載力特征值fspk=593kpa，滿足設計要求；

（2）豎向增強體抗壓承載力特征值：Ra=860KN，滿足設計要求；

（3）增強體結構完整性：總樁數684根，抽檢207根，其中I類樁：198根，占檢測樁總數的96%，II類樁9根，占檢測總樁數的4%；III、IV類樁無。

5、結束語

5.1如遇類似工程，處理較淺區域液化層可采用素土或3：7灰土換填，較深區域處理可采用碎石樁、CFG后插筋、鉆孔灌注樁等方式。

5.2如遇類似工程，則必須核查巖土工程勘察報告，充分熟悉設計圖紙，并將存在的問題報告建設單位并由其及時組織專家論證，同時做好其它方面施工規劃統籌安排。

5.3在了解各土層情況下，選擇合適的鉆具和成樁工藝，合理安排施工順序。盡量避免施工對周邊環境的影響，并在施工期間做好周邊土體、建筑物、道路及地下管線的變形監測工作，發現問題及時處理。

參考文獻：

[1]《某棚戶區3#地塊巖土工程勘察報告》2016年4月

[2]《鄭州大學質量研究檢測中心檢測報告》質檢第2016-421號

[3]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-2016

[4]砂土地震液化大變形防治技術[J].余亦勤.現代交通技術.2005（06）