粉噴樁復合地基基礎在房建工程中的應用

謝志斌

【摘 要】隨著經濟的快速發展，我國基礎設施建設的規模不斷擴大。在工程建設中會經常遇到軟弱地基，其承載力滿足不了建筑物的建造要求。為了滿足建筑物上部結構對地基的承載力以及變形要求，越來越多的工程采用復合地基來進行地基處理。介紹了粉噴樁復合地基的施工設計原理，對其施工設計檢算步驟進行了闡述，并將該復合地基基礎應用于具體的工程實例，實踐證明，該基礎符合設計要求，效果顯著，值得推廣應用。

【關鍵詞】粉噴樁復合地基；房建工程；應用

水泥粉噴樁是以水泥干粉作為固化劑，通過專用機械設備由壓縮氣體將粉體輸送到地基中，與欲加固的軟土強行拌和，使粉體與地基軟土充分發生物理化學反應，從而形成堅硬、連續的水穩性樁體，使被加固軟土地基承載力明顯提高，以達到加固軟土地基的目的，對于軟砂地基它還可防止地震時砂土液化。與一般水泥攪拌樁（濕法）相比，具有凝固速度更快，強度更高的優點。隨著舊城改造的不斷深入，造價相對較低的振動靜壓沉管樁在施工中的振動噪音干擾周邊居民的生活、壓樁時的擠土及振動力影響鄰近建筑。目前在市區因振動靜壓沉管樁施工影響周邊建筑物引起的糾紛常常發生，造成建設單位不必要的工期延誤和經濟損失。在目前存在軟土地基的市區對多層民用住宅樓利用粉噴樁進行復合地基基礎設計，其經濟效益是顯著的，尤其在舊城改造中，由于受地形條件及周邊環境限制，采用粉噴樁復合地基更具有其優越性。

一、粉噴被復合地基概述

粉噴樁即粉體噴射攪拌樁，采用深層攪拌法。深層攪拌法使用的固化劑主要材料為石灰、水泥等，就地用特定的攪拌機械將軟土與粉體或液體固化劑強制攪拌，利用二者之間的物理、化學反應，使軟土硬化并且達到一定強度，形成整體性和水穩性都較好的優良地基。粉噴樁所采用的是粉狀固化劑。采用水泥、石灰等材料來加固軟土地基的歷史比較久遠。古印度很早己經用這個方法來建造壩體，采用的主要材料為粘土和石灰。古埃及加固尼羅河的河堤以及金字塔地基時也采用此方法，其原材料為水泥、砂子和石膏。而古羅馬的居民也曾往火山灰中摻入一定量的生石灰，制作出一種固化劑，被稱為“羅馬水泥”，這也是這些年來大規模使用的火山灰水泥的原形，這種技術在十八世紀的歐洲各國內廣泛使用。

二、粉噴樁復合地基在房建工程的設計

粉噴樁復合地基在工程中的應用非常廣泛，然而目前仍沒有非常成熟的設計計算方法，當前通常是根據工程情況用經驗法初步選定設計參數，然后通過現場試驗并進行必要的修改，最終確定出適合于現場土質條件的設計參數。粉噴樁設計主要是確定攪拌樁的置換率和長度。

（一）粉噴被設計的注意事項

1.試驗前分析地質資料

設計之前應該對巖土工程勘查資料有充分的了解，來決定樁端持力層，尤其是軟土層，要特別注意其分布情況、厚度、埋置深度；了解土中有機質、可溶鹽、有害物質以及水的含量等，這樣有利于確定合適的固化劑及施工工藝。上部建、構筑物的要求。為了合理地布樁，要綜合分析建、構筑物的設計等級，明確上部結構對承載力和沉降的要求。因為粉噴樁的強度和剛度與剛性樁相差不大，故設計時不需要在結構基礎范圍以外布樁。

2.樁長的確定、持力層的選擇

粉噴樁的樁長應通過計算而定，持力層應到達天然承載性能較好的土層。然而由于其軸力集中在樁體上端三到五倍樁徑范圍內，以下部位軸力較小。一般情況下，當樁長超過之后，單樁承載力受持力層影響不大，因此柱長不宜過大。樁長受天然地基承載力、置換率、樁身強度等因素的影響較大，需要綜合考慮。

3.固化劑摻量與樁體強度的設計

一般來說，樁身強度及灰土置換率都隨固體劑摻量的增大而增大。通常應摻入占加固土體含量的固化劑，設計時應全面分析土質情況以及含水量等因素。

（二）粉噴被的設計方法

采用粉噴樁加固地基的能夠提高地基的承載力，減少沉降，從而達到工程要求。粉噴樁的設計，關鍵是置換率和長度，另外還有樁徑、樁長、樁距、固化劑的摻入量以及樁的布置形式等。粉噴樁復合地基的設計步驟歸納如下：

（1）分析所有資料，找出設計中所需要的數據；

（2）計算天然地基的承載力以及上部荷載以驗證復合地基的適用性；

（3）確定樁徑，粉噴樁的樁徑通常由粉噴鉆機的類型確定的；

（4）選擇合適的固化劑摻入量，可通過實驗或靠經驗確定；

（5）樁長主要由地質條件以及上部結構對承載力和沉降的要求而定；

（6）可以根據設計需要的單樁承載力及復合地基承載力要求，利用復合地基承載力計算公式反算得到；

（7）樁間距，可以根據粉噴樁的橫截面積以及面積置換率綜合確定；

（8）總柱數，由建筑物所需加固的面積決定；

（9）復合地基實際承載力計算在總體布置完成后進行。

三、粉噴被復合地基基礎在房建工程當中的施工

（一）機械設備

水泥粉噴樁施工機械主要由噴裝樁機、注裝栗、攪拌鉆頭和動力設備等組成。還要有性能良好的電流表、顯示管道壓力的壓力表以及統計水泥注入量的流量計。鉆機：主要機械是噴菜柱機，它具有如下功能：第一，動力及扭矩大，鉆頭直徑等于水泥粉噴樁的直徑；第二，具有正向鉆進，反轉提升的功能；第三，具有反轉提升時能勾速提升、均勾攪拌、勾速噴衆等功能。

注架泵：注衆菜是定時發送裝體材料的設備，其工作原理為：先用攬拌機根據配合比要求制作水泥衆混合體，然后由注衆菜壓入鉆機的旋轉龍頭，經過空心鉆桿從鉆頭噴出，使水泥裝與土體拌合。每根樁水泥總量噴入多少，由現場過膀控制。并做好用量記錄，保證摻入量滿足設計要求。

（二）材料組織

水泥：選用級礦澄掛酸鹽水泥。水泥采用灌裝水泥，應該做到先進場水泥先使用，避免水泥存放日期過長。及時對進場的散裝水泥取樣送檢，試驗取樣不得少于。根據圖紙，初步預算水泥用量約為。為了保證水泥用量符合要求，采用現場過榜計量，每一次制衆均控制水泥和水的用量滿足設計要求。

（三）施工流程

粉噴樁的施工流程如下：

定位：根據現場樁位平面布置圖，用鋼尺定樁位，并插入竹簽進行標記，誤差應控制在以內。將施工機械移動到樁位處，保證鉆頭與竹簽對齊。預攪下沉，到達樁頂處開始送裝至樁底標高并停止下沉；預拌上提，保持送裝至樁頂標高并停止上提；復攪下沉，保持送裝至樁頂以下處停止下沉；復攪上提，保持送衆至樁頂標高后停止送衆，繼續上提將轉頭提出地面。移動鉆機至新孔位重復以上的過程。

（四）施工質量控制

施工過程中應確保全過程旁站，詳細記錄噴粉機械的施工參數。施工過程中應保證鉆桿和樁體的垂直度，準確掌握鉆桿速度，確保噴粉的均匆性。應重復攪拌，使水泥粉更均勾。提升復攪的速度。應保證：衆池中的灰量，至少為一根樁的灰量加，用于輸送架料的管道長度應小于。鉆機的鉆頭要定期檢查，確保其施工出的樁體達到規范標準。要防止水泥受潮，避免雜物進入制衆池，以預防堵管現象發生。為保證粉噴樁的長度，要保證噴粉及停衆的標高準確性，嚴格控制水泥裝噴入量。禁止在中途中斷噴裝，并嚴格按照規定要求提升鉆桿。

四、結束語

綜上所述，本文分析了粉噴樁復合地基的施工設計原理，對其施工設計檢算步驟進行了闡述，并將該復合地基基礎在房建工作中的實施進行了分析，實踐證明，該基礎符合設計要求，效果顯著，非常值得推廣應用。

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