高壓旋噴樁復(fù)合地基的應(yīng)用淺析

谷文博　韓露

摘 要：介紹高壓旋噴樁復(fù)合地基的原理，結(jié)合工程實(shí)際，論述高壓旋噴樁復(fù)合地基在尾礦粉土地基基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)方案選擇，施工參數(shù)的選擇以及質(zhì)量驗(yàn)收的要求。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁；復(fù)合地基；尾礦粉土

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.100

1 高壓旋噴樁原理

高壓旋噴樁以其經(jīng)濟(jì)實(shí)用的性能，簡(jiǎn)單靈活的設(shè)計(jì)方法，以及施工中基本不產(chǎn)生環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，在工程中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[1]。高壓旋噴樁復(fù)合地基是以高壓水泥漿液與地基土混合固結(jié)形成的一種樁土復(fù)合材料，是樁與土的共同作用，既利用了天然地基土的強(qiáng)度又使之強(qiáng)化，具有強(qiáng)化地基和防水止?jié)B的作用，適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基，它有其施工工藝簡(jiǎn)單、工期短、投資少、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至土層的預(yù)定位置后，用高壓脈沖泵，將水泥漿液通過(guò)鉆桿下端的噴射裝置，向四周以高速水平噴入土體。由于鉆桿以一定速度逐步向上提升和旋轉(zhuǎn)，漿液形成高壓噴出后具有很大的動(dòng)能，產(chǎn)生高速、高壓的噴射流，借助高壓噴射流能大量置換軟土層和擠密樁周土，能讓砂礫石墊層或粘土和水泥漿充分混合、膠結(jié)、硬化，固結(jié)成一個(gè)整體。這樣，可在地基中形成具有較高強(qiáng)度的水泥土樁，達(dá)到改良土質(zhì)、增加地基強(qiáng)度、減少土體壓縮變形的目的，提高地基的承載能力[2]。

2 工程概況

云南某尾礦庫(kù)二期工程使用至今，已接近原設(shè)計(jì)庫(kù)容，為了保證200萬(wàn)t/a磷礦采選工程生產(chǎn)安全及可持續(xù)發(fā)展，決定對(duì)二期尾礦庫(kù)進(jìn)行加高增容，以滿足生產(chǎn)之需，現(xiàn)計(jì)劃實(shí)施尾礦庫(kù)三期（擴(kuò)容）工程。擴(kuò)容工程為在尾礦庫(kù)內(nèi)新增子壩18m。尾礦庫(kù)位于元良河左側(cè)支流馬屋箐溝的中下游，壩址距溝口元良河約560m，元良河從馬屋箐溝會(huì)合口至小箐口村約490.0m。小箐口村位于馬屋箐溝出口的左側(cè)山坡上，屬元良河左岸的二級(jí)階地。

場(chǎng)地表層為膜袋內(nèi)尾粉土、膜袋外尾粉土以及尾粉砂組成。中部為第四系沖洪積地層、殘坡積地層與殘積地層，主要由粉質(zhì)黏土與黏土組成，下部為上震旦統(tǒng)燈影組、陡山陀組地層，該層埋藏較深，層頂深度約為39.5m，由中風(fēng)化灰?guī)r組成。

場(chǎng)地普遍存在粗細(xì)相間的夾層、互層、交錯(cuò)層等現(xiàn)象，具明顯的迭瓦狀層理，將土層分為5層：①粉質(zhì)黏土②粉質(zhì)黏土③黏土④粉質(zhì)黏土⑤黏土，根據(jù)室內(nèi)原位靜力觸探、土工試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果，經(jīng)綜合分析后，提供各土層地基承載力特征值列于表1。

3 方案分析

較常用的地基處理方法有高壓旋噴、鋼管樁、深層攪拌水泥土樁，以上處理方法對(duì)比見表2。

尾礦庫(kù)內(nèi)表層尾粉土強(qiáng)度低，場(chǎng)地承載能力不高，施工場(chǎng)地?zé)o法進(jìn)入大型施工機(jī)械，且可以利用庫(kù)內(nèi)尾粉土減小成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。綜合場(chǎng)地實(shí)際情況及以上三種地基處理方法的技術(shù)特點(diǎn)，選擇高壓旋噴對(duì)三期子壩地基進(jìn)行處理。

4 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)巖土工程勘察資料可以得知，場(chǎng)地范圍內(nèi)分布尾粉土、尾粉砂、粉質(zhì)黏土、黏土需要處理，旋噴樁樁長(zhǎng)應(yīng)自基礎(chǔ)底面起算至持力層來(lái)確定最小樁長(zhǎng)。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，旋噴樁樁徑選擇為900mm。

依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（ JGJ79 -2012） 第7.1.5-2條、第7.1.5-3公式和第 7.3.3公式[3]，即：

最終確定地基處理分為2個(gè)區(qū)域；根據(jù)子壩位置地形情況，壩軸線中心區(qū)域的高壓旋噴樁長(zhǎng)度比兩側(cè)區(qū)域要長(zhǎng)：區(qū)域1為子壩壩腳外14.4m，高壓旋噴樁樁徑0.9m，間距2.5m，按等邊三角形布置，樁長(zhǎng)13m、10m。區(qū)域2為子壩壩基從一級(jí)子壩外坡腳向庫(kù)內(nèi)延伸64m，高壓旋噴樁樁徑0.9m，間距2.0m，按等邊三角形布置，樁長(zhǎng)16m、13m、10m。

5 高壓旋噴樁施工

高壓旋噴樁采用二重管法，主要工藝技術(shù)參數(shù)：漿液擴(kuò)散直徑不小于900mm，漿液水灰比0.8～1.2，水泥摻合量：高噴樁按每米樁長(zhǎng)水泥用量按320～400kg執(zhí)行。樁位對(duì)中偏差小于5cm，垂直度不超過(guò)1.5%，旋噴樁樁體的強(qiáng)度不小于5.0MPa。高壓旋噴樁施工前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定最終的設(shè)計(jì)參數(shù)。

高壓旋噴樁宜采用跳2～3棵樁施工，相鄰樁施工間隔不小于6h，高壓旋噴樁施工結(jié)束后，應(yīng)防止地面大量堆載產(chǎn)生側(cè)向擠壓作用，從而影響成樁質(zhì)量。

為保證高壓旋噴樁的施工質(zhì)量，使高壓旋噴樁符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)對(duì)高壓旋噴樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作，用于驗(yàn)證和檢驗(yàn)高壓旋噴成樁質(zhì)量和確定施工參數(shù)。

6 質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收

工程檢測(cè)和驗(yàn)收按照《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50202-2002）等規(guī)范的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行[4-5]。旋噴樁檢驗(yàn)與驗(yàn)收指標(biāo)要求：

區(qū)域1樁間距2.5m，區(qū)域2樁間距2.0m，樁徑0.9m，樁體強(qiáng)度不小于5.0MPa，樁體粘聚力C不小于180kPa、內(nèi)摩擦角φ不小于30°，單樁豎向承載力特征值不小于280kN（樁長(zhǎng)為16m的旋噴樁），復(fù)合地基承載力特征值不小于125kPa（檢測(cè)區(qū)域2高壓旋噴樁長(zhǎng)為16m）。

7 結(jié)語(yǔ)

從本工程復(fù)檢結(jié)果看，使用高壓旋噴樁對(duì)尾粉砂、尾粉土及粉質(zhì)黏土等土層的處理可以有效的提高地基承載能力，降低了地基變形，從而滿足建筑要求，同時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。高壓旋噴樁復(fù)合地基的試樁實(shí)驗(yàn)是十分重要的，對(duì)后續(xù)的施工質(zhì)量有重要意義，能夠有效降低工程的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧信雅.復(fù)合地基悖論-深攪樁樁體作用及實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法[A].

全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C].北京：人民交通出版社，2003：877-881.

[2]蔣忠利，岳敏.高壓旋噴樁處理技術(shù)在高填土地基中的應(yīng)用[A].中國(guó)井礦鹽，2018（49）：42-44.

[3]JGJ79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JGJ106-2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[5]GB50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：谷文博（1993-），男，浙江永嘉人，碩士研究生，主要從事工程技術(shù)的研究。