水泥粉喷桩在软弱土地基中应用

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1、水泥粉喷桩在软弱土地基中应用　　中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：一、概况新矿集团济阳矿井“任务交待室联合建筑”地处山东省济阳县崔寨镇，楼层为四楼，采用框架结构，独立柱基础，占地面积为45.6×52.8m,设计要求处理后地基承载力特征值为150KPa。二、工程地质该场地地层在勘探深度范围内大致分八层，分述如下：第一层：杂填土：灰黑色，松散，稍湿，主要成分为建筑垃圾，生活垃圾及粉质粘土，本层在场区内分布普遍，厚度1.1～3.2m,层底埋深1.1～3.2m,平均2.28m。第二层：粉土：深褐色，松散，湿—饱和，

2、韧性，干强度低，无光泽反应，摇振反应中等，局部有粉质粘土夹层，厚度1.1～2.6m,层底埋深3.5～4.3m,平均3.88m,fak=80KPa。该层属中缩性土。第三层：粉质粘土：黑褐争，流塑，土质均匀，含少量腐殖质，稍有光滑，韧性中等，干强度中等，无摇振反应，局部含粉土夹层，厚度0.7～2.2m,平均1.33m,层底埋深4.7～5.8m,平均5.21m,fak=60KPa,该层土属于高压缩性土。第四层：粘土：7黑褐色，软塑—可塑，光滑，韧性高，干强度高，无摇振反应。含腐殖质，局部有淤泥质粉土夹层，厚度4.4～6.

3、20m,平均5.41m,层底埋深9.4～11.1m,平均10..62m。fak=100KPa，该层土属中高压缩性土。第五层：粉土：深褐色，松散—稍密，饱和，韧性，干强度低，无光泽反应，摇振反应中等，局部有粉质粘土夹层，厚度0.9～2.2m,平均1.42m,层底埋深11.50～12.6m,平均12.04m。fak=110KPa，该层土属中高压缩性土。第六层：粉质粘土：黑褐色，可塑—软塑，稍有光滑，韧性中等，干强度中等，无摇振反应，局部含粘土夹层，厚度2.4～3.7m,平均2.94m,层底埋深14.6～15.5m,平均

4、14.90m。fak=120KPa，该层土属中压缩性土。第七层：粉土：深褐色，松散—稍密，饱和，韧性，干强度低，无摇振反应中等，局部有粉质粘土夹层，厚度2.7～5.5m,平均4.92m,层底埋深18.1～20.4m,平均19.9m。fak=110KPa，该层土属中压缩性土。第八层：粉质粘土：黑褐色，可塑～硬塑，稍有光滑，韧性，干强度中等，无摇振反应，内含少量钙质结核及铁锰结核,该层在勘察深度范围内未被揭穿,最大揭露厚度为4.7m。fak=140KPa，该层土属中压缩性土。根据地质报告显示,地基属软弱地基。三、地基处

5、理方案7为了加快建设，早日投产，并且希望降低基础成本造价和缩短建筑工期，必须对地基土进行加固处理，可供选择的地基处理方案有灌注桩，碎石振冲桩，粉喷桩，其中混凝土灌注桩施工工期预计1～2个月，时间太长，消耗大量钢材，且费用较高，而碎石振冲桩，当地没有石材，从外地运输成本较高，从而使碎石振冲桩费用提高，因此，选用水泥粉体喷射搅拌法复合地基，处理较深的软弱土层，以提高受压地层的地基承载力，加强地基稳定性，20天完成制桩，四周后即可进行检测。粉体喷射搅拌法加固地基的作用机理是利用水泥等材料用为固化剂，通过特制的搅拌机械就地

6、将软土和固化剂粉体强制搅拌，使软土硬结成具有整体性，水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基本强度和增大变形模量，在地基中按照一定的分布制作一系列的水泥土加固体，可作为竖向承载力的“复合地基”。从置换的角度讲，对于水泥搅拌桩可以穿透软弱土层达到相对硬的土层，桩端地基承载力能充分发挥作用。复合地基复合模量总是大于由桩的模量和桩间土的模量的模量的面积加权和，所以，在外加压力作用下随着桩土的等量变形形成会逐渐集中到桩上去，从而软土承担压力减少，这样使复合地基承载力提高，压缩性有所减少。7在刚性基础和桩之间设置了一定厚度

7、的褥垫层后，可以保证基础始终通过褥垫层把一部分荷载传到桩间土上，调整桩和土荷载的分担作用。特别是桩身强度较大时，在基础下设置褥垫层减小了桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，减少沉降。四、粉喷桩地基设计1、加固范围及材料整个建筑物满堂加固，固化剂选用强度等级为32.5级普通硅酸盐的水泥。2、桩位布置直径及间距采用三角分布桩，依据土质和最小施工设备，桩体直径定为φ500，桩间距S=1.1m。3、桩长的确定为满足承载力、变形，稳定三要素的需要，确定第1、2、3、4层土进行加固，计算用桩间土承载力fsk取100KPa，桩长根

8、据地质报告定为8m。4、面积置换率式中d——桩身平均直径，m；de——根桩分担的处理地基面积的等效直径，m，de=1.05s。5、褥垫层的处置在基础和桩之间设置褥垫层，厚度取200mm，材料选用20mm碎砂石。6、复合地基承载力的计算7fsk=mfpk＋（1-m）fsk=0.19×400＋(1-0.19)×100=157KPa＞150KPa式中fsk----