1深层搅拌法是利用深层搅拌机械将固化剂(浆体或粉体)输送到地基深处与软土强制搅拌,利用固化剂与软土间的物理化学反应,使软土硬结为具有整体性、水稳定性和一定强度的优良地基。它具备设备简单、操作方便、质量可靠、施工速度快、成本低、无污染、无振动以及对周围环境无不良影响等优点,尤其适于旧城改造和在市内繁华地域施工。
《地基处理手册》和已发表的资料表明:深层搅拌法一般用于处理6～7层楼房的地基处理,而太原地区从1 994年以来,在旧城改造的地基处理施工中,深层搅拌法已逐步发展至1 2～1 3层楼房的地基处理工程中,通过载荷试验和建成后的沉降观测证实,深层搅拌法处理高层建筑地基是一种可选择的安全可靠的施工方法,在深层搅拌法的实例应用方面是一次突破,值得推广和研究。
1 工程实例
山西省太原市庙前小区某高层住宅楼位于西海边街交汇处,是拆迁回建楼,建筑物高1 2层,局部8层和1 0层,框剪结构,筏片基础,基础埋深3 . 0 m,占地面积6 5× 2 4=1 56 0 m2 ,由于天然地基承载力不能满足上部荷载要求,采用粉体喷射深层搅拌法处理。
1 . 1 工程地质条件
根据原场地岩土工程勘察报告,该场地地下水位在3 . 5m～3 . 8m,在深层搅拌法处理深度范围内,地基土分3层,工程地质特征如下:第层:杂填土(Q42 ),杂色,厚度7. 1 m～8. 6 m,以建筑、生活为主,湿～很湿,原位测试平均标准贯入试验击数3 . 5击,承载力标准值80 k Pa,该层分布遍布全场。
第层:粉质粘土,褐黄色,质均,可塑,中等偏高压缩性,层厚2 . 7m～4. 9m,平均标准贯入试验击数4. 1击,承载力标准值1 2 0 k Pa。
第层:中砂,稍密～中密,饱和,局部有细砂,平均标准贯入试验击数3 3 . 2击,层厚4. 7m～6 . 5m,承载力标准值为2 50 k Pa。
1 . 2 深层搅拌法设计
桩径50 0 mm,有效桩长8. 0 m,空桩3 . 0 m,梅花形布桩,桩间距80 0 mm,总桩数2 952根,粉体喷射法施工, 42 5#矿渣硅酸盐水泥70 kg/ m(相当于水泥掺入比为1 8% ),桩体无侧限,抗压强度不小于1 . 5MPa,复合地基承载力要求达到2 40 kPa。
1 . 3 深层搅拌法施工
1 . 3 . 1 施工机械设备
PH-5A粉体喷射桩机2台,动力电, 3 7k W;2 m3空气压缩机2台,动力电, 1 7k W; 1 . 5t灰罐2个。
1 . 3 . 2 施工工艺
本次粉体喷射深层搅拌法施工工艺流程如图1所示。
1 . 3 . 3 主要设备技术参数
钻头直径(mm):50 0 ;钻机转速(r/ min):正转为44、70 ,反转为2 9、52 ;提升速度(m/ min):正转为0 . 6 7、1 . 6 0 ,反转为0 . 45、0 . 80 ;大灰罐压力(MPa):0 . 3～0 . 4;小灰罐压力(MPa):0 . 2。
1 . 3 . 4 配比试验
施工前取原场地地基土按设计要求做了配比试验。结果如下:6组试块3 1 d龄期的抗压强度分别为2 . 3 MPa、2 . 2 MPa、1.8MPa、2.1 MPa、1 . 6 MPa与1 . 5MPa;折合90 d龄期强度分别为3 . 4MPa、3 . 2MPa、2 . 6 MPa、3 . 1 MPa、2 . 3 MPa与2 . 2 MPa。
1 . 4 成桩后质量检测
1 . 4. 1 载荷试验
在3个试验点所作载荷试验结果为:在桩长(8.0 m)、桩径(50 0 mm)、最大荷载(600kN)相等的情况下,最大沉降分别为16mm、21mm与1 9mm,相应的复合地基承载力分别为260kPa、250kPa与250kPa。
1 . 4. 2 整桩取芯测试
(1 )试验目的:检测整桩喷灰均匀性及桩身强度。
(2 )试块强度:6根试桩的31d龄期的平均抗压强度分别为3MPa、1 . 8MPa、1.7MPa、2.2 MPa、1.9MPa与1.6 MPa,其折合90 d龄期的强度分别为3.4MPa、2.6 MPa、2.5MPa、3.2 MPa、2.8MPa与2. 3MPa。
1 . 5 沉降观测
该工程从上部结构施工开始,设沉降观测网点,从1 994年开始施工,1 996年主体完工,一直到1 997年观测结束,最大沉降量1 6 mm,到目前为止,该楼房使用正常
