杨凯、李现华、张尚哲、刘伟
中建新疆建工集团第一建筑工程有限公司新疆省乌鲁木齐市251100
摘要:在现代化社会发展的新时期,随着我国房建工程数量的不断增多,人们对于水泥土搅拌桩地基围封处理的要求也越来越高。基于此,本文主要针对水泥土搅拌桩地基围封处理等相关技术展开了深入的分析与探究。
关键词:水泥土搅拌桩;地基围封处理;技术探析
水泥土搅拌桩技术作为房建工程建设中的重要组成部分,由于其具备施工工艺简单、施工成本低以及施工周期短等多个方面的优势,因此也被广泛应用于房建工程的基坑支护、地基处理、提拔加固以及截水帷幕等岩土工程当中。目前,在房建工程当中,虽然利用水泥土搅拌桩处理地基的现象越来越普遍,但建筑行业规范中却并没有对水泥土搅拌桩做出明确的规定,而水泥土搅拌桩的设计、检测及施工等也均参照其他行业的相关规范来来执行,这就会在一定程度上降低水泥土搅拌桩在房建工程中的实际应用效果。
1工程概况
本文以齐河县机械厂片区棚户区改造项目EPC项目为例,该工程主要位于德州市齐河县迎宾路以东、齐晏大街以南、齐鲁大街以北、坤华路以西。工程总建筑面积约 13.3 万 m2,包括 8 栋住宅楼 (1~ 8#楼)、商业及 S1#配套、地下车库,住宅楼地上 18~27 层,地下室 2~3 层,商业楼地上 1~2 层,车库地下 1~2 层。 建筑结构形式:高层住宅主体结构为剪力墙结构,采用桩筏板基础;商业及 S1#配套为框架 结构,独立基础及筏板基础;地下车库为框架结构,筏板基础。
本次基坑支护依据建设单位提供的总平面图、基础平面图、岩土工程勘察报告编制,基坑总 体呈矩形,东西方向长约 185~200m,基坑南北方向宽约 170m,基坑周长约 770m。场地整平标 高 21.80m,负一层基坑底标高 15.48-16.50m,负二层基坑底标高 12.70-13.10m,基坑设计深度 5.30-9.10m。
2水泥土搅拌桩地基围封处理等相关技术分析
2.1场地工程地质条件勘察
为了进一步明确齐河县机械厂片区棚户区改造项目EPC项目土层具体的分布情况,准确提供出地基各土层的承载力特征值,以及不同土层的物理力学性质指标的建议值[1],就要针对该工程实施场地工程地质条件勘察。并且要根据该地区的地质资料,结合场地钻探深度范围内所揭示的土层进行详细的分析对比,最后要依据土的性状与成因类型来对土层实施自上而下的分层:
第①工程地质层(Q4ml):杂填土,层底埋深 0.10~2.10 米,厚度 0.10~2.10 米,层底标高 19.29~21.70 米。杂色,主要成分为碎石、碎砖、砂砾等建筑垃圾。该层仅在 1、2、6~9、14~16、 21~23、27、30、31、36~38、43~45、49、56~59、61~93 有分布。
第②工程地质层(Q4al+pl):粉土,层底埋深 1.90~3.70 米,厚度 0.10~3.70 米,层底标高 17.66~ 19.84 米。黄褐色,中密,湿,干强度低,韧性低,摇震反应中等,无光泽。压缩系数 a1-2 =0.17MPa-1,为中 压缩性土,该层全区均有分布。
第②-1 工程地质亚层(Q4al+pl):粉质黏土,层底埋深 1.30~2.60 米,厚度 0.40~2.20 米,层 底标高 18.74~20.38 米。黄褐色,可塑,干强度中等,韧性中等,稍有光泽。该层全区仅在 28、30、60、 63、66、69~71、74、80~93 号钻孔有分布。
第③工程地质层(Q4al+pl):粉质黏土,层底埋深 5.40~7.70 米,厚度 2.00~5.20 米,层底标 高 13.72~16.03 米。黄褐色,可塑,干强度中等,韧性中等,稍有光泽。压缩系数 a1-2 =0.38MPa-1,为中 压缩性土。该层全区除均有分布。
第③-1 工程地质亚层(Q4al+pl):粉土,层底埋深 4.30~6.20 米,厚度 0.50~1.70 米,层底 标高 15.14~16.85 米。黄褐色,中密,湿,干强度低,韧性低,摇震反应中等,无光泽。压缩系数 a1-2 =0.15MPa-1,为中压缩性土。该层全区仅在 2、3、6~8、10~12、14、15、19、20、22、24、28~30、 34、35、37、56、58、62~68、70~85、89~93 号钻孔有分布。
第④工程地质层(Q4al+pl):粉土,层底埋深 8.90~10.90 米,厚度 1.10~4.40 米,层底标高 10.42~12.44 米。黄褐色,中密,湿,干强度低,韧性低,摇震反应中等,无光泽。压缩系数 a1-2 =0.14MPa-1,为中压缩性土。该层全区均有分布。
第④-1 工程地质亚层(Q4al+pl):粉质黏土,层底埋深 7.50~9.70 米,厚度 0.50~1.70 米, 层底标高 11.94~13.97 米。灰褐色,可塑,干强度中等,韧性中等,稍有光泽。压缩系数 a1-2 =0.37MPa-1,为中压缩性土。该层仅在 3~6、8、10、11、15、22、30、41、56、61、64、65、67、 68、72、73、75、79、80、93 号钻孔有分布。
第⑤工程地质层(Q4al+pl):粉质黏土,层底埋深 12.20~18.90 米,厚度 0.60~7.80 米,层 底标高 2.32~9.08 米。灰褐色,可塑,干强度中等,韧性中等,稍有光泽。压缩系数 a1-2 =0.37MPa-1, 为中压缩性土。该层全区均有分布。
第⑤-1 工程地质亚层(Q4al+pl):粉土,层底埋深 11.40~18.60 米,厚度 0.50~4.10 米,层 底标高 3.06~10.19 米。黄褐色,中密-密实,湿,干强度低,韧性低,摇震反应中等,无光泽。压缩系数 a1-2 =0.14MPa-1,为中压缩性土。该层全区均有分布。
第⑥工程地质层(Q4al+pl):细砂,层底埋深 18.50~25.90 米,厚度 1.40~8.80 米,层底标 高-4.45~2.78 米。黄褐色,中密-密实,湿,摇震反应迅速,主要成分为长石、石英及云母碎片,颗粒级 配差。该层全区均有分布。
2.2结果分析
根据补勘结果可知,针对压缩性较低的土层,要结合土层的具体情况以及当前施工设备的综合能力可知,水泥土搅拌桩向下施工的难度较大,特别是要达到设计中的桩底标高12.0m处。模拟构建的下游右侧翼墙部位,主要分布的土层为③层松散砂壤土,这一层可以当做可液化土层。由于该土层极易产生渗透变形的情况,因此在开展基础施工时,就要对其实施防渗处理与抗液化措施处理。
要想有效相处地震作用下,粉土与饱和沙土的液化性,就要利用水泥土搅拌桩围封法,以此来确保箱体内的土在发生地震时,不会产生剪应变。而用于密闭液化土层的箱体主要由三大部分共同组成,分别为围封箱盖、围封墙体与围封箱底。其中,可以利用挡墙地板与闸室地板当做围封箱盖。在平面上,水泥土搅拌桩要呈格栅式分布与设计,这对于可液化土具有十分良好的围遮作用,同时也能够对剪应变的作用进行有效限制,因此可以将其当做围封墙体。而作为围封墙体的水泥土格栅,一定要穿过液化层,确保其可以有效打入到下面的低压缩性土层与低渗透性土层当中。简单来讲就是围封的箱底一定要为低渗透性与低压缩性非液化土层。
在水闸设计规范中,针对水泥土搅拌桩的桩底深度并没有给出明确的定论,而其他行业规范中涉及到水泥土搅拌桩桩底深度的有关规定也少之又少。为此,作为围封墙体,如何确定水泥土搅拌桩桩底深入非液化土层的深度就成为房建工程施工中的一大难题。本文以单排围封桩为例展开相应的分析。由于被围封的是封闭体,周边的压力均大致相同,在这种情况下,最为薄弱的地方就是侧向咬合处。为此,桩底插入非液化土层一定不可以小于最薄弱处的情况。同时,《深层搅拌法技术规范》(DL/T5425-2009)中就有较为明确的规定:不管是封闭式水泥土防渗墙,还是半封闭式水泥土防渗墙,墙体进入不透水或者是相对不透水层的深度应该控制在0.5~1.0m之间[2]。而在本工程当中,对地基实施处理的主要目的是为了符合抗液化与防渗的要求,因此并不需要增强地基承载力,也无需提出其他要求。为此,要根据原勘测资料,结合补勘资料以及现场施工的具体情况,确定水泥土搅拌桩围封桩底高程应该最少深入到非液化土层(⑦粉质粘土夹粉土)0.5m。
结束语
综上所述,选择水泥土搅拌桩这种技术来对房建工程施工中的液化土层实施处理,不仅具有便捷高效、造价成本低、施工进度快等优势,同时也能够明显减少对周边环境的影响。在具体实践中,工作人员要合理确定水泥土搅拌桩的桩底深度,避免因桩太长或者是太短而造成工程建设成本增加与资源浪费等情况的发生,以此来大大提升水泥土搅拌桩地基围封处理的效果。
参考文献
[1]刘彭江,董温荣;深层水泥土搅拌桩施工的前期质量控制[J];山东水利;2004年01期
[2]通讯员 刁在平 殷修良 庞燕;济阳扎实推进农房和新型农村社区建设[N];济南日报;2010年