摘要：粉噴樁是近年來迅速推廣應(yīng)用的一種軟弱地基加固技術(shù)，將粉煤灰作為粉噴樁的固化劑，不僅利用了工業(yè)廢料，而且對(duì)粉噴樁的性能有較大的改善，提高了其經(jīng)濟(jì)性與可推廣性。本文通過作者在勝利油田所做的粉煤灰粉噴樁工程，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)及樁身強(qiáng)度特性進(jìn)行了深入的研究及分析。
關(guān)鍵詞：粉噴樁；粉煤灰；復(fù)合地基；承載力；粉煤灰摻入比
我國(guó)沿海和內(nèi)陸廣泛的分布著海相、湖相以及河相沉積的軟弱層，這種軟弱土層的特點(diǎn)就更為明顯，其沉積土層含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性能極差、沉降穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)而且地下水中存在含量極高的無機(jī)鹽(鹽漬土)。作為建筑物的地基，其承載能力和穩(wěn)定性往往難以滿足工程要求，通常要采用地基加固措施。粉噴樁是近年來迅速推廣應(yīng)用的一種軟弱地基加固技術(shù)。該技術(shù)是采用干粉與原位軟土進(jìn)行深層強(qiáng)制攪拌，利用粉體膠結(jié)材料的吸水與土微粒發(fā)生水解、水化反應(yīng)并進(jìn)行陽(yáng)離子交換等物理化學(xué)作用，形成連續(xù)、水穩(wěn)定性較好的堅(jiān)硬拌和樁體，從而使地基土的工程性質(zhì)得到改善，并與樁間土形成復(fù)合地基，大大提高了地基的承載力與穩(wěn)定性。近幾年來，利用粉煤灰作為粉噴樁的固化劑應(yīng)用于實(shí)際工程中，已取得了良好的工程加固效果，同時(shí)將粉煤灰應(yīng)用于工程中，綜合利用粉煤灰，變廢為寶，事實(shí)證明具有極大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)綜合效益。下面介紹在勝利油田的職工住宅樓工程中應(yīng)用粉煤灰進(jìn)行粉噴樁加固地基的研究成果。
1某工程概況：
建筑物擬建場(chǎng)地地形較平坦，地層分布較穩(wěn)定，第2層土屬淤泥質(zhì)土，土層極軟且較厚，壓縮性很高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)建筑物的整體剛度。場(chǎng)地地震設(shè)防烈度為7度，場(chǎng)區(qū)內(nèi)飽和粉土不液化。擬建建筑物為五層磚混結(jié)構(gòu)，由于天然地基不能滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)方案比較采用粉煤灰粉噴樁進(jìn)行加固處理，工程樁施工前進(jìn)行了室內(nèi)配比及現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)。地基土的基本物性指標(biāo)如表1.。
樁基設(shè)計(jì)參數(shù)：
鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)之下，粉噴樁間距800～1275mm不等，樁徑500mm，樁長(zhǎng)8.00m，持力層為第4層粉土層，要求加固后復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為fk≥160KPa。
2 樁身強(qiáng)度特性：
為了確定粉煤灰摻入后粉噴樁的樁身強(qiáng)度，從現(xiàn)場(chǎng)鉆取粉煤灰粉噴樁樁身不同深度芯樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并且將之與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)預(yù)配不同配比、不同齡期試塊的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值進(jìn)行比較，如表4.所示。從表中可以看出，隨著粉煤灰摻入量的增加，樁身強(qiáng)度有一定幅度的降低，但樁身強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)率有大幅度的提高。由于粉噴樁的樁身強(qiáng)度在一定攪拌時(shí)間內(nèi)與攪拌程度成正比，即將固化劑與軟土攪拌時(shí)，隨著攪拌時(shí)間增加，加固土的強(qiáng)度急劇增長(zhǎng)，拌和到一定時(shí)間后，強(qiáng)度上升的趨勢(shì)減緩。由于施工機(jī)具的工作性能限制，粉體材料的摻入比不宜大于30%。因此，嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量是保證粉噴樁質(zhì)量的關(guān)鍵。
3 復(fù)合地基承載力：
通過對(duì)粉煤灰粉噴樁的靜載荷試驗(yàn)，得到了一系列不同粉煤灰摻入量、不同樁長(zhǎng)的單樁承載力曲線（見圖1.）。在相同粉煤灰摻入量的條件下，單樁承載力隨著樁長(zhǎng)的增加而增長(zhǎng)。試驗(yàn)表明，在達(dá)到單樁設(shè)計(jì)承載力時(shí)的樁身沉降量均小于3mm。
復(fù)合地基承載力的檢測(cè)：設(shè)計(jì)樁距為1.0m，粉煤灰摻入比為30%，取荷載板面積為1.0×1.0m2，壓一根樁，相當(dāng)于平均置換率為0.20，利用堆載提供反力，由千斤頂逐級(jí)施加荷載。取沉降量S與載荷板寬B的比值為0.009時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載為復(fù)合地基的容許承載力，三根單樁復(fù)合地基承載力的平均值
為187KPa，加固效果較為理想，完全滿足設(shè)計(jì)要求。
結(jié)束語(yǔ)：
粉煤灰粉噴樁是一種介于剛性樁與柔性樁之間的樁體，它具有一定的壓縮性。通過對(duì)該樁的試驗(yàn)研究可知，在一定粉煤灰摻入比的條件下，樁身的強(qiáng)度越高，其性能越接近剛性樁?，F(xiàn)場(chǎng)的加固檢測(cè)結(jié)果與相同條件下的室內(nèi)試驗(yàn)資料相比，樁身強(qiáng)度的折減系數(shù)約為0.70，樁身密實(shí)度提高約10%；單樁承載力隨樁身長(zhǎng)度和強(qiáng)度的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。由于粉噴樁的施工過程及施工機(jī)具等因素對(duì)粉噴樁的成樁質(zhì)量有很大的影響，因此應(yīng)嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，保證粉噴樁工程的安全性。
由于粉煤灰中含有SO3等不安定化學(xué)成分，以及隨著噴灰和鉆頭提升的反壓作用，被加固土體對(duì)樁周軟土產(chǎn)生側(cè)壓作用，并且與土形成復(fù)合土體，使樁間土的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)均由較大的提高，加固后的樁間土承載力比天然軟土提高近50%，復(fù)合地基承載力比天然地基提高3倍多?？梢?，粉煤灰粉噴樁作為天然軟土的加固技術(shù)，不僅能夠完全滿足工程的強(qiáng)度要求，其經(jīng)濟(jì)性和明顯的環(huán)境效益也是其它加固技術(shù)不能比擬的。
參考文獻(xiàn)
[1]《樁基工程技術(shù)》，劉金勵(lì)，中國(guó)建材工業(yè)出版社，1996
[2]《軟土地基深層攪拌加固法技術(shù)規(guī)程》，冶金部，1991
[3]《深層攪拌法設(shè)計(jì)與施工》，中國(guó)鐵道出版社。1993
作者簡(jiǎn)介：駱文娟，女，1969.5出生，哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑工程專業(yè)，結(jié)構(gòu)室主任
