深厚软弱地基冲孔桩辅助成孔方案探索和应用

深厚软弱地基冲孔桩辅助成孔方案探索和应用

1.广东宏泰国通地产有限公司广东佛山528300;2.广东省建筑设计研究院广东广州510010

摘要:藏珑华府项目六、七期软弱填土深度达45~65米,主体冲孔桩成孔异常困难;采用袖阀管和旋喷桩复合注浆的加固方案辅助成孔,通过现场试验,不断优化注浆孔布置和参数,在确保冲孔桩顺利成孔的基础上,达到了注浆辅助措施的经济合理。

关键词:深厚软弱填土;袖阀管;旋喷桩;冲孔灌注桩;辅助成孔

引言

目前,旋喷桩地基处理常用于对软弱地基处理,利用桩体单桩竖向承载力提高复合地基承载力和稳定性,减小复合地基的沉降量[1][2];袖阀管则常用于已有建筑地基处理,堵漏防渗加固等[3][4][5]。对于深厚软弱地基中,主体灌注桩冲成孔困难,需采用地基加固辅助成桩的情况,尚未发现有工程实例阐述。本文结合藏珑华府项目工程实例,对冲孔桩辅助成孔方案进行探索,供类似工程技术参考。

1、概述

1.1工程概况

藏珑华府项目位于岗北伟业大道以南、国通大道以北地块,占地20.3万平方米,总建筑面积约80万平方米,主要为高层住宅及商业,建筑高度100米,地下室1层,局部2层,为剪力墙结构。

藏珑华府项目地块原是陈村采石场,经过大量采石后留下较深较大岩坑,废弃后又作为泥尾使用,主要用于倾倒来自周边工地(如广州南站)的淤泥、建筑垃圾等性状较差杂填土,堆填时间约2~3年。至初勘期间,该场地已积水形成深

1.50~6米的内湖。项目六、七期处于内湖的中心位置。

1.2地质情况

六期详勘揭示,地质情况至上而下为:1)杂填土:黄褐色,干燥-稍湿,松散,主要成份为碎石、块石、砂、粘性土及砼块等建筑垃圾,局部含回填淤泥,堆填时间约2-3年,层厚45.00~64.00m;结构松散,成份极不均匀,未完成自重固结,密实程度不一(动探实测击数1.0~8.0击);2)微风化花岗岩:灰褐色,灰白色,主要矿物成份为石英、长石,有轻微绿泥石化蚀变现象,岩芯呈短柱状、长柱状。裂隙稍发育,岩质较硬,钻进困难,锤击声脆。属较硬岩,岩体完整程度为较完整,岩体基本质量等级为III级。主体基础采用冲孔灌注桩,持力层为微风化花岗岩。

2、试桩情况

取六期塔楼的四个冲孔桩进行试桩,均无法顺利成桩,最大成孔深度为21米(附表1试桩情况表)。可以看出,本场地淤泥层深厚,流动性大,场地未经处理,直接进行灌注桩冲成孔几乎无成功可能。

表1:试桩情况表

3、地基加固辅助冲孔桩成孔方案

3.1方案选择

软弱地基处理一般采用固结排水法、深层搅拌桩等较为经济,但以往研究表明[6],固结排水法中排水板通水量降低会严重影响吹填土地基的加固深度,往往在土体表层5~10m范围内加固效果很好,该范围以下的土体强度仍然达不到加固要求,而本场地软弱填土深达60米,无法满足加固深度的要求;因杂填土内含碎石,最大超过30cm,深层搅拌桩本场地试桩不成功,且同样无法达到所需加固深度。

因工期紧,软弱填土深厚,预压固结法处理已不可能,故根据以往工程经验拟定采用袖筏管和旋喷桩复合地基处理辅助冲孔桩成孔方案。旋喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、黏性土(流塑、软塑和可塑)、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基[7];袖筏管适用于砂土、粉土、黏性土和人工填土等[7],常用于软土层劈裂注浆和深层土体劈裂注浆[8]。

3.2方案试验与应用

方案一:密布方案,双管高压旋喷桩(桩径700,桩长25m,注浆压力20Mpa);袖筏管(Ф48钢花管引孔植入,注浆深度根据填土深度调整,水灰比1:1.2,100kg/m水泥用量,注浆自下而上,注浆压力2Mpa)注,后期现场试验证明,袖阀管100kg/m水泥用量,是无法达到2MPa注浆压力的,该技术参数不合理。

图1:方案一

方案二:疏布方案,适当降低旋喷桩数量,双管高压旋喷桩(桩径600,桩长25m,注浆压力20Mpa);袖筏管(Ф48钢花管引孔植入,6000X6000布置,注浆深度40m,水灰比1:1.2,200kg/m水泥用量,注浆自下而上,注浆压力1~2Mpa,采用水泥用量和注浆压力双控)

图2:方案二

方案三:袖阀管方案,取消高压旋喷桩,仅袖筏管(Ф48钢花管引孔植入,6000X6000布置,注浆深度40m,水灰比1:1.2,200kg/m水泥用量,注浆自下而上,注浆压力1~2Mpa,采用水泥用量和注浆压力双控)

图3:方案三

现场拟采取由方案三至方案一,由简至繁的试验顺序,确定方案可行性。采用方案三,单孔一次注浆至反浆,约达0.5MPa,一天后二次复注达200kg/m水泥用量,注浆压力1MPa以上,注浆后7天,取场地不同区域三个桩进行冲孔桩成孔试验,均顺利成桩。试验证明,通过方案三的袖阀管劈裂注浆,使桩体周边软弱土体得到固结和加强,已有效阻断和改善淤泥的流动和互通,达到了辅助冲孔桩成桩的目的。目前六期场地按方案三注浆已完成,冲孔桩施工顺利,未出现成孔困难现象。

4、结语

(1)对于深厚软弱杂填土区域,在灌注桩成孔过程中,往往存在塌孔、漏浆、卡锤、抱锤甚至掉锤等突发状况,不经地基处理无法顺利成桩。

(2)采用袖阀管和旋喷桩复合注浆加固方案能达到灌注桩辅助成孔的目的,但出于经济性考虑,由密布方案一调整为疏布方案二,再经场地小区域试验调整为袖阀管方案三,技术参数及注浆布置逐步完善,达到了本项目成桩可靠、经济合理的目的。

参考文献:

[1]杨文武.水泥搅拌桩与旋喷桩复合地基设计拓展[J].建筑结构,2014,44(8):25-30,52.

[2]刘倡冠,梁桂佐,李志斌.高压旋喷技术在软弱地基处理中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程)2005增刊,85-87.

[3]龚红旗.浅析袖阀管注浆法进行地基加固[J].地基基础工程,2004,7(10):76-78.

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