引言
本文结合广州市某沉管隧道工程,对高压旋喷桩在临江段地质特征和水文条件进行了分析,并通过多次试验桩不断地进行探索总结提升,根据潮汐变化时间对高压旋喷桩进行分段施工,针对不同潮汐条件下施工提出的利用潮汐差分段成桩的一种高压旋喷桩成桩方法,能够对于该特殊条件下加固地基土取得相当不错的效果。实践证明,该方法可行,成桩质量、安全可靠,施工工期有保证,并具有良好的经济效益。
1工程简介
拟建的宁波恒大御海天下二期拓地项目,拟建建筑物包括17幢17-26F住宅楼、1幢2F综合楼、1幢11F酒店,拟采用桩(筏)基础,±0.00相当于85国家高程5.35~6.80m,基础埋深约3.0~5.0m。项目所在平面位置如图1所示。
2软土地基概述
(1)灵敏度相对较高。软土地基的高灵敏度主要表现为初变性较强,振动原状软土会破坏软土结构,降低软土强度降,导致软土成为稀释状,出现沉降、侧向滑动、基底面侧向挤出等问题。(2)具有较低的透水性。软土的抗剪强度为20MPa以下,透水性相对较低。在软土地基处理过程中,其地基排水工作难度相对较大,地基内的孔隙水压力相对较高,易导致地基出现沉降问题,且会延长建筑物的沉降时间。(3)孔隙比相对较高。软土地基的孔隙比重塑土孔隙高约20%~40%,导致在地基上施工时土质缓慢沉积过程较长,土质内的颗粒接触点易形成胶结,缺乏与重塑土类似的压密步骤,影响软土地基的承载力。(4)软土地基的压缩性相对较高。软土压缩曲线具有一定特色,初始阶段为平缓,压力超过某一值时,出现陡降段后将趋于平缓,再出现另一个陡降段。经过一定压力区间后,软土土样的压力曲线斜率将呈现较明显的突变到渐变特点。
3桩基加固对打桩顺序的影响分析
3.1直接打桩方案及检测结果
本项目一期4号地块F24#楼(-1/20F)为住宅,灌注桩桩基为800mm,桩长为65~75m,桩基持力层为9-4含砾粉质粘土或10-1全风化凝灰岩。桩基施工完成后,对4号地块F24#楼工程桩(共计109根)进行低应变检测(初测+复测)和柱偏位检测。检测结果显示有23根桩为Ⅲ类,占比为21.1%,按按废桩处理。对于非Ⅲ类但偏位较大(偏位大于1%桩长)的桩拟加以利用。经计算复核,本次补桩合计需26根,板基础做相应调整。
3.2潮汐特征
在建的隧道工程所在水域的潮汐特征属于不正规半日混合潮型,在一个太阴日内出现二次高潮和二次低潮,历时约为24h50min,且相邻高潮和低潮的潮位值和历时都不等。潮型一般是以高高潮➝低低潮➝低高潮➝高低潮的形式出现,大约经过12~13d,潮型变为低高潮➝高低潮➝高高潮➝低低潮。夏秋低低潮多出现在夜间,高高潮多出现于白天,冬春则相反。
3.3地基处理方案
项目所在位置原始场地为围垦养殖区,首期约1200亩,且前正在建设中,本次方涉及的二期约600亩。地下室区域采用浅层换填处理,换填范围为地下室区域外扩5m。回填区换填垫层铺设至地下室区域外扩1m,未回填区回填垫层铺设至道路加固边界。换填层面设300mm厚C20素混凝土垫层,垫层作为今后地下结构底板的永久性垫层,将其作为桩基及坑中坑二次围护施工的操作面。处理后地基承载力统一达到40kPa。
4沿海软土地区桩基加固技术
4.1换土垫层法
如果在软土地基产生变形或其承重能力不足以满足支撑建筑时,可以采用换土垫层的处理技术,在工程建设的过程中,可以使用其他土料等方式对土地的土质进行替换,操作方式简单且具有显著的加固稳定效果。在土料的选择上要确保其有机质的含量低于5%,颗粒的大小控制在15mm以内。通过对软土地基的勘察并实践确定其干密度及含水量,并以所得到的结果作为检测垫层质量的标准。在实施过程中应注意土料铺设前要对铺设槽进行检验,土料碾压前的含水量要接近标准含水率。对于垫土的厚度应根据实际需求进行。如果在地下水位的基坑进行作业时,应当及时排水,垫层与垫层缝隙间距控制在500mm,并对接缝处进行夯压处理。完成施工后,利用环刀法在2/3的位置对每层土质进行取样,大约每3处/100m2。
4.2化学固结技术
化学固结技术投入会更多,但效果也会更加明显。通常来说,其他方案如果效果不明显的话,可使用此技术进行处理,特别是对于新型材料来说,此技术能够提升地基的稳定性。可用化学材料对软土地基进行硬化处理,采用深层搅拌技术将固化剂融入到地基中,同时利用高压喷射技术将裂缝进行填充,提升其整体承载能力,降低地基沉降问题,提升工程的整体质量水平。
4.3灌浆处理法
该种方式在实际工程应用中最为广泛,根据灌浆方式的不同,可细分为水泥搅拌法、硅化注浆法、渗入型注浆法和劈裂灌浆法。不同的灌浆方式适合的软土地基类型也各有不同,其中水泥搅拌法能适用于大多数常见的软土地基,并且经济性较好,该方式是将水泥泥浆和地基软土进行充分地搅拌,使其共同凝结形成水泥块,固化后的水泥能有效排除软土层中的水分,优化软土结构的稳定性,提高软土结构的承载能力;硅化注浆法是将以硅酸钠为主的混合液注入到软土地基内部结构中,使其形成固态结石,从而强化软土地基的密实度和承载能力等;渗入型注浆法多在软土地基有较多缝隙时使用,能在不破坏地基原有结构的情况下加强地基的综合性能;劈裂灌浆法则是对原有结构进行了大规模的改变,将水泥浆液灌入到人为劈出的缝隙中,从而加强地基强度。
4.4钻(冲)孔灌注桩
钻(冲)孔灌柱桩适用于地下岩溶发育、岩溶较深、有多层溶洞等情况。岩溶地质的钻(冲)孔施工不同于常规地质情况。由于岩溶地质的特殊性,钻(冲)孔作业会发生卡钻、漏浆、斜孔等情况。卡钻是由于岩溶面凹凸不平,当岩溶面为倾斜时,钻头钻进遇斜面倾斜,勾到岩溶的锯齿而引起的。漏浆是施工到溶洞处,由于溶洞往往具有连通性,泥浆会顺着溶洞或裂隙的空隙大量流失。斜孔是在冲孔施工时,由于桩孔内部低层岩石软硬不均或半土半岩(俗称斜坡岩)导致钻头无法水平就位、越打越斜情况。因此,在机械成孔过程中,应对每层地层变化进行详细记录,及时与地勘报告进行核对,如有必要可进行补勘。溶洞发育地段,上部地层施工应缓慢钻进,溶洞处理可采用抛填黏土、片石、浇筑素混凝土等方式,形成泥石护壁,堵塞孔洞。施工中应根据地质情况及设计桩长合理选择钻(冲)孔机具,岩溶地质一般采用冲击钻成孔。
结束语
由于软土的地质特性,直接打桩对其挤密效应不明显,而地基处理后的打入桩基偏移不明显,较直接打桩方案有明显改善。检测结果表明,地基加固后的桩基加固满足各项规范要求,可为今后类似工程提供借鉴和参考。
参考文献
[1]卢敬宏.沿海地区真空联合堆载预压软基处理方法研究[J].低碳世界,2019,9(12):181-182.
[2]谢卫红.乐海围垦区道路网软土地基处理方法研究[D].兰州交通大学,2019.