粉喷桩复合地基在水闸地基处理中的应用探讨

ｌ 霍 盈 团圆
ＩＩ１ … … Ｚ ． Ｕ ＂Ｕ ＺＯ Ｌ ａ
工程技 术
粉喷桩复合地基在水闸地基处理中的应用探讨
唐 志强
（ 南 省 漯 河 市水 利勘 测设 计 院 ， 南 漯 河 ４ ２ ０ ） 河 河 ６ ０ ０
摘 要 ： 啧桩 复合地 基是 通过特 制的 深层搅 拌机 械在 地基 深部 就地将 软土 和 固化剂 强制拌 和 ， 过 水泥和 土的 一 系列复 杂的 物理 粉 通 化 学作 用 ， 形成 水 泥土桩体 ， 与桩 间土 共 同作 用形 成 复合地基 ， 到提 高地基 强度 的加 固方 法。 种 方法在 处理 水 闸软 土地 基 方面效 达 这 果 显著 ， 有造 价低 、 具 施工 难度 小 、 工期 短等优 ． 推 广价 值很 大 最， 关键 词 ： 闸； 喷桩 ； 水 粉 软基 处理 中图分类 号 ： １ Ｕ４ 文献 标识 码 ： Ａ
（Ｐ ） ｋ ａ；
Ａ 粉 喷桩桩 体 的设 计截 面积（ ； ｍ） ｎ 粉 喷桩 桩 身强度 折减 系数 ， 在漯 河地 一 （ 区粉 喷桩 复合地 基 的设计 中通 常取 Ｏ ５ 。 ．） ３ ｆ据 桩周 土对 桩体 的支 承力 来 确定 的单 ２ ） 桩标 准承 载力计 算公 式 为 ： ２ ：
３ 复合 地基 承载力 的计 算 ． ２ 式 中 ￡ 复合 地基 承 载力标 准值 （Ｎ） 一 ｋ ； Ｉ 面积 置换 率取 ２ ．％。 ｌ ｌ 一 ３１ Ａ 粉 喷桩桩 体 的设计 截面 积（ ｍ； Ｂ 桩 间土 承载力 折 减系数 ， ０ ５ 一 取 ．； ７
刚度 ， 加抵 抗不 均匀 沉 降的 能力 减少 地 基 增 土侧 向挤 出而产生 的变 形 。 ３１ 桩承 载力计 算 ．单 粉 喷桩 单 桩 承 载力 计 算 理 论 尚不 成 熟 ， 工 程上对 这类 桩 的设计 思 路 主要是 通 过分 别 根 据桩体 材 料强 度和 土对 桩 的支撑 力来 计 算 单 桩 的标 准 承载力 。 据《 筑地 基处 理技 术 根 建 规 范 ｝］Ｊ９ ９） 定 ， 桩 承载 力 标 准 值 按 （ ７— １ Ｇ 规 单 下列公 式计 算 ， 并取其 ｒ较小 值 ： ｒ ｌ （据 粉喷桩 桩体 材料 强 度来 确定 单桩 的 １ ） 标准 承载力 计算 公式 为 ：
式 中 ： 喷桩单 桩标 准承 载力 （ Ｎ） Ｐ，粉 ｋ ； ｕ 桩身截 面周 长（１； ｎ） ￡ 桩周 第 ｉ 一 层土 的平均 摩 阻力 （ Ｐ ） Ｋ ａ； Ｉ桩 周第 ｉ 土的厚 度 ｍ） 一 层 ； ｑ－ ｐ 桩端 土标 准 承 载 力 （ Ｐ ）在 不考 虑 Ｋ ａ， 桩 端土对 单桩 标 准承载 力 的贡献 时 ，ｐ０ ｑ＝ 。 依 据粉 喷桩 承载 机理 分 析可 知 ，当仅 采 用 （ ） 对粉 喷桩 单桩 承 载力 进行 设计 时 ， ２式 应 当考虑 粉 喷桩 的有效 桩长 ，否则 确定 的承 载 力 有可 能是偏 高 的 ， 不安 全 的 。 在进 行粉 喷 故 桩 单桩 承载 力设 计 时 ，粉 喷桩 承 载力 的设 计 计算 值 需 要 满 足 。 ＝ ｉ Ｐ． ） 以 上 两 Ｒ ｍ ｎ ｖ 对 （ ， 种 方法 分别计 算 后粉 喷桩 单桩 承 载力选 取 较 小 值 为 １８ Ｎ １Ｋ
１ 况 概 基中 的深基础 。 其优点 是承 载力较 高 ， 对邻 近 水 闸的地 质条 件 、 施 条件 、 力条件 及 建 筑 物影 响较小 ，尤 其对 河滩 地 粉砂 土 的液 受 其 重 要性 等 与其 它 建 筑 物相 比有 其 特 殊性 ， 化 有很 好 的防治 作用 ， 因此 ， 平原 以往 的水 在 分 析 国内外很 多失 事水 闸的工 程案 例 ，其 主 闸设计 中采 用较 多 。 缺点 造价 相对较 高 ， 其 施 要 原 因往往 是 闸址地质 条 件不 好 ，或虽 然经 工工期 长 ， 丁难 度 大 ， 沉 时井 壁容 易 ｍ现 施 下 过 人Ｔ 处理但 仍 未处 理好 ，属 于不 良人 Ｔ地 裂缝 ， 质量 不容易 保证 等 。 基， 导致 水 闸失 稳 、 透 破坏 或 者 冲刷 破 坏 。 渗 ２２灌注 桩基 础 ＿ 水 闸 的地 基 处 理 是 水 闸设 计 中 的重 点 和 难 灌注桩 是深 基础 中最 常用 的 一种 基础 形 点 ，当天然 地基 不能 满足 承载 力 和沉降 要求 式 。其主 要功 能是将 荷 载传 到地 下深 处 的密 时 ， 满足 水 闸抗 滑稳 定 的前 提 Ｆ， 在 对水 闸 地 实 土层 ， 以满足 承载力 和沉 降 的要 求 。 注桩 灌 基 的处理 ， 主要解 决 以下 ＝ 个 方 面的 问题 ： ） 具 有承 载 力 高 ， ｊ （ １ 稳定 性 好 ， 降量 小 而 均匀 ， 沉 增加 地基 的承 载 能力 ， 证建 筑物 的 稳定 ； ） 沉 降速率 低而 收敛 快 等特性 。由于本 工程 基 保 （ ２ 减小 地基 的有 害沉降 ； ） （ 防止地基 渗透 变形 。 底 承载力 不大 ，且适宜 桩基 础 的持力 层埋 置 ３ 漯河 市 在 上世 纪 ９ ０年代 末 期 在 河 道 险 很深 ， 采用 桩基 础在 经 济上很 不合 算 ， 不宜 采 Ｔ 中开始使 用 粉喷 桩处 理软 弱地 基 ，工程 实 用 。采用 该方 案具 有施 工快 、 基础 沉 降小 、 质 施 后 ， 近 １ 年 的运 行情 况 来 看 ， 从 Ｏ多 比常 规 量 易控 制等优 点 。 但工程 运行 一段 时间后 ， 由 的浆 砌石 基础 和混凝 土 预制 套管处 理 地基 的 于 桩沉 降很小 ， 土体 固结 沉 降相对 较 大 ， 而 闸 效 果要安 全 、 济 的多 。漯河 市地 处平 原 区 ， 底 板与 地基 土体有 发 生脱 空 的可能 ，针 对这 经 在 上世纪 五六 十年代 左 右修建 的水 利 Ｔ程 现 种 情况 ， 需在 底板 下增 加预 埋灌 浆管 ， 以备运 在 大部分 都 已报废 ，随 着 国家对 水利 投资 力 行 一段 时 问后 进行 底板 的接触 灌浆 。 度 的加 大 ， 在新 一轮 的 治淮政 策 下 ， 河市 中 漯 ２３ 喷桩 法 ＿粉 小 河 流治 理 Ｔ程 已经 开始 陆 续批 复 实施 ， 重 粉 喷桩法 加 固软 土技 术 ， 利用 水 泥 、 是 石 点 洼地 的可研 报告 评 审修订 也 已结 束 ，在 这 灰 等材 料作 为 固化剂 的 主剂 ，通过 特制 的水 两个大 型治 淮工 程治 理项 目中 ，作 为水 利＿ 泥土搅 拌机 械 ， 原位 进行 强 制搅 拌 ， 过水 １ 二 在 通 程 的控制 建筑 物水 闸 ， 数量 众多 ， 且大部 分均 泥和土 的 一系列 复杂 的物 理化 学作 用形 成水 已报废 ， 在 重点 洼地 治理 中需 重建 的水 闸 泥土桩 体 ， 仅 与桩 间土共 同作 用 形成 复合 地基 ， 就 达到 １０ ０ 多座 。 在水 闸重建 过程 中 ， 基处 达到提 高地 基强 度 的加 固方法 。用 粉 喷桩加 地 理 技术 成为一 个新 的问题 ，怎样 保证 Ｔ程 的 固软 土地基 ， 其优 点 为 ： 最大 限度 地利 用原 ① 安 全 、 济又不 影 响施 工进 度 ， 签各 地 的经 状 土 ， 理后 可很 快投 入使 用 ， 经 借 处 适应 快速 施Ｔ 验 ，目前 用粉 喷桩 处理 水 闸软 土地 基技 术在 要求 ； ②搅 拌 时无 振 动 、 噪音 和 无污 染 ， 无 可 东 南沿 海一 带被 大量 推广 使用 ，特 别是 广东 在密集 建 筑物 群 中进行 施工 ，对周 围原有 建 在 大 型的水 闸 Ｔ程 设计 中也 开 始使 用粉 喷桩 筑物及 地 下沟 管影 响很 小 ；③ 根据 上 部结 构 进 行软 土地基 处理 的需 要 ， 灵 活 地采 用柱 状 、 状 、 栅 状 和 可 壁 格 漯 河地 区在 以往 的水 闸设 计 中 ，还 没有 块状 等加 固形式 ； 与钢 筋混 凝土 桩基 相 比 ， ④ 用 粉 喷 桩 复 合 地 基 处 理 水 闸软 弱 地 基 的经 可节 约钢 材并 降低造 价 ， 济效益 显著 。 经 验 ，下 面以漯 河市 中小 河流 治 理 巾某 一水 闸 就像 任何 事物 都具 有两 面性 一样 ，粉 喷 为例 ，探讨 粉喷桩 复合 地 基在 处理 软弱 地基 桩也有 其 使用 局限性 ， 范 明确规 定 ： 规 水泥 土 的应用 ，以便在 未来 的水 闸工 程建 设 中提供 搅拌 桩 只承受 竖 向力 。因此抗 滑 问题 是粉 喷 借 签 。该水 闸 为新 建 ，主要 功 能是 防洪 与排 桩 在 水 闸 ． 程 中 应 用 理 论 上 的 一 个 最 大 障 ［ 涝 ，结 构 形 式为 整体 式砼 现 浇 闸底 板 ，共 ３ 碍 。从 定 性 上说 ， 体 可 以起 加筋 作用 ， 而 桩 进 孑， Ｌ 每孔净 宽 ４ 闸 室顺 水流 方 向长 １ ｍ， ｍ， ０ 垂 提 高土体 的抗 剪强 度 ， 强抗 滑 能力 ， 增 但在 Ｔ 直水 流 方 向宽 １ｍ， 年 一 ６ ５ 遇除 涝 标 准 设计 ， 程 实际设 计 中 ， 了安全 起 见 ， 为 计算 上 水平 力 设 计 流 量 ５ ．ｍ３ 。 ７２ ／ ｓ 只考 虑 由软土 承受 。 对于 大型水 闸 ， 板结 构 底 根 据 地质报 告结 果 ，知拟 建 闸址 土层 由 是分 体式 的 ，中部 各结 构段 的水平 力 将全 部 冲填 土 和第 四系全 新统 、上更 新统 河床 冲洪 转 移到 淤泥地 基上 ，在 有其 它措 施 承担水 平 积成 类 型 的粉 质粘 土及 所 夹细砂 、 、 粉 力 ， 中 重 软土 的抗剪 强度 满 足要 求时 ， 可以 采用 才 质壤 土组成 。闸底板 所在 的低 液 限粉 土为该 该 法 ， 必要 时加 以水 力模 型试验 进行论 证 。 小 闸基 的 主要 持力 层 ， 载 力为 ９ｋ ａ而 设计 型水 闸一 般为 整体 式结 构 ，水平 力 可以通 过 承 ２Ｐ ， 要求 地基 承 载 能 力为 １５Ｐ ， ２ｋ ａ故需 要 采 取措 岸 墙及齿 墙传 人 两岸土 堤 ，则不 存在 这个 问 施对地 基进 行加 固处理 ， 高承载 力 。 提 题 。根据 上述 分析 比较 ，本 工程 属 于小 型水 ２ 闸地 基处 理措施 探讨 水 闸， 为整体 式底 板 ， 采用 粉喷 桩处 理本 工程 地 平原 地 水 闸基 础 一般 采用 沉井 基础 、钢筋 基 比较合 适 。 混凝 土桩基 础及 水 泥搅拌 桩 等 。而每一 种地 ３ 喷桩复 合地 基 设计 粉