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珠海竹洲头泵站水泥搅拌桩喷浆法和喷粉法工艺试验珠海竹洲头泵站水泥搅拌桩喷浆法和喷粉法工艺试验李伟摘要介绍珠海市竹银水源工程竹洲头泵站水泥搅拌桩喷浆和喷粉2种成桩工艺试验情况。
关键词竹洲头泵站;水泥;深层搅拌桩;喷浆;喷粉;试验1 概述竹银水源工程位于广东省珠海市斗门区白蕉镇,工程建成后通过泵站抽水至水库蓄淡,与珠海现有的供水系统相结合向澳门、珠海东区和西区水厂供水。
竹洲头泵站水泥搅拌桩,是其基坑开挖支护中的搅拌桩墙体及主要建筑物(进水间、主机间、安装间、副厂房)的基础加固。
竹洲头泵站基坑设有临时围堰挡水,基坑采用大开挖结合水泥搅拌桩栅格状重力式挡墙进行支护。
先将上层人工填土以1:2坡度开挖至-1.0m高程平台,在此平台上建水泥搅拌桩栅格状重力式挡墙,使围堰和基坑满足稳定性、强度和变形要求。
泵站各主要建筑物(进水间、主机间、安装间、副厂房)基础均采用水泥土搅拌桩加固,水泥土搅拌桩穿过软土层进入全风化细砂岩层。
以上2处原设计均为喷浆法水泥搅拌桩,而当地绝大部分临江建筑物基础均采用的是喷粉法水泥搅拌桩,且施工效果较好,因此,本次进行了喷浆法和喷粉法成桩工艺试验。
2 竹洲头泵站地质竹洲头泵站地面高程1.0～3.5m地形平坦,为人工开挖及填筑地形,据钻孔揭露,其岩土层自上而下为:人工填土:土黄色,主要为粉质粘土,含少量基岩碎块,稍经压实,厚度1.0～4.0m。
淤泥质粉质粘土、淤泥:灰黑色,主要为粘粉粒,标贯击数1～6击,平均3击,厚度2.6～25.0m。
顶板埋深1.0～4.0m,相应高程-1.54～0.59m。
总体为上游较浅下游略深,靠西侧山边较浅东侧河东较深。
淤泥质粉细砂、含泥砂卵砾石层:灰色,主要为粉细砂砂砾石,间夹少量贝壳碎片,夹淤泥质土厚度1.4～5.0m。
全风化细砂岩或花岗闪长石、细砂岩:土黄色细砂中厚层状构造,花岗闪长岩,土黄色夹灰黑色,结构清晰,全风化层中偶夹强风化碎块,层厚0～14m,顶板埋深8.2～26.0m,相应高程-2.26～-23.5m,标贯击数10～39击,平均20击。
××××××项目水泥粉喷桩技术参数
（配合招投标工作）
复合地基采用水泥粉喷桩加固方案。
加固后的复合地基承载力特征值120kPa。
复合地基的面积置换率估算为0.3。
实际加固后的复合地基承载力特征值应通过现场静载荷试验确定。
水泥粉喷桩桩径500mm，有效桩长5.00m。
粉喷桩成桩的桩身强度f cu≥2MPa，水泥土强度取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值。
建议采用水泥为标号425的新鲜普通硅酸盐水泥。
水泥掺量按f cu控制。
（招投标阶段可按喷灰量18%，②-1层淤泥质粉质粘土复喷7%考虑。
）
水泥土搅拌桩在桩顶与基础底面之间设200mm～300mm褥垫层。
褥垫层材料为中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径<20mm，夯填度≤0.9。
粉喷桩顶的处理示意图如下图所示。
××××设计研究院有限公司
20××年××月××日。
论珠海淤泥地区水闸粉喷桩基础处理摘要：粉喷桩地基处理方法具有施工工期短、无公害、施工过程无噪音、不排污、对相邻建筑物无不利影响等优点，在地基处理中得到了广泛的应用。
为此，本文就粉喷桩在淤泥地区水闸地基处理进行了分析。
关键词：粉喷桩；淤泥地区水闸；基础处理Abstract: the pile foundation treatment method has the construction period is short, pollution-free, construction process no noise, not pollution emission, no adverse effect of adjacent building etc, and in foundation treatment in a wide range of applications. Therefore, this paper pile in the silt area locks foundation treatment is analyzed.Keywords: pile; Silt area locks; Foundation treatment1．粉喷桩在地基处理中的应用1.1粉喷桩概述粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩。
深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。
粉喷桩就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。
深层搅拌法具有施工工期短、无公害、施工过程无噪音、不排污、对相邻建筑物无不利影响等优点。
1.2适用范围1）适用土质。
粉喷桩最适合于加固各种成因的饱和软粘土，目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。
![[浅析粉喷桩复合地基在地基处理中的应用]粉喷桩复合地基承载力](https://img.taocdn.com/s1/m/80464a1f6294dd88d1d26b8f.png)
[浅析粉喷桩复合地基在地基处理中的应用]粉喷桩复合地基承载力摘要：笔者从事建筑行业多年,将结合下述一项工程施工的实例,对现在广泛应用的粉喷桩复合地基在地基处理中涉及到各项参数计算、具体施工工艺以及相关结构性能质量检测进行探讨,并从多角度作以简要的陈述。
关键词：粉喷桩复合地基地基处理地基承载力粉喷桩复合地基是最近今年新型的地基处理方法之一,其特点是造价低、施工速度快、无噪音、无污染等,也正是由于其独有的优势,目前粉喷桩复合地基在各类项目工程中正得到广泛的应用,并且具有良好的发展前景。
粉喷桩作为深层搅拌桩的一种,其使用优势就在于它对地基的含水量要求较高,并且借着压缩工期的推力,将股固化材料供给机内的水泥或者石灰,经过高压软管和搅拌抽,运送到附着搅拌叶片的喷嘴处用于后续使用。
粉喷桩对于一些软质地基,比如土质含水量高,土体空隙较大,压缩性强,由于土质的理化作用导致的渗透性低等地基具有良好的使用价值。
下面,笔者将结合一项工程实例对粉喷桩复合地基在地基处理中涉及的相关问题进行探析。
1、工程概况某商用住宅楼房,建筑高度6层,东西向长42米,南北向长13.8米,混凝土条形基础。
设计要求地基承载力特征值不小于130KPa。
地基埋深1.5m,基础宽度1.8m。
根据实地勘测得出该地区某深度范围内各土层性质,自上而下分别为:第①层,杂填土。
黄褐色,稍密——中密,湿。
含碎砖块、灰渣等杂物。
层厚1.0～2.0m。
第②层,粉土。
黄褐色,中密,湿——饱和,中等压缩性。
层厚4.8～5.0m。
第③层,粉质粘土。
灰褐色,软塑——可塑,湿。
偶见小姜石,夹粉土团块,中等压缩性。
层厚0.3～4.5m。
第③-1层:粉土。
灰褐色,中密,饱和。
本层呈透镜体状分布,中等偏低压缩性。
揭露层厚0.7～1.5m。
第④层,粘土。
灰褐色,软塑,湿。
偶见小姜石,中等压缩性。
层厚1.0～3.6m。
第⑤层,粘土。
灰黑色,可塑硬塑,湿,中等偏低压缩性。
层厚0.5～1.6m,第⑥层,粉土。
珠海地区粉喷桩复合地基的抗滑计算参数研究
摘要：粉喷桩复合地基在珠海市的海堤及河渠岸坡防护等软基处理中得到广泛应用，如何在保证安全的前提下又能尽量节省投资，客观合理的选取粉喷桩复合地基的抗滑计算参数指标，是其方案设计的重点和难点。
本文在结合珠海地区多年工程经验的基础上，通过不同方法对施工期工况下粉喷桩复合地基参数指标的计算结果进行对比分析，从而确定合理的参数取值方法。
关键词：粉喷桩复合地基抗滑计算参数
1、概述
广东省珠海市地处珠江入海口，广泛分布较为深厚的海相沉积淤泥和淤泥质软土。
由于淤泥（质）软土的工程特性表现为三高两低，即高含水量、高压缩性、高流变性、低强度、低渗透性，因此针对软土地基的加固处理是珠海市软基地区岸坡防护设计的重中之重。
而粉喷桩由于其设计和施工经验相对成熟、成本低，在珠海市水利工程的岸坡防护中得到广泛的应用。
如何在保证安全的前提下又能尽量节省投资，关键是客观合理的选取粉喷桩复合地基的物理力学参数指标，这一问题也一直困扰着广大设计工作者。
2、粉喷桩复合地基参数确定方法
粉喷桩是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。
因此在抗滑计算中，不能将桩体和桩间土剥离进行考虑，而应将桩体和桩间土一并纳为复合地基进行统一考虑。
目前粉喷桩复合地基参数的主要确定方法有以下几种：
2.1公式法
目前，工程设计中，通常依据《地基处理手册》或者《广东省海堤工程设计导则（试行）》（下称《导则》）中推荐的计算公式进行计算。
2.2反算法
反算法往往是利用工程的出险工况或拟定的临界稳定工况，对复合地基参数进行反算。
该方法主要是对公式法进行验证，具有很好的借鉴意义。
结合珠海地区地质情况及工程经验，岸坡稳定的控制工况一般为施工期，因此，本文中仅对施工期参数确定做重点研究。
3、工程实例
珠海市某实验渠段（渠道宽阔）主要设计参数为：渠坡顶标高为 3.0m，渠底标高约-1.5m，采用加筋挡土墙作为排洪渠的两岸岸墙；渠尾完建的跨渠建筑物的翼墙采用L型钢筋砼墙，墙顶标高4.4m，墙前渠底标高-0.5m，墙后填土标高3.7m。
两处基础处理均为采用干法（两喷四搅）施工的直径为50cm、间排距100cm的粉喷桩，喷粉量为60kg/m，桩长约15m（按穿透淤泥层进入下卧持力层1m控制）。
公式法确定复合地基抗滑计算参数
（1）地基处理手册推荐公式
（式1）
（式2）
式中：——复合地基的粘聚力，kPa；
——复合地基的内摩擦角；
——搅拌桩面积置换率；
和——分别为桩间土和桩体的粘聚力，kPa；
和——分别为桩间土和桩体的内摩擦角。
粉喷桩桩体力学研究资料显示[3]，当桩体无侧限抗压强度在0.3～4.0 Mpa 时，其粘聚力约为0.1～1.0 Mpa, 一般约为桩体无侧限抗压强度的（20～30）%。
其内摩擦角在20～30°之间。
本工程采用的直径50cm的搅拌桩（干法施工），桩长约15m，间排距100cm 的布置型式，其面积置换率m=0.196。
经检测桩体无侧限抗压强度值为1.2Mpa （90天龄期），假定桩体的强度指标在上述取值区间内呈线性分布，则按线性插值法求得桩体的粘聚力=0.32Mpa，桩体的内摩擦角=22.4°。
为了更合理的求得复合地基的等效强度指标，我们结合上述研究资料取值的下限，给桩体指标一个限定的取值区间，即=0.1～0.32Mpa，=20～22.4°。
桩间土（软土）的粘聚力=4.3kpa，内摩擦角=3.6°（根据地勘资料）。
将上述桩体和桩间土的强度指标代入式1、式2中计算得：
23.1～66.7kpa，7.0～7.5°
（2）《广东省海堤工程设计导则（试行）》推荐公式
（式3）
（式4）
式中：——复合地基的粘聚力，kPa；
——复合地基的内摩擦角；
——搅拌桩的面积置换率；
——搅拌桩桩身粘聚力，kPa；
——软土层粘聚力，kPa；
——搅拌桩桩身内摩擦角，取=20～24°，桩身强度高时取高值，否则取低值；
——软土层内摩擦角；
——搅拌桩的刚度，kN/m；
——桩周软土部分的刚度，kN/m；
——桩的沉降S1和桩周软土部分沉降S2之比，即，对填土，一般，可取=0.5，对刚性基础，则S1=S2，=1。
——与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块在标准养护条件下28天龄期的立方体抗压强度平均值，kPa;
——桩身强度折减系数，干法可取0.2～0.3;湿法可取0.25～0.33。
针对珠海地区的软基，取=0.5。
根据桩基检测资料=1.0MPa，其余参数取值均按规范给定的区间代入式3、式4中计算得：
c=17.2～24.0kPa, =16.0～19.1°
4、结论
（1）通过不同的方法确定的复合地基抗滑计算参数见表1。
由表1可以看出，若以反算成果作为标准参考值，两种公式法确定的参数的相对误差较大。
表1 不同确定方法的参数成果表
参数确定方法C（kPa）φ（°）
公式法地基处理手册公式23.1～66.7 7.0～7.5
导则推荐公式17.2～24.0 16.0～19.1
反算法反算工况1：渠岸出险断面16 10
反算工况2：翼墙临界稳定断面 20 15
（2）在粘聚力的确定计算中，采用地基处理手册中推荐的公式进行计算时，由于桩体粘聚力未有明确公式对参数进行界定，仅根据经验进行取值，容易导致较大的误差。
而《导则》推荐公式中明确了各参数的确定方法，计算结果值的区间较小，且计算所得成果与反算成果的误差在10%以内，具有较高的准确性。
（3）在内摩擦角的确定计算中，地基处理手册推荐的公式主要引入了面积置换率这一参数，具有普遍的应用意义，但未考虑成桩过程中一系列的物理化学反应对桩周土性质的改变，故结果偏小；而《导则》推荐公式中还引入了粉喷桩刚度因素，由于桩体刚度远大于桩周土强度，因此该公式中加强了桩体本身的阻滑作用，结果更接近实际情况。
根据翼墙反算成果来看，《导则》中计算公式所确定的参数是基本合理的。
由此可以基本断定，试验段岸坡失稳主要是受成桩质量的影响。
（4）综上所述，笔者结合珠海地区多年的海堤及岸坡防护工程的经验认为，对于软基处理设计，若采用粉喷桩复合地基处理方案，在进行复合地基抗滑计算参数的确定时，珠海地区采用《导则》中的推荐公式进行计算是比较合理的。
（5）由于粉喷桩的成桩质量受含水率、地层构造（是否含有砂层）、施工进度、施工工艺等多种因素的影响，且部分工程受施工进度的制约，往往在成桩后15天左右即开始填筑，此时桩体强度仅有28天龄期强度的70%～75%。
因此在设计中，笔者建议内摩擦角的取值可以以《地基处理手册》中推荐公式的计算结果为下限，以《导则》中推荐公式的计算结果为上限，根据含水率、地质等情况适当内插取值更为安全。
参考文献：
[1]《地基处理手册》。
北京：中国建筑工业出版社，2008
[2]《广东省海堤工程设计导则（试行）》。
2004
[3]《粉喷桩体的力学性质试验研究》。
科技创新导报，2008.NO03
[4]《建筑桩基技术规范》。
北京：中国建筑工业出版社，2008
[5]《基坑工程手册》。
北京：中国建筑工业出版社，2009
2.王海波，男，工程师，湖北省水利水电规划勘测设计院。
3.姜忠，男，高级工程师，湖北省水利水电规划勘测设计院。
