石燦峰，王林強(qiáng)，孔凡林，劉銳

(1重慶隆鑫隆駿房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，重慶400023；2重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶400016；3四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司重慶分公司，重慶400058)

低能級(jí)強(qiáng)夯結(jié)合高壓旋噴注漿處理高填方住宅地基

石燦峰1，王林強(qiáng)1，孔凡林2，劉銳3

(1重慶隆鑫隆駿房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，重慶400023；2重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶400016；3四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司重慶分公司，重慶400058)

新建小高層住宅項(xiàng)目在臨近已有房屋的情況下，采用高能級(jí)強(qiáng)夯處理高填方地基易對(duì)已有建筑物產(chǎn)生不利影響，此時(shí)采用低能級(jí)強(qiáng)夯結(jié)合高壓旋噴注漿經(jīng)項(xiàng)目檢驗(yàn)是解決此類問(wèn)題的可行性方案。經(jīng)處理后的地基承載力、變形模量等參數(shù)均可滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)成倍優(yōu)于灌注樁方案。

強(qiáng)夯；高壓旋噴注漿；小高層住宅；高填方；地基處理

1 工程概況

某小高層住宅項(xiàng)目位于重慶市渝北區(qū)，由A、B、C、D四個(gè)地塊組成，其中A地塊占地面積22.2萬(wàn)m2，已分期實(shí)施1.1&1.2期合計(jì)16.1萬(wàn)m2，尚余6.1萬(wàn)m2土地待建。該尾期工程編號(hào)為1.3&1.4期，共由13棟8～11層住宅及地下車庫(kù)組成，其中8棟住宅樓及大部分地下車庫(kù)均坐落于高填方回填區(qū)域，最大回填達(dá)52m，該地基情況較為極端。

原地基處理設(shè)計(jì)擬對(duì)A地塊全項(xiàng)目采用高低能級(jí)組合強(qiáng)夯方案并統(tǒng)一實(shí)施，但因全地塊分期實(shí)施，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)未予統(tǒng)籌考慮以致后續(xù)開發(fā)的1.3&1.4期地基并未夯實(shí)處理，現(xiàn)該期工程與已交付的1.1&1.2期房屋安全距離較小，在此情況下若仍沿襲原設(shè)計(jì)將帶來(lái)若干項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

2 地質(zhì)情況

2.1 地形地貌

擬建場(chǎng)地屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，區(qū)內(nèi)大部分已經(jīng)人工改造挖填整平，場(chǎng)地北高南低，地面高程287～311m，相對(duì)高差約24m。

2.2 水文地質(zhì)

場(chǎng)地丘包和斜坡地段地勢(shì)高，地表水易于排泄，溝槽地帶成為地表水的匯集場(chǎng)所。

2.3 地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)鉆探揭示及地質(zhì)調(diào)查，場(chǎng)地內(nèi)主要巖土層為第四系全新統(tǒng)人工填土層、殘坡積土，下伏侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖、砂巖。分述如下。

（1）素填土（Q4ml）：場(chǎng)地內(nèi)填土分期堆填，全場(chǎng)地填土粒徑多在100～700mm之間，部分粒徑可達(dá)1000～2000mm，開挖顯示填土內(nèi)部性狀見圖1。

圖1 開挖后顯示素填土內(nèi)部性狀

回填土經(jīng)10～25年內(nèi)部自重固結(jié)及外部應(yīng)力作用，密實(shí)度較好。根據(jù)鉆探揭露并結(jié)合觸探、剪切波及瑞雷波測(cè)試：表層填土松散-稍密，隨著深度的增加，深層填土稍密-中密；20m深度以下的填土性狀更緊密，多呈中密-密實(shí)狀。

（2）粉質(zhì)粘土（Q4el+dl）：僅在局部原始溝心鉆孔中揭露，厚度0～4.60m，一般小于1m。

（3）泥巖（J2s-Ms）：泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部含灰綠色砂質(zhì)團(tuán)斑、條帶，局部變相為砂巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚0.20～3.00m，主要分布為場(chǎng)地東部。

（4）砂巖（J2s-Ss）：鉆孔范圍內(nèi)與泥巖、砂巖互層狀產(chǎn)出或呈夾層狀、透鏡體，強(qiáng)風(fēng)化層厚0.30～1.80m，主要分布于場(chǎng)地西部。

2.4 持力層

根據(jù)鉆探揭露以及實(shí)地調(diào)查，回填前填料未經(jīng)顆粒分選，骨架顆粒的粒徑和含量都較高，均勻性差，填土內(nèi)部空隙較大結(jié)構(gòu)松散-稍密，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011第6.3.4條，現(xiàn)有填土不能直接作建筑基礎(chǔ)持力層。

3 地基處理方案

地基承載力設(shè)計(jì)要求：8棟住宅樓基礎(chǔ)下須不小于220kPa，車庫(kù)基礎(chǔ)下須不小于200kPa，壓縮模量均須不小于15MPa，基準(zhǔn)機(jī)床系數(shù)須不小于2.0×104kN/m3。

項(xiàng)目回填區(qū)域天然地基不能滿足上述地基承載力和變形模量要求，且填土內(nèi)部孔隙較大，出現(xiàn)局部沉降變形的風(fēng)險(xiǎn)較大，須綜合項(xiàng)目情況考慮地基處理措施。結(jié)合已交付的1.1&1.2期工程經(jīng)驗(yàn)，該期填土地基的加固深度要求須不小于10m。

3.1 方案1：高低能級(jí)組合強(qiáng)夯

為了滿足地基加固深度不小于10m，原設(shè)計(jì)使用高能級(jí)強(qiáng)夯（夯擊能8000kN·m）進(jìn)行點(diǎn)夯作為第一遍工序，另組合三遍低能級(jí)強(qiáng)夯以保證加固效果和造價(jià)合理性，其中第二遍、第三遍均使用能級(jí)降低的點(diǎn)夯（夯擊能4000kN·m），第四遍采用能級(jí)更低的滿夯（夯擊能1200kN·m）。該方案經(jīng)濟(jì)、高效，單位投影面積造價(jià)約70元/m2，如圖2。

圖2 高低能組合夯擊能夯點(diǎn)平面布置圖

已交付的1.1&1.2期應(yīng)用上述方案經(jīng)處理后檢測(cè)顯示：承載力、變形模量等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到要求，房屋沉降監(jiān)測(cè)顯示沉降變形均符合規(guī)范要求。

現(xiàn)1.3&1.4期工程與已交付的1.1&1.2期安全距離較近(最近約20m)，所使用的高能強(qiáng)夯易使鄰近住宅裝修面層產(chǎn)生開裂風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)而引起維權(quán)影響全項(xiàng)目發(fā)展，挖隔震溝等施工技術(shù)措施尚不能完全規(guī)避上述風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 方案2：灌注樁

直接將上部結(jié)構(gòu)荷載通過(guò)基礎(chǔ)和剛性灌注樁穿越深厚填土和較淺的粉質(zhì)粘土層，傳遞至穩(wěn)定泥巖（J2s-Ms）或砂巖（J2s-Ss）。

根據(jù)地質(zhì)詳勘報(bào)告顯示：場(chǎng)地巖石地形走勢(shì)呈溝槽狀，最深處樁長(zhǎng)超過(guò)50m。根據(jù)常用的成樁工藝經(jīng)驗(yàn)，擬對(duì)20m以上長(zhǎng)度樁考慮采用長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁或機(jī)械旋挖成孔灌注樁，對(duì)20m以下長(zhǎng)度樁可論證后采用人工挖孔灌注樁。根據(jù)已實(shí)施的1.1&1.2期工程經(jīng)驗(yàn)：由于填土塊石較多內(nèi)部孔隙較大，灌注樁漏漿的情況極為突出，為避免漏漿擬設(shè)置鋼套筒作為成樁措施，此項(xiàng)增加較大費(fèi)用。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)：1.3&1.4期的8棟住宅樓須共計(jì)使用灌注樁18541m (機(jī)械成孔樁須配鋼套筒作成樁措施)，該部分造價(jià)投影至單位面積約為2069元/m2,為方案1造價(jià)的29.6倍，其施工成樁工期亦較長(zhǎng)。

3.3 方案3：低能級(jí)強(qiáng)夯結(jié)合高壓旋噴注漿

低能級(jí)強(qiáng)夯作為旋噴注漿的前處理措施，以擠密填內(nèi)部孔隙較大，點(diǎn)夯夯擊能為4000kN·m，夯點(diǎn)間距6m的正方形布置，兩遍點(diǎn)夯一遍滿夯，滿夯夯擊能為1200kN·m。

完成低能級(jí)強(qiáng)夯后，采用雙管法旋噴高壓注漿法對(duì)基底以下1～11m共10m范圍的土層進(jìn)行加固，最終形成復(fù)合地基，使旋噴樁和樁間土共同承擔(dān)上部荷載。旋噴樁樁徑擬采用0.8m，樁長(zhǎng)10m，樁間距為2m（實(shí)驗(yàn)區(qū)A2棟住宅樓為1.5m），其中住宅樓區(qū)域?yàn)槿切蚊坊罨蛘叫尾贾茫噹?kù)區(qū)域?yàn)檎叫尾贾?，設(shè)置范圍為建筑最外排基礎(chǔ)外延一排樁形成的輪廓內(nèi)，如圖3所示。

圖3 A2棟住宅高壓旋噴注漿平面布置圖

該方案須采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)與復(fù)合地基之間設(shè)置變形協(xié)調(diào)過(guò)渡層（換填加筋土墊層）：擬采用砂夾石換填墊層（碎石70%，中砂30%），碎石最大粒徑不大于50mm，內(nèi)設(shè)二層土工格柵進(jìn)行加筋。土工格柵雙向強(qiáng)度不低于80kN/m，鋪設(shè)范圍為建筑基礎(chǔ)邊緣外延0.5～1m形成的輪廓內(nèi)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)：1.3&1.4期的8棟住宅樓采用方案3的單位面積投影造價(jià)約為960元/m2,不到方案2單位造價(jià)的一半。綜合地下車庫(kù)部分及全地塊方案3的單位面積投影造價(jià)約為800元/m2,全場(chǎng)地預(yù)估比方案2節(jié)約造價(jià)約2500萬(wàn)元。

4 地基處理設(shè)計(jì)

旋噴注漿復(fù)合地基承載力確定方式按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012[1]公式7.1.5-2確定：

對(duì)于新型“被XX”結(jié)構(gòu)中“被”的歸屬問(wèn)題各家說(shuō)法不一，主要有助詞/助動(dòng)詞說(shuō)、否定標(biāo)記說(shuō)、類詞綴說(shuō)、副詞說(shuō)。除副詞說(shuō)認(rèn)為“被”是實(shí)詞外，其他幾種說(shuō)法都認(rèn)為“被”是虛化程度較高的成分。

fspk=λmRa/Ap+β（1-m）fsk

fspk-復(fù)合地基承載力特征值（kPa）；

m-面積置換率，邊長(zhǎng)2m等邊三角形布樁，de=1.05s=2.1m，m=(d/de)2=0.145；

Ra-單樁豎向承載力特征值（kN），預(yù)估水泥土單軸抗壓強(qiáng)度為5.0MPa＞4λRa/Ap=4.8MPa滿足要求；

β-樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)；

Ra=upqsili+αpqpAp=2.512m×20kPa×10m+200kPa×0.5m2= 502kN+100kN=602kN。

說(shuō)明：樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值按稍密粉砂取40kPa

Ra/Ap=1.2MPa；

λ-單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，按重慶本地經(jīng)驗(yàn)取1.0；

β-樁間土承載力折減系數(shù)，按重慶本地經(jīng)驗(yàn)取0.5；

fsk-處理后樁間土承載力特征值（kPa）,按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012第7.1.5條取天然地基承載力特征值160kPa；

fspk=1.0×0.145×1200kPa+0.5×(1-0.145)×160kPa=242kPa＞220kPa（滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求）；

旋噴樁復(fù)合地基壓縮模量按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011第7.2.12條確定：

Esp=ξEs

ξ=fspk/fak

Esp=(242kPa/160kPa)×13MPa=19.6MPa＞15MPa

滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

5 旋噴注漿施工

施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置等情況，復(fù)核高壓噴射注漿的設(shè)計(jì)孔位。高壓旋噴注樁的施工參數(shù)：采用雙管法的高壓水泥漿壓力大于20MPa，流量大于30L/min，氣流壓力0.7MPa[2-3]，提升速度為0.1～0.2m/min，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可在該范圍內(nèi)作相應(yīng)調(diào)整。高壓噴射注漿采用強(qiáng)度等級(jí)為P.O. 32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，根據(jù)需要可加入適量的外加劑及摻合料。外加劑和摻合料的用量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。水泥漿液的水灰比為1.0。噴射孔與高壓注漿泵的距離小于50m。鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50 mm[3]。垂直度偏差不大于1%。實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及巖土工程勘察報(bào)告不符等情況均應(yīng)詳細(xì)記錄。當(dāng)噴射注漿管貫入土中，噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，即可噴射注漿。在噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后，隨即按旋噴的工藝要求提升噴射管，由下而上旋轉(zhuǎn)噴射注漿。噴射管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。在高壓噴射注漿過(guò)程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或冒漿異常時(shí)，應(yīng)查明原因并及時(shí)采取措施。高壓噴射注漿完畢應(yīng)迅速拔出噴射管。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂高程，必要時(shí)可在原孔位采用冒漿回灌或第二次注漿等措施。施工中應(yīng)做好泥漿處理，及時(shí)將泥漿運(yùn)出。

6 地基處理檢測(cè)

地基處理相關(guān)檢測(cè)內(nèi)容執(zhí)行重慶市《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》DBJ50/T-136-2012[4]和《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012[1]相關(guān)要求，其中旋噴樁復(fù)合地基承載力、壓縮模量、基準(zhǔn)機(jī)床系數(shù)檢測(cè)：采用復(fù)合地基淺層平板荷載試驗(yàn)，檢測(cè)數(shù)量為38個(gè)點(diǎn)，其中住宅樓26個(gè)（其中包含A2棟試驗(yàn)區(qū)3個(gè)點(diǎn)），其它區(qū)域12個(gè)。旋噴樁樁體質(zhì)量及樁長(zhǎng)檢測(cè)：采用鉆芯法檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量為80個(gè)點(diǎn)，其中住宅樓40個(gè)，其它區(qū)域40個(gè)。旋噴樁頂褥墊層實(shí)度檢測(cè)：采用大體積干密度法，檢測(cè)數(shù)量為180個(gè)點(diǎn)，檢驗(yàn)應(yīng)分層進(jìn)行，其中8棟住宅樓褥墊層厚度1m，其它區(qū)域基礎(chǔ)下褥墊層厚度0.3m。

現(xiàn)已施工完成的A1、A2棟住宅樓及鄰近車庫(kù)經(jīng)處理后地基經(jīng)檢測(cè)上述相關(guān)技術(shù)參數(shù)均滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所提要求，且目前監(jiān)測(cè)到的最大總沉降位移值均小于20mm，可見沉降量尚偏于安全。

7 結(jié)語(yǔ)

低能級(jí)強(qiáng)夯結(jié)合高壓旋噴注漿技術(shù)可有效解決塊石高填方素地基上的地基處理問(wèn)題，所達(dá)到的強(qiáng)度能為小高層、車庫(kù)及別墅等較低樓層項(xiàng)目提供滿足要求的地基承載能力及變形模量，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相比灌注樁優(yōu)勢(shì)較為明顯，相對(duì)于高能級(jí)強(qiáng)夯不會(huì)造成較大程度的擾民及引發(fā)臨近樓宇裝飾面層開裂。低能級(jí)強(qiáng)夯結(jié)合高壓旋噴注漿技術(shù)施工工藝成熟，可以達(dá)到較好的處理效果。

低能級(jí)強(qiáng)夯結(jié)合高壓旋噴注漿處理后復(fù)合地基在建筑主體結(jié)構(gòu)施工期間和竣工以后2年內(nèi)均應(yīng)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，變形監(jiān)測(cè)須滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求。

[1]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]陳榮別.高壓噴射注漿法在高層建筑地基處理中的應(yīng)用[J].福建建設(shè)科技,2005（6）：7.

[3]余宇，向仍勇.強(qiáng)夯與注漿結(jié)合在山區(qū)高填方工程地基中的應(yīng)用[J].建筑節(jié)能,2016（3）：135.

[4]重慶市建筑科學(xué)研究院.DBJ50/T-136-2012建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].重慶：重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)，2012.

責(zé)任編輯:孫蘇,李紅

Application of Combined Technique of Low-energy Dynamic Compaction and High Pressure Jet Grouting in Ground Treatment of High Embankment Residence

For newly-built medium high-rise residence adjacent to some existing buildings,high-energy dynamic compaction would easily damage the existing buildings,so low-energy dynamic compaction and high pressure jet grouting would be a feasible solution.The parameters like bearing capacity and deformation modulus can meet the design requirements of the superstructure after treatment,and the economic index greatly outshines other solutions.

dynamic compaction;high pressure jet grouting;medium high-rise building;high embankment;ground treatment

TU473

A

1671-9107（2017）09-0043-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.09.043

2017-04-11

石燦峰(1981-)，男，重慶人，研究生，工程師，主要從事巖土、結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)及管理工作。