复合载体夯扩桩地基处理技术在厂房施工中的应用

摘 要：介绍了复合载体夯扩桩地基处理技术，通过调研及论证，将在实际工程中收集大量的地基处理技术数据，对实际发生的现象加以分析，做到理论与实践结合。

关键词：复合载体夯；扩桩；地基处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.074

1 前言

陶阳煤矿洗煤厂主厂房的位置在矿工业广场内的煤厂西侧，位于原矸石山处，又是井下采场影响的范围内，对厂房基础提出了很高的要求，为此，解决基础的承载是首要问题。

2 地质勘探情况

该工程主厂房建筑面积187平方，主体为单层轻钢结构，高度达12米，设备众多，对基础要求较高。本工程地质勘探情况：

（1）本次勘察最大揭露深度为15.8米，地层结构单一，主要由杂填土、粉质粘土、粘土组成，自上而下共分三层，现分述如下：第一层：杂填土（Q4m1）：棕红色、褐色、灰褐色，松散，稍湿，主要有灰岩块石、煤矸石、灰岩碎石及粉质粘土组成。一般厚7.2-8.2米，平均厚7.74米，全区分布。第二层：粉质粘土（Q4n1）：灰褐色、灰黑色，可塑状态，很湿，土质均匀，切面较光滑，含少量石英、长石砾砂及姜石，见铁锰质结核，偶见云母碎片，结构均一，底界面砾砂、姜石含量增多，随深度增加粘质含量相应增多，干强度中等，韧性中等。一般厚1.1-3.2米，平均厚2.22米，全区分布。中等压缩性土。第三层：粘土（Q4a1）：褐色、褐黄色、棕黄色，可塑-硬塑，湿，含石英、长石砾砂，约占3-15%，含铁锰质结核，局部粘土混砂姜，含大量钙质姜石、砾砂，含量达35%，厚度不均一，砾砂分布不均匀，层状明显，局部夹中砂薄层，干强度高，韧性高。全区分布，未透。属中等偏低压缩性土。

（2）地质报告分析：第一层杂填土：全区分布，埋藏较深，工程性能差。第二层粉质粘土：全区分布，工程性能较好，为良好天然地基基础直接持力层。第三层粘土：全区分布，未透，工程性能好，为良好天然地基基础直接持力层或下卧持力层，为理想钻孔灌注桩的桩端持力层。

（3）勘探部门结论：场地地基土分布较规律，结构较单一，无不良地质现象，岩土工程性能较好。场地工程重要性等级三级，场地等级三级，地基等级三级。

3 方案设计与确定

根据地质勘察报告，基础设计方案有二。方案一：基础大开挖。因第一层土质为杂填土及回填土，这种土质不允许作为基础持力层，因此大开挖深度将达到7～8米。方案二：采用复合载体夯扩桩，上部再布置承台。

方案一施工面临的是开挖深度达7～8米，而矸石开挖很难，爆破开挖又由于矸石间有缝隙效果太差，常用挖土设备对于矸石又用不上，只能采用冲击松散后挖掘机倒运，工期约50余天，基础工程造价为45万元；第二个方案是采用复合载体夯扩桩进行基础处理，主要是通过填料、夯实使桩端下深3～5米约10平方米范围内的土体得到最优密实，实现设计的等效载体基础，使载体基础下地基土满足承载力和变形的要求，施工工期为15天，基础工程造价8万元。两个方案相比：第一方案施工难度大，工期较长，费用高；第二方案施工机具轻便且施工速度相对较快，工期短，符合洗煤厂的建筑要求，工程造价可大幅度节约。

通过两种方案的对比，确立了采用复合载体夯扩桩作为主要的承载构件的方案。

4 技术处理

根据现场情况及设备布置采用了钢筋混凝土桩基础，主要是设备基础与厂房框架基础，共23棵混凝土桩，以第三层粘土为钻孔灌注桩桩端持力层，桩长8米左右（桩径可根据建筑物荷载确定）。

5 具体施工步骤

用起吊架将夯锤吊至离地面3～5米处，然后夯锤自由落下，锤体自身的重量借助加速度，对土层进行夯击，每夯击一锤，紧跟着下护筒，使两侧的地方不出现塌方现象，直至夯至设计所要求的深度；往夯击出的孔内放填料——碎砖和地瓜石，然后用夯锤再进行夯击，直至夯至孔内底部的四周被填料充实挤压密实后方可停止夯击；预先绑好的钢筋笼放到孔内，然后浇灌混凝土，随浇灌随往上提护筒，并做施工记录；相邻两桩的位置要控制在1.6m以上，桩体施工完成后，按规范要求对桩头铺盖保护，并随时洒水进行养护。每棵桩从夯击到混凝土浇灌完成，平均需要耗时2小时。

6 桩基施工时的注意事项

岩土工程勘察应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的规定执行。当无类似地质条件下的成桩试验资料时，应要求施工前进行成桩试验，以确定施工参数。桩的间距不宜小于1.6～2.0m，持力层为粉土、砂土应取小值，含水量较高的粘性土应取大值。复合载体持力层相对被加固土层较软弱时，应满足承载力和变形要求。桩端被加固土层应为可塑到硬塑状态的粘土以及粉土、砂土、碎石土。被加固土层厚度不宜小于2m。当软塑状态的粘性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过载荷试验确定桩基的承载力稳定可靠时，也可作为桩端被加固土层。桩身构造应符合下列规定：桩身长度应由所选择的被加固土层埋深和承台底标高确定；桩身混凝土强度等级不得低于C20；主筋混凝土保护层厚度不应小于40mm；钢筋笼宜通长配筋；以三击贯入度控制夯扩体的投料量。桩距若过小，夯扩体扩充时产生的侧向挤土压力可能导致邻桩夯扩体偏移，当桩长较短且土层抗剪强度较低时，夯扩效应可能导致土体剪切滑裂面的形成，从而造成邻桩桩身上浮造成断桩或桩身与夯扩体脱离等事故。

7 结语

本项目通过调研及论证，将在实际工程中收集大量的地基处理技术数据，通过对实际发生的现象加以分析，使理论与实践结合起来，寻找出了一条地基基础处理的途径，为以后的改建工程，从技术上和经验上提供了依据。

作者简介：李文棵（1980-），男，山东肥城人，助理工程师，主要从事：土木工程技术研究工作。endprint