基于礫石樁處理飽和強、過鹽漬軟土地基的方法研究

代紅娟

（山東公路技師學(xué)院，山東 濟南 250104）

引言

察爾汗鹽湖地區(qū)鹽漬土含鹽量為8.21%～82.44%，屬于強—過氯鹽型鹽漬土。鉆探揭露主要以飽和軟黏土為主，呈流塑—可塑狀態(tài)，具有中等—高靈敏性。地下水較淺，水位為0.5～2 m，承壓鹵水深度在2～5 m 之間［1-2］。經(jīng)現(xiàn)場勘探，場區(qū)天然地基承載力一般為50～115 kPa，不滿足地基承載力的要求，需對天然地基進行處理。本地區(qū)成功進行地基處理的方法有砂石換填、拋石擠淤、預(yù)壓、沖擊碾壓、強夯、強夯置換、礫石樁等，由于鹽漬土腐蝕性較強，對水泥、混凝土、混凝土中鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)等具強腐蝕性，不宜采用水泥粉煤灰碎石樁、水泥土攪拌樁、水泥旋噴樁等不防腐材料樁，沉管樁、預(yù)制樁、鉆孔灌注樁在本地區(qū)未能解決防腐問題也遭淘汰［3］。鑒于經(jīng)濟、技術(shù)條件等因素綜合分析，可優(yōu)先考慮礫石樁進行地基處理［4］。

1 礫石樁處理鹽漬土地基

采用振動沉管礫石樁施工，施工工序可以按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79—2012）和《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T D31-02—2013）［5-6］，采用等邊三角形布樁，樁徑為0.5 m，樁間距為1.8 m，樁長為8 m，按樁體積計算投料為1.57 m3，設(shè)計投料量為2.04 m3（充盈系數(shù)取1.3）。

現(xiàn)場通過三次試樁，最終確定飽和軟黏性鹽漬土礫石樁施工工藝，按設(shè)計計算投料量為2.04 m3，實際投料量以試樁結(jié)果為準(zhǔn)，以盒為計量單位投料，每盒料為0.25 m3。

1.1 試樁方法一

將樁管振動沉入設(shè)計深度，從進料口泵入半管鹵水，從樁管上部灌入4 盒料，拔管；再拔管3～4 m時再灌入1 盒料，提振至7 m 時再灌入1 盒料，下料過程只拔管，不反插壓管，拔管至地面，礫石樁完成。投料總量1.50 m3。試樁問題：礫石料灌入量接近礫石樁體積，但實際灌入量與設(shè)計量相差26%，同時在施工時出現(xiàn)樁靴活瓣無法順利打開，需要通過人工和機械的配合才能打開。由表1 試驗結(jié)果表明，樁體密實度為稍密，單樁及復(fù)合地基承載力較低，也不滿足設(shè)計要求。

1.2 試樁方法二

將樁管振動沉入設(shè)計深度，從進料口泵入半管鹵水，從樁管上部灌入4 盒料，拔管；拔管至3～4 m時壓管反插1 m，通過檢測裝置或敲擊管壁確定管內(nèi)礫石位置，發(fā)現(xiàn)礫石料全部進入樁孔后，再灌入2盒料，提振至5 m 和7 m 時再進行2 次壓管反插1 m，再灌入2 盒料，拔管至地面，礫石樁完成。投料總量2.0 m3。試樁問題：礫石料灌入量超過礫石樁體積，提高了礫料灌入量，充盈系數(shù)達到1.27，同時通過人工和機械的配合可以將樁靴活瓣順利打開。由表1試驗結(jié)果表明，試樁樁體密實度達到中密，單樁及復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求，但通過現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，試樁要通過三次灌料、三次振動反插，礫石料還需要通過延長留振時間才能進入樁孔，成樁效率較低。

1.3 試樁方法三

將樁管振動沉入設(shè)計深度，從進料口泵入半管鹵水，從樁管上部灌入5 盒料，拔管，拔管過程中繼續(xù)加料3 盒，以料能順利進入樁孔為準(zhǔn)；分別在樁管底部、中部、管口距地面1 m 處各壓管反插1 m，拔管至地面，礫石樁完成。投料總量2.0 m3。通過現(xiàn)場試樁，礫石料能順利地進入樁孔內(nèi)，提高了成樁效率，縮短施工時間，由表1 試驗結(jié)果表明，試樁樁體密實度達到中密，單樁及復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求，試驗成功。

表1 試樁試驗結(jié)果

飽和強、過鹽漬軟土地基采用礫石樁處理時施工工藝可以參照試樁三方法進行，對其他情況的地基應(yīng)考慮地質(zhì)、水文、環(huán)境情況后合理使用，樁體材料的實際用量應(yīng)以試樁為準(zhǔn)［7］。

2 礫石樁綜合地基處理

礫石樁可以形成復(fù)合地基，是處理飽和軟黏性土的有效方法，但是礫石樁在施工中存在問題如樁體密實度小、易出現(xiàn)斷樁、樁孔周圍的軟黏土混入樁體中以及樁頂部0.5 m 內(nèi)樁體及樁間土松散等。優(yōu)化礫石樁施工方法，采用礫石樁組合施工方案。

2.1 土工布+礫石樁

土工布+礫石樁是把土工布將礫石樁包裹起來，形成裹體礫石樁，是針對鹽漬土的腐蝕性問題、成樁困難而形成的礫石樁改進型［8］，采用土工布袋包裹樁體可以限制樁體材料的側(cè)向移動，提高樁體的排水能力，對樁體的力學(xué)性能有利，成樁質(zhì)量較好［9］。

2.2 夯擊+礫石樁

為解決礫石樁成樁后樁間土、樁身密實度較小及復(fù)合地基承載力低的問題，在礫石樁成樁后，再次采用低夯擊能進行強夯處理或沖擊碾壓，強夯處理后既可以提高礫石樁樁身密實度，又提高樁間土的承載能力，既克服單次使用強夯法處理有效加固深度不足的問題，也可以提高因振動沉管施工造成的樁及樁間土表層松散的問題［10］。

2.3 墊層+礫石樁

礫石樁施工完成后，由振動作用致使表層土質(zhì)松軟，應(yīng)鋪設(shè)砂石墊層，鋪設(shè)厚度宜為0.3～0.5 m。墊層既可以形成水平的排水通道，起到水平排水作用，同時與礫石樁構(gòu)成水平與堅向連通性排水通道，有利于施工后加快土層固結(jié)；對于建筑物獨立基礎(chǔ)，砂石墊層可以起到應(yīng)力擴散作用，降低礫石樁和樁周圍土的附加應(yīng)力，減少樁體的側(cè)向變形，從而提高復(fù)合地基承載力，減少地基變形量。

2.4 注漿+礫石樁

在礫石樁成樁后樁頂以下0.5～1 m 范圍內(nèi)進行注漿，可解決礫石樁樁頂部松散的問題；在礫石樁頂部預(yù)設(shè)注漿管，采用無壓力注漿，水泥漿比為1 ∶1，至注漿管有返漿時即可停止注漿；也可在礫石樁完工后，通過鉆機鉆探或動力觸探試驗成孔，采用有壓力注漿，壓力一般為0.1～0.3 MPa，水漿比為1 ∶1?！白{+礫石樁”施工方法適用于建筑物密集的地基處理區(qū)。

3 礫石樁檢測效果評價

采用平板載荷試驗測試地基承載力，動力觸探試驗（N63.5）測試樁體密實度，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗檢測樁間土的密實度，測試結(jié)果見圖1、圖2。

圖1 地基載荷試驗P-s 曲線

圖2 樁體及樁間土密實度測試

（1）由圖1 可知：夯擊+礫石樁處理地基效果最佳，裹體礫石樁同礫石樁相比地基承載力提高幅度較大，其沉降量明顯低于礫石樁。（2）由圖2 可知：礫石樁、裹體礫石樁在表層由于受到施工的影響，地表以下0.5 m 長度內(nèi)密實度較小，可以采用“墊層+礫石樁”方法進行處理；裹體礫石樁同礫石樁相比，樁體強度有明顯提高。

4 結(jié)語

（1）通過現(xiàn)場工程分析及試樁，提出了適合本地區(qū)的飽和強—過鹽漬軟土地基礫石樁施工工藝，并經(jīng)檢測滿足施工要求。（2）采用礫石樁組合施工方案解決了礫石樁存在的質(zhì)量缺陷，可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況優(yōu)化采用礫石樁組合施工方法。