摘要:粉喷桩,即粉体喷射深层搅拌法,是20世纪60年代由瑞典和日本分别提出的,80年代初引入我国的软土地基深层加固技术,它通过水泥等粉体固化剂与软土发生物理化学反应,形成具有一定强度的水泥桩体复合地基。本文就粉喷桩符合地基基础在房建工程中的应用进行详细分析,以供参考。
引言
近年来,粉喷桩以其与传统软基处理方法相比所呈现的优势,在建筑工程施工中得到越来越多的应用。因此,对粉喷桩技术的加固机理和施工技术进行分析和研究,对施工过程的人、机、料、法、环及其关键工序进行控制,有助于全面指导建筑工程施工,确保工程质量和安全,使建筑工程获得更好的经济效益和社会效益。
一、粉喷桩的概念及优点:
(一)、粉喷桩概念
粉喷桩即粉体喷射搅拌桩,采用深层搅拌法。深层搅拌法使用的固化剂主要材料为石灰、水泥等,就地用特定的搅拌机械将软土与粉体或液体固化剂强制搅拌,利用二者之间的物理、化学反应,使软土硬化并且达到一定强度,形成整体性和水稳性都较好的优良地基。粉喷桩所采用的是粉状固化剂。粉喷桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土,以及无流动地下水的饱和砂土等地基,通过水泥土搅拌形成的水泥土加固体,提高砂土地基土内聚力和内摩擦角,消除砂土地基液化的影响。具有以下优点:
(二)、粉喷桩的优点
1、成本低
与钢筋混凝土灌注桩进行经济效果对比分析发现,它的成本可降低左右;与钢筋混凝土按基相比,其成本可降低左右;与灰土垫层地基相比,其成本可降低左右。
2、工期短
粉喷桩施工机械化程序较高,每小时可以成桩三根,省时省工,作业效率高。与灰土垫层地基处理方式相比,它可以缩短工期左右;与钢筋混凝土搜基相比,它可以缩短约工期。
3、作业占用场地面积小
粉喷桩施工现场整洁,不像灌注桩在施工时需要在现场大量堆置砂、石,也无需进行大面积土方开挖。
二、粉喷桩复合地基的承载力计算
(一)、单枯承载力计算
桩长、桩身强度以及桩端土和桩间土的性质,都会影响粉喷桩的单桩承载力,其竖向承载力标准值的计算可以按照以下方法,并取较小值。
式中:
fcu一与搅拌桩桩身水泥配合比一样的室内立方体试块(边长70.7的)90天龄期的抗压强度平均值;
η—桩身强度折减系数;
up一桩周边长(m);
Ap一桩的横截面积(m2);
ιpi—桩长范围内第i层土的厚度;
qp一桩端天然地基土的承载力特征值;
qsi—桩周第i层土的侧阻力特征值(KPa);
α—桩端端阻力发挥系数,可取0.4-0.6,桩端土层越硬,其值越大。
(二)、复合地基承载力计算
粉喷桩复合地基的承载力数值应根据现场试验来确定,试验前可采用如下公式计算:
式中:
λ一单桩承载力发挥系数,取值在0.8-1.0之间;
fspk一复合地基承载力特征值;
Ra—单桩竖向承载力特征值;
Ap一桩横截面积;
m一面积置换率;
β—桩间土承载力发挥系数;
fsk一处理后桩间土承载力特征值。
三、粉喷被复合地基的沉降计算
关于复合地基沉降的计算方法有很多,在诸多方法当中,大家一致认同的方法是:当上部荷载施加在粉喷桩复合地基上,其引起的竖向沉降由桩土复合层本身的压缩变形和复合层以下土体的沉降量两部分组成,这两部分之和就是复合地基的总沉降量。
式中:
Esp—桩土复合地基模量;
Ep—桩身压缩模量;
Es——桩间土的压缩模量(可用天然地基土模量)。
五、施工质量控制措施
(一)、施工人员的控制措施
施工前应做好技术交底,建立健全粉喷桩质量保证体系。机械设备操作人员应经过相应的岗前技术培训,持证上岗,严禁无证人员上岗;坚持没有质量旁站人员不施工的原则。
(二)、机械设备的控制措施
工程钻机、空气压缩机以及计量设备等应具备优良的可靠性和配套性,具有质量检验合格证书和计量器具检验证书,并处于检定期内;由于钻头叶片的形状、数量、宽度等直接影响钻机下沉速度,尤其会改变从淤泥软土中钻进时的出土状况,应对钻头定期进行检查,
结束语
通过对采用粉喷桩复合地基基础在房建工程中的实践验证,加固软土地基效果显著,可节省工程费用。为此,粉喷桩加固浅基软土地基方法在城市房建施工中是可行的,是值得推广应用的新方法。
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