高压旋喷桩处理软弱夹层土地基及成桩质量检验方法的研究

    朱敏

    

    

    

    摘 要：针对硬土中夹有软弱土这一特殊工程地质条件，对高压旋喷桩加固处理软弱夹层土地基进行了探讨。依托某住宅小区地基加固项目进行了高压旋喷桩的室内配合比试验和现场试验，采用静力触探试验检验旋喷桩成桩质量，并通过钻孔取芯试验进行对比验证。

    关键词：地基处理;高压旋喷桩;软弱夹层土;静力触探

    文章编号：2095-4085（2020）04-0086-03

    20世纪80年代，高压旋喷法逐步在国内工程中被采用，出现了高压单管、双重管、三重管等多种旋喷施工。这些方法使高压旋喷技术在工程应用领域越来越广泛地被推广使用[1]。关于软弱土地基的加固处理国内外学者及工程技术研究人员做了许多工作，提出了采用高压旋喷桩对软弱地基进行加固处理[2，3]。根据建筑地基处理技术规范，旋喷桩可根据工程要求和当地经验采用开挖检查、钻孔取芯、标准贯入试验、动力触探试验和静载荷试验等方法进行质量检验，静力触探试验在有经验的情况下也可以应用[4]。本文就高压旋喷桩处理软弱夹层土地基及静力触探试验检验旋喷桩成桩效果进行分析探讨，从而为类似情况下的地基加固与加固质量检验提供参考。

    1 工程概况

    某住宅小区主要由高层及多层建筑组成，高层住宅为17层，多层住宅为6层，高层住宅区域普遍有一层地下车库。根据勘察资料，拟建场地属长江冲沉积区地貌单元，地基土自上而下分层沉积，土层性质较均匀，在上部硬土层中普遍分布有软弱夹层土。主要土层的物理力学性质指标见表1，土层分布情况见图1。

    根据地质剖面图揭示情况并结合土层物理力学参数，第③层粉质黏土层为软弱夹层土。拟建的17层高层住宅，第②层黏土层可满足作为持力层的要求，但软弱下卧层验算不满足规范要求，故需要对软弱夹层土第③层粉质黏土层进行加固处理。

    2 室内配合比试验

    （1）钻孔取土 钻机钻至软弱夹层土第③层粉质黏土顶部，采用91mm的厚壁取土器取土试样。

    （2）配合比试验 为分析水泥掺入比和龄期对水泥土性质的影响，将所取的原状土样、强度等级为42.5普通硅酸盐水泥按照水灰比1 ∶1、水泥掺入比分别为6.6%，9.6%，12.6%制样，在标准条件下分别养护7d，14d，28d作压缩试验。试验结果如表2所示。

    室内配合比试验结果表明，同一水灰比下，水泥土的强度主要取决于水泥掺入比，其压缩模量随着水泥掺入比的增大而增大。水泥土的压缩模量随着龄期的增长而增大，在龄期0d～7d范围内增加的速度较快，7d～28d范围内增加的速度较慢。

    3 旋喷桩的现场试验

    高压旋喷桩施工前，在本工程所处位置选择2个区域进行现场试验，两个试验区域分别命名为A试验区域、B试验区域，每个区域布置25根试验桩。本次试验采用二重管旋喷桩施工工艺，设计桩径为800mm，采用正三角形布桩、满堂加固。桩位平面布置图见图2。

    试验场地完成场地平整后，测量仪器进行放样，引孔设备就位后钻引孔深入软弱夹层土下部硬土层大于0.5m。旋喷设备将喷管下入孔内进行喷射，待浆液从孔底冒出地面或确保水泥浆液已到孔底，再旋转2～3圈，旋喷管开始自下而上提升，喷至桩顶标高时继续采用低压喷浆1 min～2min。旋喷结束后先停水，再停浆，并提出钻杆、清洗设备。高压旋喷桩加固剖面图见图3，旋喷桩施工参数见表3。

    4 静力触探

    高压旋喷成桩后7d，14d，28d时分别在A区域、B试验区域进行单桥静力触探试验， 每次试验时将一部分静力触探孔布置在桩中心处，一部分布置在桩周。静力触探试验经厚度加权统计分析结果见表4。

    根据表4中数据分析可知下情。

    （1） 软弱夹层土经高压旋喷桩加固处理后，加固层的比贯入阻力随龄期的增长而增大。加固层28d龄期时的比贯入阻力是未加固前原状土的2.8倍。

    （2）桩中心处的水泥土强度较高，明显高于距桩中心较远处的水泥土强度。

    5 钻孔取芯

    钻孔取芯试验是检验单孔固结体质量的常用方法，可检测桩的桩身强度、桩身完整性，以及是否已嵌入桩端持力层。本工程高压旋喷桩成桩28d后，在每个试验区域分别抽取5根桩进行钻孔取芯试验，用钻孔取芯的芯样分别进行压缩试验和直剪试验。试验结果见表5。

    通过与施工前室内配合比试验对比，可以看出现场试验的水泥土强度远小于室内配合比试验，约为室内配合比试验的0.57。与未进行加固的原状土对比，软弱夹层土加固处理后强度得到大幅提升。

    6 结 论

    本文结合某住宅小区工程实例，介绍了高压旋喷桩在软弱夹层土地基加固处理中的运用，通过室内配合比试验分析了龄期、水泥掺入比对水泥土强度的影响，高压旋喷桩进行现场试验后，采用单桥静力触探对成桩质量进行了检验，同时采用钻孔取芯法对静力触探检验成果进行验证，得出以下结论：

    （1）高压旋喷桩可应用于软弱夹层土的地基加固处理，软弱夹层土加固处理后强度得到大幅提升，可以满足设计要求。

    （2）室内配合比试验结果表明，同一水灰比下，水泥土的强度主要取决于水泥掺入比，其压缩模量随着水泥掺入比的增大而增大。通过与室内配合比试验对比，可以看出现场试验的水泥土强度远小于室内配合比试验，约为室内配合比试验的0.57，故进行高压旋喷桩设计时对室内水泥土的强度应考虑强度折减系数。

    （3）采用静力触探试验检验高压旋喷桩成桩质量效果较好，并通过钻孔抽芯试验进行了验证。

    （4）通过静力触探试验结果对比分析得出加固層的比贯入阻力随龄期的增长而增大且桩中心处的水泥土强度较高，明显高于距桩中心较远处的水泥土强度。

    参考文献：

    [1]牛虹.高压旋喷发的施工特性及设备[J].工业建筑，2002;32（10）：52-59.

    [2]刘倡冠，梁桂佐，李志斌.高压旋喷技术在软弱地基处理中的应用[J].探矿工程，2005;增刊：85-87.

    [3]钟岱辉，孙霞，岳占福.高压旋喷桩在斜坡软弱地基处理中的应用[J].山东建筑工程学院学报，2005;19（3）：94-98.

    [4]JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范[S].