碎石桩与CFG桩组合地基处理中的可行性分析

林国凯

（广东省地质局第四地质大队，广东湛江524018）

碎石桩与CFG桩组合地基处理中的可行性分析

林国凯*

（广东省地质局第四地质大队，广东湛江524018）

组合型地基处理是指采用两种或两种以上类型地基处理方法进行地基处理，可达到比单一工法节省造价、缩短工期、提高地基承载力、减少复合地基的变形或消除地基液化、地基土湿陷性等问题，目前国内已进行了一些建筑物的地基处理，且取得了较好的社会效益和经济效益。

地基处理；振冲碎石桩；CFG桩

1 概述

目前国家提出向海洋要DDP的目标，填海造陆工程越来越大，推进深度越来越深，场地的工程特性越来越差，相反，对地基处理的要求不但没有降低甚至有所提高。特别对于石化工程，为了利用海上运输的便利，大多建造在沿海地区，尤其是石化仓储罐区，包括原油罐区、成品油罐区和化工品罐区等。本文通过一个沿海大型储运基地库区的地基处理实例，对具体实施效果进行分析、总结评价。

2 工程实例分析

某沿海大型储运基地库区占地面积230000m2，设计有原油罐区：12.5×104m3罐基础4个、柴油罐区：3× 104m3罐基础10个，1×104m3罐基础1个、柴油罐区：3× 104m3罐基础2个，2×104m3罐基础1个，1×104m3罐基础2个；7000m3罐基础1个，5000m3罐基础3个，3000m3罐基础1个，2000m3罐基础1个；消防设施：5000m3罐基础2个；中心控制室等建构筑物复合地基承载力要求不小于280kPa，地基有效处理深度不小于12.0m。

3 地层条件

某沿海大型储运基地库区为填土地基，根据该场地岩土工程勘察报告，地层自上而下综述如下：

（1）场区原始地貌为内海漫滩海相沉积地貌，在勘察前经人工吹填整平，地形平坦，场地标高约为一般4.73～7.23m，相对高差约2.5m。

（2）场区下部为第四系下更新统海陆相交互沉积层，岩性主要为粘性土及砂层呈互层状产出，厚度大，根据区域地质资料，该层厚度大于200m

（3）地层分布。该工程位于广东省湛江市沿海地区，地下水丰富，根据钻探资料，场地的地质条件可划分为7个地质层。

①吹填土：褐黄、灰黄色,松散,主要由中、粗砂组成，含少量贝壳及淤泥。层厚3.20～6.80m，层顶埋深0.00m，具强透水性。

②淤泥质粉质粘土：灰、灰黑、灰黄色，饱和，流塑。质纯。岩性不均匀，微臭，高强度中等，韧性中等，光滑，无摇振析水反应，局部相变为淤泥、淤泥质细砂等。该层在场地内分布连续，层厚3.70～8.60m,层顶高程-0.97～5.49m。渗透系数1.54×10-5cm/s。

③粉质粘土：杂色，可塑。以粉粘粒为主，局部含较多砂粒；层顶局部见1～5cm铁质硬层。该层各孔均有分布。层厚0.50～7.50m,,层顶高程-7.40～1.07m。

④中砂:浅黄、灰黄、灰白等色，饱和，稍密—中密。局部为粗砂。该层在场地内分布不连续,部分孔位缺失。层厚0.50～8.80m,层顶高程-7.24～3.02m。

⑤粘土：灰色，可塑。质纯。呈水平薄层状。层顶见1～3cm铁质硬层。常包含透镜体状中、粗砂。场地均有分布。层厚8.75～34.2m,层顶高程-17.40～-1.34m。

⑥中、粗砂:灰、灰白色，饱和，中密—密实。含较多细粒土。夹薄层状粘土。局部为细砂。该层分布不连续，局部孔位缺失或未揭露。层厚0.70～16.30m,层顶高程-40.74～-23.75m。

⑦粘土、粉质粘土：灰、灰白、浅红、灰黄等杂色，灰色者一般呈可塑状，灰白、浅红色者一般呈硬塑—坚硬状。质较纯。局部包含透镜体状中、粗砂。该层分布不连续，大部分孔位揭露。层厚为1.70～18.00m,层顶埋深37.00～50.80m,层顶高程-44.45～-31.32m。

4 地基处理方案选取

本工程填土厚度3.20～6.80m之间，其下淤泥质粉质粘土厚度3.70～8.60m，局部分布中砂层厚度0.50～8.80m，由于油罐是大面积荷载，应力扩散有限且沉降要求很高，要达到设计要求，地基处理深度必须穿过淤泥质粉质粘土层。考虑采用碎石桩挤密桩间土，能消除地基土液化，考虑碎石桩的渗水性强，加速了地基土的固结，采用CFG桩不仅增加了对碎石桩的侧限约束，减少了散体桩顶部的压胀变形，而且提高了复合地基的承载力，减少了复合地基的变形，及对比强夯法、预压法、桩基础等方法施工工期、费用及场地地质条件等，最终决定采用碎石桩与CFG桩组合处理地基的方法。

5 地基处理设计

为了确保设计地基处理的可行性和安全性，满足设计承载力及压缩性的要求，在场地内进行试桩试验，选取2个区域进行试验，本次试桩，每区域布置碎石桩21根，CFG桩24根，碎石桩施工，桩长13.20m，桩径1000mm，桩距1.5m，施工完成后，接着施工CFG桩，采用螺旋钻成孔混凝土灌注，设计桩长23m，桩径400mm。垫层选用碎石垫层厚度700mm。设计图纸见图1。

图1 桩布置图（单位：mm）

6 施工工艺

（1）碎石桩。采用ZCQ-75型振冲器、起重机械、水泵等设备，施工顺序采用“一边向另一边”的方式。先采用沿直线逐点进行。填料方式采用“间断填料方式”，当振冲器贯入至设计孔深后，即将振冲器提出孔外，往孔内倒入约800mm高的填料，然后下降振冲器使填料振实，每次加料都这样做，直至桩体完成。质量控制采用如下2种方法：①电流控制法，控制标准为振冲器空载电流加25～30A；②综合指标法，控制标准包括振冲器空载电流加25～30A和充盈系数。本次是试桩，目的是获取施工质量控制参数及确定施工技术参数：

（2）CFG桩。本工程采用长螺旋钻成孔，管内泵压混合料灌注成桩法，CFG桩体强度等级C15，42.5R普通硅酸盐水泥，Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。施工设备长螺旋钻机型号CFG25，成孔直径400mm，钻探深度25m，主机功率55×2kW，主机钻速21r/min。混凝土泵。桩的施工顺序采用“一边向另一边”的方式。施工中控制提升速度，防止提升速度过快可能导致的缩径断桩，并对每根桩成桩时间、投料量、桩长、发生的特殊情况等进行真实、详细的记录。

7 地基检测

施工结束28d后，采用复合地基静载荷试验对复合地基处理后的效果进行检测，检测结果见表1。

表1 各荷载试验检测点最大加载及地基承载力取值

碎石桩桩身采用120型超重型动探进行检测，最大试验深度3.8m（由于动探无法进尺停止试验），试验最小值20击，最大值29击，平均值24.2击。

从检测结果看，地基处理加固效果显著，处理后地基沉降明显减小，沉降得到有效地控制，能够满足设计要求。

8 结语

振冲碎石桩和CFG桩都是地基处理有效的处理方法，2种方法结合起来对沉降要求高的工程进行处理，使地基承载力及变形得到明显的改善，并在施工完成后采用适当的的方法进行检测，其结果能满足要求。

该方法处理地基与其他加固法比较，施工简单、加固期短，可因地制宜，就地取材，费用较低，因此，振冲法碎石桩结合CFG桩是一种适合处理沿海地区软基的快速加固地基的方法。

[1]工程地质手册[M].4版.中国建筑工业出版社，2007.

[2]龚晓南.地基处理手册[M].中国建筑工业出版社，2008.

[3]JGJ79-2012建筑地基处理技术规范[S].中国建筑工业出版社，2012.

TU473

A

1004-5716(2015)03-0007-03

2014-04-01

林国凯（1982-），男（汉族），广东湛江人，工程师，现从事岩土工程勘察、设计及施工工作。