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对粉质粘土层建筑工程选用粉喷桩复合地基安全经济

烟台冰轮股份有限公司新建哈特福德压缩机厂房工程，长132m、宽69m，为轻钢结构单层工业厂房。共四跨，每跨设5T行车两台（中级工作制特种工程塑料能切走多少？）。本厂房工程建成投产后，经济效益十分可观，故工期要求非常紧；并且设备基础对不均匀沉降非常敏感，因此要求在满足规范要求的前提下，安全、快速地建成并投入使用显得非常重要。

厂房采用钢筋砼独立基础，设计基底标高为-1.90m。据勘察结果，场区浅层第四纪沉积层强度低、压缩性大，且第（3）层中砂为液化地层，天然地基不能满足设计强度及沉降方面的要求。根据本地区的施工经验和能力，可供选择的处理方式有：钢筋砼预制桩、CFG桩和粉喷桩。

1.工程地质概况

根据烟台市勘测设计研究院有限公司提供的岩土工程勘察报告，场区分布的主要土层及其基本特性如下：

（1）素填土：褐黄色。厚度0.80～2.20m。主要成分为中砂，混少量粘性土和建筑垃圾，局部见有块石。松散，不宜做天然地基持力层。

（2）粉土：褐黄色，厚度0.20～2.20m。含少量铁锰氧化物和云母碎片。虫孔、根孔发育，层顶有0.5～0.9m耕土，含大量植物根茎。饱和软塑，具有中等偏高压缩性。fk=100KPa,Es=4.10MPa。

（3）中砂：褐黄一浅灰黄色。厚度1.0～3.60m。中密，主要成分为长石、石英，偶含贝壳碎屑。分选、磨圆均较好。龙岩饱和，松散。fk=110KPa,Es=8.36MPa。

（4）淤泥质粉土：灰一灰黑色。厚度2.40～8.00m。含有少量有机质和海生贝壳碎片，偶见钙质结核。局部混粉细砂颗粒或薄夹层。振动析水明显，触变、流变性强。饱和，流塑，中等偏高压缩性。fk＝65KPa,Es=5.09MPa。

（4T）中砂：灰一浅灰色。厚度0.60～2.70m。成分为石英、长石，含贝壳碎片。分选性较差，磨圆度较好。饱和、稍密。fk=170KPa,Es=11.30MPa。

（5）粉质粘土：浅灰黄一褐黄色。厚度0.20～6.承插三通10m。含少量铁锰氧化物。饱和，可塑一软塑，中等压缩性。fk=120KPa,Es=3.90MPa。

（6）中粗砂：褐黄色。厚度0.40～2.20m。成分以石英主，分选性差，磨圆度较好。饱和，中密。fk=250KPa,Es=20.96MPa。

（7）粉质粘土：褐黄色。本次钻探揭露厚度为5.30m（未揭穿）。含铁锰氧化物，含砾碎石及透镜体。饱和，可塑一硬塑，中压缩性。fk=250KPa,Es=8.65MPa。

2.地基处理方案的选型与设计

钢筋砼预制桩的质量虽然有保证，但是制作及养护周期长，需二次搬运，造价高，而且吊桩、打桩周期长，施工噪音大，施工过程中存在较多安全隐患，因此预制桩方案首先被排除。再比较CFG和粉喷桩复合地其电阻箱方案，结合本工程项目的实际情况，选用工期更短、造价更低，更容易施工的粉喷桩复合地基方案，可以使厂房建筑工程达到安全经济的良好效果。

设计桩径d=51是圆弧同步齿轮带00mm，桩位按梅花形布置。桩中心距：纵向S1＝1000mm、横向S2＝1118mm，面积置换率m=d2/de2=20%（de－等效影响圆的直径）；有效桩长为9.0m，桩端普遍位于（5）粉质粘土层中。采用R32.5普通硅酸盐水泥，分两次喷搅。第一次沿桩身全长喷搅，喷灰量≮45Kg/m；第二次将桩顶以下5.1m长度范围内复打，复1%打时的喷灰量≮35Kg/m。设计复合地基承载力标准值fspk=135KPa，单桩竖向承载力标准值Ra=120KN。

桩基施工前，先开挖土方至-1700m。施工采用铁道部武汉工程机械研究所生产的PH-5A型粉喷桩机2台，施工孔深约为9.50m，共施工2858根，工期16天。然后按照设计要求截桩头至-2.200m，做300mm厚碎石垫层至设计基底标高-1.900m。

在桩基施工过程中，采取了两项安全措施：

（1）安全用电：施工机具采用一机一闸，可靠接地；配电箱设过载保护，金属箱体保护接零；

（2）专人监护：为防止出现人身和火灾事故，明文规定严格施工程序、严禁明火，并配备符合规定的消防器材，安排专人保管监护。

3.复合地基检测及沉降观测

粉喷桩复合地基施工完成后，委托烟台市建设工程质量检测站进行了静载试验检测。检测结果，九个检测点的粉喷桩复合地基极限承载力最小值大于302KPa，最大值大于338KPa；粉喷桩单桩极限承载力大于302KN，均满足设计要求。

本工程项目于2002年10月正式投产使用，经过两年多的生产运行，使用过程中未出现任何安全质量问题。沉降观测显示发生沉降量较均匀，最大沉降量小于9mm，满足设计和使用要求，设备运行未受任何影响。

4.结束语

（1）在大型工业厂房建设中，在类似地质条件下，采用粉喷桩复合地基是施工周期最短、同时也是比较安全和经济的方案。本工程复合地基在独立基础范围内每平方米造价仅为314.5元，较CFG桩复合地基节约造价20％，较钢筋砼预制桩方案节约造价50％以上；同时施工周期最短，仅用16天。

（2）本次检测承载力试验值远大于设计标准值，沉降均匀并且数值较小，显示安全储备较大，满足安全性和经济性的要求。

（3）按照“事前控制，预防为主”的原则，在桩基设计选型的时候就应该考虑到以后安全文明施工的问题，这样，实际施工过程中的安全控制比较容易做到，安全更从整体上看有保障。