摘要：为解决滨海软土地区工业厂房一层地面结构沉降的问题，常规做法采用管桩基础，设备荷载通过楼板传递给桩基础。桩基础布置密集，因此施工进度慢，造价高。针对此问题，本文提出一种复合地基技术，利用旋喷桩进行地基处理，设备所在地面层与主体结构脱开，荷载直接传递给地面层下方地基，具有施工速度快，节约造价的优点，可进行工程推广应用。
关键词：滨海软土地区；工业厂房；旋喷桩；复合地基
1 引言
温州地区分布有典型的滨海软土地层，淤泥层深厚，最多时可达30m以上。淤泥质软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高等特点。在滨海软土地层修建工业厂房，面临的主要问题是地基沉降。工业厂房一层地面层通常布置有荷载较大的设备，冲床等大型设备同时存在长期振动的工况，因此，厂房建成投入使用后两到三年时常出现地面严重沉降的情况，尤其是大跨度、大开间区域，一层地面呈锅底形沉降，导致厂房无法正常使用。地基沉降是长期的过程，发生沉降后补救困难，造成了较严重的经济损失[1-2]。为解决此问题，常规做法是将地面层按楼板设计，设备荷载通过楼板传递给结构桩基础，利用桩基础抵抗长期沉降。该方法需要在地面层下方设置密集桩基础，施工周期较长，同时工程造价较高。基于此，本文以温州临港包装有限公司项目为背景，提出一种复合地基技术，利用旋喷桩对地面层下方地基进行处理，设备所在地面层与主体结构脱开，由改良后的地基承担地面层设备荷载，仅设计少量桩基础作为主体结构基础，本方法具有施工速度快，节约造价的优点，可进行工程推广应用。
2 工程概况
2.1 工程概况
温州临港包装有限公司位于乐清市乐清弯港区，建筑占地面积10130m2，一层地面设计荷载如图X所示，约一半占地面积荷载为每平米70KN，最大荷载达到每平米达到100KN，其余为每平米30KN。
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2.2 工程地质条件
项目所在场地工程地质条件如下：
①-0素填土：为人工回填土，回填时间较短，厚度约0.3～8.9m，未经地基处理，结构松散，硬质颗粒粒径相差悬殊，组分变化大，承载能力各处不一，不能作为基础持力层。
②-1淤泥（mQ42）：各孔分布，为高灵敏度、高压缩性、低抗剪强度的软弱土层，厚度14.7～23.7m，工程特性指标很差，该层为低抗剪强度、高压缩性的软弱土层。
③-1淤泥质粘土（mQ41）：流塑，土的物理力学性质指标比②淤泥稍好，但仍属高压缩性、低抗剪强度的软弱土层，地基承载力低，层顶埋深23.0～26.5m，层厚5.8～12.1m。
③-2粘土（mQ41）：软塑，土的物理力学性质指标较差，高压缩性，土层分布不稳定，层顶埋深31.8～38.8m，层厚5.1～13.5m。
④-2粘土（mQ32-2）：软可塑，土的物理力学性质指标较差，高压缩性，层顶埋深42.7～45.8m，层厚17.0～24.2m。
⑤-2粉质粘土（mQ32-1）：软可塑，土的物理力学性质指标一般，中高压缩性，层顶埋深62.0～67.9m，控制厚度7.1～13.8m。
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3 复合地基设计方法
3.1 复合地基设计
本项目复合地基设计思路为：利用旋喷桩对地面层下方地基进行处理，设备所在地面层与主体结构脱开，由改良后的地基承担地面层设备及荷载。结合地面层设备布置情况，本项目旋喷桩分布如下图所示：
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本项目旋喷桩设计直径为60cm，桩长15m，间距设计分别为1.3m、1.6m、2.2m，按正方形布置。旋喷注浆的水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，每延米的水泥掺入量为 120KG。旋喷桩施工工艺如下：
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图1 旋喷桩施工工艺流程图
旋喷桩复合地基在地面层和桩之间设置150mm厚褥垫层，材料及配比为 粗砂：碎石=1：1，级配均应良好，不含植物残体及垃圾等杂质，砂石的最大粒径不宜大于 20mm，褥垫层填料应铺平压实，夯填度不应大于0.9。
旋喷桩桩验收后方可进行褥垫层施工，施工具体作法如下：人工清理桩和桩间土至设计标高，并验槽确定地基土与勘察报告是否相符，场地地基土是否扰动或有橡皮土存在，以决定是否需进一步处理．
旋喷桩施工前，应根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核旋喷桩的设计孔位。现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物。遇有明浜池塘及洼地时应抽水，和清淤回填粘性土料并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。
旋喷桩的施工工艺及参数应根据土质条件、加固要求，通过试验或根据工程经验确定，单管法、双管法高压水泥浆和三管法高压水的压力应大于20MPa，流量应大于30L/min，气流压力宜大于0.7MPa，提升速度宜为0.1m/min~0.2m/min。
施工中喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m。钻孔位置的允许偏差应为±1%；垂直偏差不得超过 1%.
当喷射注浆贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后，随即按旋喷的工艺要求，提升喷射管，由下而上旋转喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm.
在旋喷注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施工。施工中应严格的按照施工参数和材料用量施工，有浆量和提升速度应采用自动记录装置，并做好各项施工记录。
施工质量检验：
成桩后三天内，用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性，检验数量符合《建筑地基处理技术规范》的要求；桩体强度达到设计要求后，进行复合地基静载荷试验和单桩载荷试验.检验数量符合《建筑地基处理技术规范》的要求。
根据计算，旋喷桩加固处理后，地基承载力设计值为：承载力特征值间距1.6米的不小于70Kpa、间距2.2米的不小于30KPa、间距1.3米的不小于100KPa.现场根据堆载试验，地基承载力为：间距1.6米的不小于80Kpa、间距2.2米的不小于50KPa、间距1.3米的不小于120KPa.
3.2工程造价分析
以本项目9m*9m柱网对比旋喷桩和预应力管桩造价差异：地面荷载要求70KN，旋喷桩布桩数量为49根，桩径60cm，桩长15米，实际施工完成造价约100元/米，15*100*49＝73500元；预应力管桩布桩数量为16根，桩径50cm，桩长38米，实际施工完成造价约200元/米，38*200*16＝121600元；采用旋喷桩复合地基节约造价约40%。
4 结论
本文以温州某工业厂房项目为背景，提出一种滨海软土区工业厂房复合地基技术，将设备所在地面层与主体结构脱开，利用旋喷桩对地面层下方地基进行处理，由改良后的地基承担地面层设备荷载。此技术充分利用加固地基的承载力与抵抗沉降能力，保证建筑功能的前提下节约造价约40%，适合于工程推广。
参考文献：
[1]张立恩.软土地基处理技术在建筑建筑工程中的应用[J].科技创新导报，2015（06）.
[2]谢建杰.房建工程软土地基的施工技术问题研究[J].时代报告（学术版），2015（02）.
[3]建筑地基处理技术规范.JGJ79-2012.
论文作者:叶旭丹
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/14
标签：地基论文; 面层论文; 荷载论文; 压缩性论文; 滨海论文; 设备论文; 间距论文; 《基层建设》2020年第1期论文;