旋喷桩加固酸蚀软土地基

（一）工程和地质概况

该化工厂敌百虫车间为一幢高18.50m，东西长5.80m，南北长 9.00m 的 4层钢筋混凝土框架结构的建筑物。建筑物坐落在 4个基底面积为4.0m×2.5m 的独立基础上，基底埋深自室外地坪标高算起为一1.70m，上部结构传至基础顶面的竖向设计荷载为5500kN。

厂房建成投产后。，因西南侧废液排放管道泄漏。致使大量酸水渗人地下，造成地基土物理力学性质的逐渐恶变和基础混凝土的腐蚀破坏。使得建筑物南-西-西侧地基较东侧地基产生更大的压缩变形，东西跨间相对沉降达10.40cm，框架-层顶部横梁在西端被剪断，柱体发生劈裂、墙体产生开裂，建筑物向南-西-西方向倾斜，顶层与东侧毗邻建筑楼顶平台西端相对位移达33.0cm。严重影响了建筑物的安全使用，必须进行加固处理。根据厂方的要求，建筑物经加固后至少需维持 3～5年的正常使用，待新建车间建成后方可停止使用。

根据加固要求，对建筑场地重新进行了勘探和取样分析。地质勘探表明，在地表以下8.0m 的范围内除顶部 0.5～1.10m 左右为人工填土以外，其余均为第四纪全新统近期的冲洪积物，该层土又分5个亚层，主要以粘性土为主，局部夹粗～细砂透镜体，其中又以第3 亚层粉土层受废液酸蚀最为严重。第3亚层呈灰白～粉红色，大部分土由可塑状变成软朔或流塑状，局部胶结。酸味极重，分布差异变化极大，产状极不稳定。表 8-77 为酸蚀前后第 3亚层粉土层的主要物理力学性质指标。再下为第四纪全新统早期的冲洪积粉质粘土层。

场地地下静水位距地表面0.4m 左右。

（二）地基处理方案

由于厂区施工场地狭小，大型机械设备进出困难，同时考虑到;

（（1）该处地下水位属地表渗漏造成的局部潜水，赋存地层为粘性土，渗透性差、流速低、有利于形成旋喷固结体;

（2）高压旋喷水泥浆液在切割土体与土层拌合成一体的同时，又能填补基础裂缝，使破裂的基础重新连结恢复成整体;

（3）旋喷设备简单，分件体积小，受施工空间限制较小，适合于既有建筑物狭小空间条件下的托换加固;

（4）根据该场地土及基础混凝土的酸蚀历程，加固后水泥土能够满足维持地基及基础3～5年的正常工作;

因此，最终确定采用高压旋喷法对建筑物地基进行加固处理。

（三）设计与施工要点1.处理原则与布孔方案

针对该车间东西两侧地基土与基础遭受酸蚀状沉和破坏程度的不同。采用对西端沉降量较大的两基础以高压旋喷进行加固。阻止其继续沉降;对东侧两沉降量较小的基础不做处理，使其继续下沉，靠建筑物的自重压缩地基，调整建筑物的差异沉降，达到部分自然纠偏的目的。

旋喷桩在独立基础下呈矩形布孔，见图 8-89。采用单管法施工，基本桩径为60cm，上、下端各lm要求复喷，桩径扩大为 80cm;桩原则上要求穿透酸蚀影响较大的土层，至第四纪全新统早期冲洪积的粉质粘性层，桩长一般为8.0m。旋喷体顶端距地面不得大于0.70m，

3.施工参数

根据上述旋喷桩的设计要求和以往的施工经验，取如下施工参数∶

（1）成孔直径∶75.0mm;

（2）喷咀直径∶2×3.0mm;

（3）浆液压力∶32MPa~34MPa∶

（4）平均提升速度;20cm/min;

（5）喷嘴旋转速度;15r/min;

（6）每桩水泥平均用量∶2.61t。

（四）加固效果

1.桩径

现场旋喷试桩后，经 4天的自然养护，挖去覆土并使部分桩身外露。见旋喷固结体呈不甚规则的椭圆形。顶部最大直径 1.12m，最小直径 0.83m 形状、规格均满足设计要隶。

2.固结体无侧限抗压强度

施工结束后，经 7天的自然养护，在基底以下1.0m、1.6m、3.0m、4.5m 深度处的旋喷固结体中钻探取样，分别进行了室内土工试验，试验结果见表 8-78和表8-79。

由试验可见，直径0.60m的旋喷固结体，单桩极限承载力，龄期7日时已高达700kN （大于600kN）；桩身材料的变形模量亦大于100MPa，均满足设计要求。

鉴于，旋喷固结体直径沿深度方向的不规则变化（多呈串珠状），并旋喷过程中伴随着高压对周围土体产生的渗压作用，使旋喷固结体与周围土的摩擦力增大，故按摩擦桩计算桩基承载力更为适宜。

根据静力触探资料计算结果，长度8.0m，直径0.60m的旋喷固结体，单桩承载力设计值为340kN。

3.沉降变形观测

对建筑物4个基础的连续沉降观测表明，旋喷处理前，沉降变形呈线性增长；旋喷施工过程中，沉降实测曲线发生上下波动；旋喷施工后，变形随即渐趋稳定并趋终止之势，见图8-90。

4.基础修补情况

旋喷处理沉降基本稳定后，将四个单独基础地面先后挖开解出原基础顶部、清晰看到凡旋喷之处，破裂基础缝隙均被水泥浆液密实填补，并具连结强度，基础得到良好的修补。

5.结论

采用旋喷法在不停产的情况下进行基础托换，可减少停产损失180 万元，工程处理费仅 2.5万元，仅占施工期收入的1.4%，经济效益十分显著。旋喷加固后，沉降基本得到控制，加固效果十分显著。