深层挤密复合地基

2024-09-10

深层挤密复合地基（精选6篇）

深层挤密复合地基篇1

1. 工程概况

本工程总建筑面积约为1334.80m2, 要求处理后的复合地基承载力≥350Kpa。场地经已进行过岩土工程勘察, 并提供了岩土工程勘察报告, 根据勘察报告和上部构筑物的结构荷载特点, 分析场地与地基的稳定性、地层的类别、埋深、厚度、溶洞埋深情况。参照地基处理技术规范决定采用挤密夯扩桩技术对复合地基进行处理。

2. 工程地质条件

(1) 、地形地貌及环境条件

本勘察场地属山前冲洪积地貌。

(2) 、场地岩土层工程地质特征

经勘探揭示:勘察场地上部为第四系冲积相堆积物 (al Q4) , 下部为寒武系白云质灰岩。

2.1 杂填土层 (ml Q4) :

局部分布于浅部表层, 厚度1.00~2.40m。灰色, 稍湿, 松散状, 主要成份为水泥生产剩余废料、煤渣及少量块石, 近期堆填, 未经自重固结和压实处理。

2.2 含圆砾粘土层 (al Q4) :

全场分布, 厚度2.80~19.90m。土黄色, 硬可塑状为主, 局部软塑状。土质细腻, 光滑, 韧性中等, 干强度较高, 无摇震反应, 圆砾含量约30%。成份较复杂, 呈次棱角状, 分选性较差, 粒径一般为2~50mm, 大者70mm以上, 砾质较硬, 胶结一般。

2.3 含角砾淤泥质粘土层 (el Q4) :

厚度2.00~10.60m。褐黄色, 干后略带褐红色, 饱和, 较塑状~流塑状, 切面较光滑, 摇振反应无, 韧性低, 干强度高, 角砾含量约占10%~15%, 局部偏多, 呈棱角状或次棱角状, 粒径2~50mm, 硬度较小, 含水量42.5%左右, 液限44.7%, 含水比0.95, 天然孔隙比1.070, 液性指数0.90, 压缩模量3.12Mpa。

2.4 强风化白云质灰岩层 (∈h) :

全场分布, 层厚0.30~0.90m。灰色, 岩质稍软, 节理裂隙发育, 裂隙内有方解石团块充填, 岩石较破碎。

2.5 中风化白云质灰岩层 (∈h) :

全场分布, 控制最大厚度17.70m (未揭穿) 。灰色, 中厚层状, 岩质坚硬, 节理裂隙发育, 裂隙面呈40。~50。角, 有方解石脉充填, 岩石较完整, 该层内有大量溶洞分布, 溶洞高度0.50~8.50m, 且数量较多, 溶洞内有褐黄色圆砾混粘土充填, 饱和, 流塑状, 局部因砾石稍多呈松散状, 充填程度10%~80%不等, 溶洞发育情况见下表。

2.6 圆砾混粘土 (溶洞充填物) :

灰黄色~褐黄色, 饱和, 为粘土与砾石混合物, 砾石含量20%~60%不等, 总体为流塑状, 局部砾石或砂稍多而呈现松散状, 不均匀的分布在溶洞中, 工程性质极差。

钻孔见溶洞地质特征一览表

(3) 、地基土的物理力学性质

根据勘察报告各土层根据土样室内分析数据、标准贯入原位测试、动力触探原位测试采集地区经验综合评价:地基土物理力学指标设计参数见表1;

(4) 场地地震效应。本场地地震动峰值加速度<0.05g, 抗震设防烈度<6度, 设计特征周期为0.35s, 场地土为中软土, 场地类别II类。

(5) 场地水文地质特征。本勘察场地属山前冲洪积地貌, 地下水类型为孔隙潜水和岩溶水2大类型:孔隙潜水:主要为⑵层含圆砾粘土和⑶层含角砾淤泥质粘土层;含水性⑶层比⑵层稍好, 透水性较差。岩溶水:本场地基岩为白云质灰岩, 具有较强的岩溶现象, 浅层溶洞极为发育, 含较丰富的岩溶水, 岩溶水赋存于溶洞中。白云质灰岩本身岩石含水性差, 透水性极不均一。地下水位埋深2.10m~0.20m, 水位、水量受大气降水、地表水、浅层孔隙潜水的入渗补给, 季节性动态变化较大, 预计水位年变化1-2m。场地及四周无污染源。

根据前期勘探所取水样分析结果判断, 地下水对混凝土具弱腐蚀性, 在干湿交替条件下对混凝土中钢筋无腐蚀性, 在长期浸水条件下对混凝土中钢筋无腐蚀性, 对钢结构具弱腐蚀性。

(6) 、不良工程地质现象。1、本场地岩溶发育, 分布大量浅层溶洞, 属不良地质作用 (岩溶) 发育场地。2、本场地⑴层杂填土成份杂, 松散状, 易塌陷, 属特殊性土;⑶层含角砾淤泥质粘土 (其性质近似次生红粘土) 流塑状, 具高压缩性、较高含水量、较高触变性和灵敏性, 属软弱土, 属特殊性土。3、 (2.4) 层溶洞中分布, 溶洞充填物为 (2.6) 层圆砾混粘土, 具流塑或松散状, 易被地下水冲蚀, 稳定性极差, 属特殊性土。

综上所述, 本场地不良地质作用和特殊性土发育。

(7) 、场地稳定性及适宜性评价。本场地为岩溶发育场地, 分布有较多的溶洞, 最大洞高达850m, 地基土分布有较多特殊性土, 地下岩溶水较发育, 水量较丰富, 地下水具弱腐蚀性;场地地震动峰值加速度<0.05g, 建筑抗震设防烈度为<6度, 不良地质作用发育, 属建筑抗震不利地段。场地在静力条件下, 需要对大荷载 (水泥库) 等地段地基土进行处理, 满足设计的需要。

3. 地基处理建议及方案。

1、水泥库荷载较大, 采用夯扩混凝土桩和桩间土一起通过褥垫层形成复合地基。2、于与灰岩有溶洞发育, 顶板厚度为1.0~2.5m之间, 桩端不宜直接置于顶板之上, 在灰岩顶板之上的含角砾淤泥质粘土中需要夯垫级配良好的碎石层加强及挤密该土体的强度, 并且同时也起到过渡和应力扩散的作用。

4. 挤密夯扩桩处理原理及要求

对桩端地基强制夯实挤密。通过桩端截面的增大和对地基土的挤密, 显著提高桩端土地基承载能力, 进而提高桩端竖向承载力。

4.1、静荷载试验确定单桩竖向承载力。桩数超过3根的桩基应考虑群桩效应的影响, 基桩的竖向承载力设计值为:R=ηpQpk/rp+ηsQsk/rs=ηspQuk/rsp。

式中:Quk----单桩竖向极限承载力标准值 (k N) , 由静荷试验确定;Qpk----单桩极限端阻力标准值 (k N) ;Qsk----单桩极限侧阻力标准值 (k N) ;ηs、ηp、ηsp-----桩侧阻群桩效应系数、桩端阻力综合群桩效应系数和桩侧阻力综合群桩效应系数。

rs、rp、rsp----桩侧阻抗力分项系数、桩端阻抗力分项系数和桩侧阻端阻综合抗力分项系数, 一般取值1.70~1.75。

采用现场静荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值, 试桩数量不宜少于总桩数的1%, 且不应少于3根, 工程桩总数在50根以内时不应少于2根。

4.2、由基本试验参数计算基桩竖向极限承载力基桩竖向极限承载力计算公式为:R=Qsk+Qpk=μΣqsikli+W·h/ (ak·Sg)

式中:qsik-----单桩第i层土的极限侧阻力标准值 (k Pa) ;μ-----桩身周长 (m) ;li-----桩身第i层土厚度 (m) ;W------锤重 (k N) ;h------落距 (m) ;ak------单桩竖向极限承载力经验系数, Sg------最后一击贯入度 (mm) , 其中W、h、Sg为一般使用的夯扩参数, 由试成桩资料确定;当无试成桩资料又无当地经验时, 一般W取30~40kN, h取3~5m。桩端扩大头及桩身的灌注混凝土, 须配制成干硬性混凝土。CFG桩复合地基承载力可用下面的公式进行估算:fsp, k=m+α*β (1-m) fk

fsp, k----复合地基承载力标准值;m----面积置换率;Ap----桩的断面面积;fk----天然地基承载力标准值;α-----桩间土强度提高系数, α=fs, k/fk;β-----桩间土强度发挥度, 对一般工程β=0.9~1.0;对重要工程或对变形要求高的建筑物β=0.75~1.0;Rk-----自由单桩承载力标准值。

4.3、工艺流程。夯实扩底灌注桩施工一般按以下几个步骤进行:

⑴施工准备。包括基础资料和施工场地、设备材料等准备工作, 以满足充分的连续作业条件。正式施工前宜根据需要进行试成桩, 以便核对岩土工程勘察资料, 检验设备能力及验证设计参数。试桩位置应选择在紧靠地质钻孔和有代表性的部位。试成桩时应详细记录有关的夯扩参数, 并结合试桩静荷载试验的成果, 作为施工控制的依据。通过试成桩试验合理选择夯锤, 并标定桩管入土深度、夯锤落距等。⑵桩机设备就位及桩位测定。⑶成孔及桩端扩大头的形成。 (1) 放入外管, 在管中加入0.4~0.6m与桩身等标号的干硬混凝土, 制成管塞; (2) 放入重锤进行夯击, 直至桩管沉至设计标高, 其间保证管塞不被夯出桩管, 并根据沉管要求添加管塞; (3) 重夯夯出管塞, 其高度需根据试桩或地质水文资料计算确定, 保证施加额定夯击能时, 夯锤在筒外夯击, 放入碎石, 并在碎石上放入管塞; (4) 重锤夯击形成扩大头, 总填料量和夯击次数以最后一击贯入度控制, 一般不小于30击, 最后一击贯入度一般取50~150mm。 (5) 重复 (4) 放入第一批干硬混凝土, 夯击形成扩大头。

⑷混凝土制作与浇灌

(1) 混凝土的配合比应按设计要求的强度等级并通过试验确定, 混凝土的坍落以80~100mm为宜。 (2) 配制混凝土的粗骨料可选用碎石或卵石, 其最大粒径不宜大于40mm, 细骨料应选用干净的中粗砂;水泥标号宜在425号以上, 并可根据需要掺入适量的外加剂, 采用C15~C20混凝土; (3) 迅速灌入第一盘混凝土, 第一盘混凝土的坍落度可适当加大至160mm;

⑹振捣与成桩。 (1) 按灌注混凝土一拔管一振捣的顺序逐节浇注成桩, 拔管速度要均匀。在软弱层、软硬土层交界处及扩大头与上部桩身连接处拔管速度宜适当放慢; (2) 外管拔出后, 用振捣器将桩身混凝土振捣密实, 检测成桩标高, 完成该桩施工。

⑺移位续打。续桩顺序应有利于保护已成桩基不被破坏或不产生较大的桩位偏差。一般采用横移退打的方式自中间向两端对称进行或自一侧向另一侧单一方向施打;视持力层埋深情况, 按先深后浅的顺序进行;根据桩么和桩长按先大后小、先长后短的顺序进行。在施工过程中, 应注意施工地层、地质、水文条件的变化, 加强监测。必要时, 要及时变更施工工艺乃至变更设计。持力层以上有地下水时, 要进行必要的井点降水。在坡地或临近区域存在大型建 (构) 筑物时要密切监测边坡稳定及基坑变位, 一旦出现异常, 要及时采取支护、加固措施。

4.4、质量控制。夯实扩底灌注桩是以端阻力为主、侧摩阻力为辅的支撑桩, 因此其质量控制主要在于扩大头及桩身的施工。扩大头要有的足够大支撑底面积和整体强度, 桩身要有足够的强度及完整性。

1) 、扩大头的形成质量控制, 要把握几个关键因素:夯重、夯击数及最后一击贯入度。根据实践经验, 夯击数不能小于30击, 其锤重以最大限度地击实新灌干硬混凝土而不至于击穿扩大头并形成连续扩头和挤密持力层为标准, 一般不超过50k N。椐有关文献介绍, 重20~50kN的重锤;落距为4~6m时, 其重夯处理的有效深度为2~3m。最后一击贯入度是桩端扩大头的形成及质量好坏乃至控制最终桩端承载力的关键指标, 由设计确定, 但不得大于150mm。2) 、桩身质量。主要控制好新拌混凝土的强度标号和桩身的密实性及完整性, 防止断桩、缩颈等事故的发生。做好试成桩试验, 为桩身浇注、振捣、击实提供可靠的地层资料和工艺数据;根据地层变化及深度, 控制提管速度和单批混凝土灌入量, 必要时增加内管震实工序, 以提高密实度和顺利提管, 防止断桩、缩颈。3) 、在场地成桩过程中, 有 (3) 层土层分布区域, 灌注碎石进行挤密夯击处理该层土, 处理厚度1.5m~3.0m, 投碎石骨料视现场夯击情况控制, 可分多次投料夯击, 并同时拔管, 自下而上挤密夯击该层土。4) 、在对 (3) 层土挤密夯击完成后, 再进行灌入素混凝土夯击, 形成二次成桩, 素混凝土夯扩头置于碎石上, 端头进入碎石层大于1.5倍桩径。

参考文献

[1]建筑地基处理技术规范JGJ79—2002.

[2]谭利华.张超钻孔夯扩挤密桩复合地基处理技术.《建筑技术》, 2003年03期.

桥基灰土桩挤密复合地基的施工篇2

关键词：灰上桩复合地基,湿陷性土,承载力

0 引言

公路工程中, 对于桥基的湿陷性土大多采用灰土垫层法、强夯法和桩基础进行处理。灰土热层法一般的处理厚度为1-2米, 不能消除2米以下的湿陷性土的湿陷性, 一旦排水系统不完善, 2米以下的湿陷性土被湿化, 将会发生土湿陷现象, 导致上部结构物产生破坏;强夯法限于场地原因和机械能力, 所选用的夯击能量较小, 有效影响深度较浅, 仅能局部消除湿陷性, 同时, 强夯法受地形条件限制, 使其使用范围受到制约;桩基础是使用各种类型的桩 (公路工程中主要使用钻 (挖) 孔混凝土灌注桩) 穿透湿陷性土层, 把上部结构的荷载通过桩传递到非湿陷性土层上[1,2]。因此, 桩基础起着向深处传递荷载的作用, 而不在于消除土体本身的湿陷性。使用桩基础时, 对桩周土的侧壁摩阻力的取值是关键, 特别是湿陷性土的负摩擦力, 更为重要。对于此类问题, 由于研究的深度不够, 往往是凭经验而定, 特别是在公路工程中, 设计参数取值主要是采用经验法, 没有一套完整的理论依据, 有时, 甚至忽略了湿陷性土的负摩擦力。

设计的技术可行性和经济合理性还有待于深入探讨。鉴于上述原因, 采用新的处理方案和理论计算方法处理湿陷性土地区中小型桥梁基础之地基就显得尤为重要。而复合地基正是目前的一种可行方法。在公路工程中, 复合地基在软土地基加固中己被大量采用, 但在湿陷性土地基处理中则应用较少, 这方面的试验研究和工程实践才刚刚起步[3,4]。因此, 借鉴工民建领域处理湿陷性土地基的成功经验并结合土地区中小型公路桥梁基础自身的特点, 开展复合地基在湿陷性土桥基中的应用研究是非常必要的。

1 挤密灰土桩复合地基的作用性状

挤密灰土桩地基属人工复合地基。灰土桩法是利用成孔时的侧向挤压作用, 使桩间土得以挤密;随后将桩孔灰土分层夯填密实, 对土的侧向深层挤密加固。其上部荷载由桩体和桩间挤密土共同承担。当桩管沉入土中时, 桩孔内的土被强制侧向挤出, 桩孔周围一定范围内的土基被压缩、扰动和重塑。沉桩管时, 沿桩周土体应力的变化和圆柱形孔洞扩张时所产生的应力变化相似。湿陷性土属非饱和的欠压密土, 在塑性状态下易于挤密和成孔, 挤密效果也较显著。当土的含水量过低时, 土体呈坚硬或半固体状态, 沉、拔桩管比较困难, 挤压时主体破碎而不易压密;当含水量过高或饱和度过大时, 由于挤密引起超孔隙水压力的影响, 使土体只能向外围移动, 而无法挤密, 同时孔壁附近的土因扰动而强度降低, 故很容易产生桩孔缩径和回淤等情况。因此, 含水量对挤密效果影响很大, 如土的含水量接近其最优含水量时, 挤密效果最佳。其次, 土的原始干密度对挤密范围及效果也有显著的影响, 原始干密度小时, 挤密有效范围小, 效果也差。原始干密度是设计桩间距的基本依据。在多数情况下, 凡湿陷性土均可采用挤密成孔, 通常, 成孔好坏在于土地基的含水量, 桩距大小取决于土的干密度。

2 桥基灰土桩挤密复合地基设计计算与参数选取

桥基灰土桩挤密复合地基设计处理包括处理地基的宽度和深度两个方面。

2.1 处理宽度土桩或灰上桩挤密地基的处理宽度应大于基础

底面的宽度, 以保证地基的稳定性, 防止处理主体发生侧向位移或周围天然上体失去稳定。桥梁地基处理属局部地基处理。局部处理一般用于消除地基的全部或部分湿陷量或用于提高地基的承载力, 通常不考虑防渗隔水作用。局部处理时, 对非自重湿陷性土、素填土、杂填土等地基, 每边超出基础的宽度不应小于0.25b (b为基础短边宽度) , 并不应小于0.5m;对自重湿陷性土地基不应小于0.75h, 并不应小于1.0m。整片处理用于III、IIV级自重湿陷性土场地, 且处理2/3压缩层或2/3湿陷性土层确有困难的情况, 它除为了消除处理土层的湿陷性外, 并要求具有防渗隔水的作用。整片处理每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不宜小于处理土层厚度的1/2, 并不应.小于2.0m.对于基础间距较小的情况, 为施工方便可采用“满堂”布桩方案, 但这时不必按整片处理设计外放宽度。

2.2 处理深度对湿陷性土地基, 应消除全部或部分湿陷量的不同要求确定土桩或灰土桩挤密地基的深度。

消除地基全部湿陷量的处理厚度, 应符合下列要求: (1) 在自重湿陷性土场地, 不应小于湿陷性土层厚度的2/3, 并应控制剩余湿陷量不大于20cm。 (2) 在非自重湿陷性土场地, 不应小于压缩层厚度的2/3。对于自重湿陷性不敏感、自重湿陷性土层埋藏较深或自重湿陷量较小的土场地, 地基的处理深度可根据当地工程经验, 按非自重湿陷性土场地考虑。

3 施工控制与质量检测

3.1 施工控制灰土桩的主要工序包括:

施工准备、成孔挤密、桩孔夯填及质量检查等项, 质量检查需在各项工序中逐次进行, 填料的制备应在夯填施工前完成并及时检查其质量是否合格。

成孔施工顺序宜间隔进行, 对大型工程则可分段施工。习惯采用由外向内的施工顺序, 有时会出现内排桩施工十分困难的情况, 可按情况进行调整。单个桩孔挤密的范围是有限的, 一般不会影响到较远的外围上层。在比较松软的场地, 施工后期有时会出现地面下沉的情况, 其主要原因是多次沉桩振动作用引起的, 与施工顺序几乎无关。同时由于反复振动引起地面下沉的范围, 一般仅局限在施工场地以内及其边缘处, 对挤密地基的质量和环境均无影响。

填夯施工前应进行填夯工艺试验, 确定合理的分次填料量和夯击次数。填夯施工应接下列要求进行:夯实机就位后应准确稳定, 夯锤与桩孔要相互对中, 夯锤应能自由下落到孔底。填夯前应注意清除孔内的杂物或积水, 开始填料前先将坑底夯实到发出清脆回声为止, 然后开始分层填料夯实。人工填料应按规定的数量和速度均匀填进, 不得盲目快填, 更不容许用送料车直接倒料人孔。桩孔填夯高度宜超出设计桩项标高20-30cm, 所余顶部以上桩孔可用其他土料回填并轻夯至施工地面。为保证填夯质量, 应认真控制并记录每一桩孔的填料数量和夯实时间, 同时按规定抽查一定数量桩孔的夯实质量。

3.2 质量检查施工质量检查的内容包括:

桩位、桩孔、挤密效果和填夯质量等项, 其中又以填夯质量的检查为重点。质量检查应根据需要在施工过程中或施工结束后分次进行, 检查结果应做出记录以备工程验收或进行研究和必要的处理。对重要或大型工程项目, 以及在缺乏经验或施工质量问题较多的场地, 尚应通过现场载荷试验及其他测试方法, 综合检验处理地基的技术效果是否达到设计要求。

参考文献

[1]张希宏.西北黄土地区灰土挤密桩的桩心距设计[J].电力勘测.2000.01.

[2]周长青, 傅保忠.灰土挤密桩处理构造物地基施工技术[J].山西交通科技.2000.04.

[3]张瑜英, 杨益民, 颜景卫, 李军民, 灰土桩在填土地基中的应用[J].土工基础.2000.01.

深层挤密复合地基篇3

1 工程背景及地质条件

随着铁路建设的大发展, 在铁路修建过程中, 由于对湿陷性黄土地基处理的重视程度不够, 导致黄土地区的多条铁路运营中出现了一些病害, 就此以西平铁路工程为研究背景, 该线设计时速为120km/h, 工后沉降量允许值为20cm。西安至平凉铁路 (简称西平铁路) 始自西安市, 向西北经礼泉、乾县、永寿、彬县、长武及甘肃宁县、甘肃泾川等县至平凉市, 正线全长263.1km。西平铁路为国家Ⅰ级电气化单线铁路, 运输能力为货运量3000万t/a, 单向客运量160万人/a。建成后的西平铁路运量大且货源集中, 兼顾部分省际交流及地方客货运输的铁路。

该工点处 (DK36～DK37段) 地层上部以第四系上更新统风积黏质黄土为主, 下部为第四系中更新统风积黏质黄土, 风积黏质黄土夹数层棕红色古土壤。其工程地质特性:黏质黄土 (淡黄色) , 主要分布于黄土塬上部, 厚大于12m, 粉土质, 多孔隙, 直立性强, 坚硬-硬塑, Ⅱ级普通土;黏质黄土 (棕黄色) , 厚大于20m, 粉土质, 夹数层棕红色古土壤, 多孔隙, 直立性强, 硬塑为主, Ⅲ级硬土。本段 (DK36-DK37) 黄土为Ⅲ自重湿陷性, 湿陷厚度8～12m, 本勘测范围内属渭河水系, 线路走行于渭北黄土台塬, 工点处地下水为第四系孔隙潜水, 地下水位埋深大于40m, 受大气降水补给, 水质良好, 对混凝土不具化学侵蚀性。地震动峰值加速度0.15g, 最大冻结深度50cm。

2 灰土挤密桩复合地基处理方案及施工

灰土挤密桩法一般适用于地下水位以上含水量14%～22%的湿陷性黄土地基, 处理深度可达8～12m。施工时, 先按设计方案在路基基底平面位置布置桩孔并成孔, 通过振动沉桩机将带有通气桩尖的刚制桩管沉入土中的设计深度, 然后将备好的一定比例的灰土在最优含水量下分层填入桩孔内, 并分层夯 (捣) 实至设计标高止。由于下沉桩管对周围黄土产生很大的横向挤压作用, 桩管将地基中同体积的黄土挤向周围的土层使其孔隙比减小, 密度增大, 改善土体物理力学性能, 从而消除湿陷性, 提高桩间土的承载力;对灰土桩而言, 桩体材料石灰和土之间产生一系列物理化学反应, 凝结成一定强度的桩体, 同时桩体和挤密土组成复合地基, 从而提高地基土的承载力, 满足路基工程设计的需要。上部荷载通过形成的复合地基传递时, 由于它们能互相适应变形, 因此能有效而均匀地扩散应力, 地基应力扩散得很快, 在加固深度以下附加应力已大为衰减, 无需坚实的下卧层。值得注意的是, 不得用粗颗粒的砂、石或其他透水性材料填入桩孔内。

该段地基处于Ⅲ级自重湿陷性黄土地质中, 需要进行地基的加固处理, 采用灰土挤密桩的方法进行处理。一般来说, 灰土挤密桩可以按等边三角形布置, 这样可以达到均匀的挤密效果。每根桩都对其周围一定范围内的土体有一定的挤密作用, 即使桩与桩之间有一小部分尚未被挤密的土体, 因为其周围有着稳定的、不会发生湿陷的边界这一部分也不会发生湿陷变形。桩与其周围被挤密后的土体共同形成了复合地基, 一起承受上部荷载。本段灰土挤密桩设计参数为:挤密系数为0.9, 桩径0.4m, 桩间距1.2m, 桩长8.0m, 按等边三角形布置。施工中地基土的含水量不得大于24%, 饱和度不得大于65%, 当土层含水量低于12%时, 应对土层进行增湿到最优含水量。

3 灰土挤密桩复合地基室内试验及结果

本段采用灰土挤密桩地基处理, 根据工程设计方案确定布桩方式、施工准则和技术要求进行施工。通过现场取样, 对灰土挤密桩地基处理前后黄土的工程性质进行比较, 得到地基处理前后的物理力学性质。在灰土挤密桩区段 (DK36～DK37) , 在加固前后不同深度处分别取9组 (共18组) 原状试样进行室内土力学实验, 研究湿陷性黄土地基加固前后地基土的物理力学性质变化。采用室内压缩实验测定黄土的湿陷系数, 并对加固前后的值进行比较, 研究复合地基消除湿陷性的效果。室内试验结果如图1所示。对比灰土挤密桩前后地基土含水量、干密度、湿陷系数、压缩模量、粘聚力及内摩擦角等指标, 得到各种物理力学参数都有不同程度的变化, 地基土含水量及湿陷系数变小, 地基土的压缩模量、粘聚力及内摩擦角不同程度的提高。通过实验结果得到湿陷性黄土地基灰土挤密桩处理技术能够消除湿陷性, 加固效果良好。

4 现场载荷试验及结果

根据设计要求在试验场地进行灰土挤密桩单桩复合地基载荷试验, 测试及验证复合地基承载力。在施工现场选取3个不同的灰土挤密桩点位 (S1、S2、S3) 进行单桩复合地基静载荷试验, 验证湿陷性黄土场地复合地基的加固效果。试验方法采用平板载荷试验, 试验设备由承压板、加载装置及沉降观测装置三部分组成。竖向静载荷试验装置采用堆载——千斤顶系统。千斤顶的标定在将加载设备运至试验场地预先进行。在载荷板四个正交方向安装4个量程为50mm的位移传感器量测沉降量, 它们以磁性表座固定于基准梁上。在拟测点放置一方形承压板 (面积为1.25m2, 为单桩承担的处理面积, 单桩复合地基承载力设计值为180kPa) , 设置加荷平台, 通过加荷平台上堆放的砂袋提供反力。在承压板的上方设置刚度足够大的反力梁, 利用千斤顶逐级向承压板施加单位面积静压p于土层上, 测量承压板的相应沉降s, 直至达到要求的荷载量。按预计加载量1/10～1/12分级等级加载。每加一级荷载, 待沉降相对稳定后, 再施加下一级荷载。加载过程中测试控制系统:位移采集采用调频式防水位移传感器, 精度0.01mm, 整个试验过程采用RS-JYC载荷测试分析系统控制。在正式加载之前, 施加一级荷载进行预压, 以消除试验系统的变形。堆载平台应保持稳定可靠, 保证试验安全。试验加载规范依据《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) 及《建筑地基处理设计规范》 (JGJ79-2002) 中关于复合地基载荷试验的规定执行。在复合地基处理黄土地基后, 单桩复合地基载荷试验测试曲线如图2所示, 从图2可知, 随着压力p的增加, 沉降s不断增大, 几乎呈线性变化, 达到试验最大荷载360kPa后, p～s曲线没有出现陡降, 复合地基未出现破坏。试验结果表明, S1点灰土挤密桩单桩复合地基在最大加载量360kPa时, 对于复合地基沉降量为24.33mm, 最大回弹量为7.59 mm, 回弹率为31.2%;在单桩复合地基设计荷载180kPa时, 对于复合地基沉降量为6.09 mm。S2点灰土挤密桩单桩复合地基在最大加载量360kPa时, 对于复合地基沉降量为22.30mm, 最大回弹量为7.50mm, 回弹率为33.6%;在单桩复合地基设计荷载180kPa时, 对于复合地基沉降量为5.28 mm。S3点灰土挤密桩单桩复合地基在最大加载量360kPa时, 对于复合地基沉降量为28.44mm, 最大回弹量为9.72mm, 回弹率为34.2%;在单桩复合地基设计荷载180kPa时, 对于复合地基沉降量为7.31 mm。根据现场载荷试验结果, 灰土挤密桩地基处理后路基基底承载力满足设计要求的180kPa, 地基土的性质明显改善, 路基基底承载力特征值可取180kPa, 验证灰土挤密桩地基处理技术的可行性, 地基处理效果良好, 达到了预期的效果。

5 有限元模拟

西平铁路途经地区为我国的黄土分布区域, 为了防止黄土湿陷等对路基造成影响, 通过室内试验对黄土的物理力学特性进行了研究, 并得出了一些有益的结论。从试验结果看, 灰土挤密桩地基处理提高了地基土的抗剪强度及压缩模量, 起到了良好的加固效果。下面将从数值分析的角度, 验证灰土挤密桩地基处理的效果。利用有限单元法, 假设仅由自重引起的应力场存在, 自重位移场为零的前提下, 计算工后沉降, 分析了有列车荷载作用时, 地基处理前后路基中心线沉降量的变化, 用来衡量地基处理效果。路基及地基的有限元模型如图3所示。通过计算分析, 灰土挤密桩处理前后工后沉降等值线如图4所示, 其处理前后路基中心最大工后沉降分别为25mm、41mm, 说明灰土挤密桩处理前后效果较明显。地基处理前后, 列车荷载作用下路基中心线以下随深度的工后沉降曲线如图5所示。结合现场载荷试验和有限元分析, 路基工后沉降满足设计要求, 地基处理方案合理可行。

6 结论

结合室内试验、现场试验及有限元模拟, 得到如下结果:

1) 通过室内试验, 对比灰土挤密桩处理前后地基土含水量、干密度、湿陷系数、压缩模量、粘聚力及内摩擦角等指标, 得到各种物理力学参数都有不同程度的变化, 地基土含水量及湿陷系数变小, 地基土的压缩模量、粘聚力及内摩擦角不同程度的提高。灰土挤密桩处理技术能够消除湿陷性黄土地基的湿陷性, 加固效果良好。

2) 通过单桩复合地基的现场载荷试验, 根据试验结果, 灰土挤密桩地基处理后路基基底承载力满足设计要求的180kPa, 地基土的性质明显改善, 路基基底承载力特征值可取180kPa。验证了采用灰土挤密桩地基处理技术的可行性, 地基处理效果良好, 达到了预期的效果。

3) 通过计算分析, 灰土挤密桩处理前后路基中心工后沉降分别为25mm、41mm, 说明灰土挤密桩处理前后效果较明显。结合现场载荷试验和有限元分析, 路基工后沉降满足设计要求, 地基处理方案合理可行。为今后类似条件下的地基处理工程提供借鉴和经验, 为湿陷性黄土场地地基处理提供一种适宜的处理方法和途径。

摘要：西平铁路湿陷性黄土场地采用灰土挤密桩地基处理, 根据工程设计方案确定布桩方式、施工准则和技术要求。通过现场取样, 对灰土挤密桩地基处理前后黄土的工程性质进行了研究, 得到地基处理前后的物理力学性质。通过单桩复合地基的现场静载荷试验, 根据室内、现场试验及有限元计算结果, 验证采用灰土挤密桩地基处理技术的可行性, 对出现的技术问题进行了总结, 为今后类似条件下的地基处理工程提供借鉴和经验, 为湿陷性黄土场地地基处理提供一种适宜的处理方法和途径。

关键词：湿陷性黄土,灰土挤密桩,复合地基,载荷试验,有限元

参考文献

[1]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.

[2]裴章勤, 刘卫东.湿陷性黄土地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社, 1992.

[3]龚晓南.复合地基设计和施工指南[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[4]殷宗泽, 龚晓南.地基工程处理实例[M].北京:中国水利水电出版社, 2000.

深层挤密复合地基篇4

关键词：沉管素混凝土夯扩体桩,土挤密桩,双重复合地基,湿陷性地区

复合地基是指天然地基在地基处理中,通过在地基中设置竖向增强体而形成的桩土共同作用的人工地基。在黄土强湿陷区,当以消除地基土的湿陷性为主要目的时,选用土挤密桩法复合地基较为适宜。但对咸阳某研究所拟建的高层住宅楼,采取单一的土挤密桩复合地基处理方法无法解决建筑物的要求与场地的岩土工程问题,在这种情况下,就需要对两种复合地基处理方法进行组合。本文所介绍的工程实例就是采用沉管素混凝土夯扩体桩与素土挤密桩的双重复合,解决了地基承载力强度不足与地基土的湿陷性问题。

1 工程概况及地质条件

陕西咸阳某研究所拟建的高层住宅楼群场地,建筑物每栋占地面积约849.97 m2,总长26.52 m,宽11.70 m,地上12层,地下1层,总高度30.8 m。基础为筏板基础,框架结构,基础埋深-3.84 m。场地地基条件如表1所示。地下水位埋深大于45.0 m,基础设计施工可不予考虑地下水。

2 上部结构设计对地基处理的要求

根据勘察单位提供的勘察报告,上部结构设计对地基处理的要求为:素土挤密桩处理后地基承载力特征值不小于230 kPa;沉管素混凝土夯扩桩处理后地基承载力特征值不小于280 kPa(注:比一般灰土挤密桩承载力高);地基处理后应消除地基土湿陷性。

3 复合地基的设计

3.1 素土挤密桩

素土挤密桩桩径为400 mm,有效桩长12.0 m,桩距0.933 m,排距0.8 m,呈正三角形布置。根据GB 50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范第6.4.2式:

计算桩距,桩距取小值0.933 m。

根据JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范第14.2.8条,取单桩复合后的地基承载力特征值为230 kPa。

3.2 素混凝土夯扩体桩

素混凝土夯扩体桩桩径为430 mm,有效桩长13.50 m,下部为不小于700 mm的扩径头体,桩间距为1.60 m,排距为1.40 m,呈三角形布置。

根据JGJ 94-94建筑桩基技术规范,JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范有关公式:

经计算设计:Quk=850 kN;fspk=280 kPa。即经沉管素混凝土夯扩体桩与土挤密桩双重复合的地基承载力特征值为280 kPa,满足上部结构不小于280 kPa的要求。

根据上述设计方案,咸阳某研究所高层住宅楼进行了沉管素混凝土夯扩体桩与素土挤密桩双重复合的地基处理试桩,试桩结果黄土湿陷性已消除,单桩及单桩复合地基承载力特征值基本满足设计要求,桩的其他设计参数亦满足设计要求。

4 复合地基的施工

4.1 素土挤密桩

素土挤密桩采用沉管成孔,填料采用第四纪黄土,其有机质含量小于15%,筛土机筛土,人工喂料,用夹杆锤夯实(锤重大于100 kg)。施工顺序:隔桩隔排跳打,从外向内,依次完成。

4.2 素混凝土夯扩桩

素混凝土夯扩桩采用沉管成孔,素混凝土桩体材料为325号硅酸盐水泥;粒径为10 mm～30 mm的破口碎石;砂为细砂;坍落度为30 cm;桩体强度等级不小于C20。施工工艺为:定位→成孔→夯底→灌注。施工顺序为由一侧向另一侧隔排施工。

5 复合地基的检测

5.1 土挤密桩检测

该工程共进行了6组单桩复合地基载荷试验,对该复合地基承载力作出评价和确定所对应的沉降量;同时对土挤密桩进行了6个探井的取土试验,取桩间土72件,取17根桩桩身土样204件,并进行土工分析试验,以检查其灰土的压实系数及挤密系数是否满足设计要求及地基处理后的湿陷性消除情况。

5.2 土挤密桩检测结果

静载荷试验点1号～6号:P—s曲线没有明显的比例极限点,见图1。最大载荷加至460 kPa,对应沉降量分别为7.99 mm,9.68 mm,13.01 mm,23.99 mm,8.02 mm,11.95 mm。根据规范,综合考虑P—s,s—lgt曲线,当6个试验点满足级差不超过平均值的30%时,取其平均值230 kPa为复合地基承载力特征值,满足设计要求,但6个试验点沉降量差异较大,建议设计对该楼整体变形均匀性作出设防。

桩身 $\bar{λ}_{c} = 0.94$ (实测λc=0.82～1.05),满足设计要求。

桩间土 $\bar{η}_{c} = 0.90$ (实测ηc=0.80～1.07),满足设计要求。

地基处理后桩间土δs<0.015,湿陷性已完全消除(在桩长范围内)。

5.3 素混凝土夯扩桩检测

该工程共进行了6根单桩竖向静载荷试验(其中2根是应设计院要求进行的重复性试验,以查看同一桩原桩荷载与间歇期后荷载的对比试验,但不参与评价);4组单桩复合地基静载荷试验,对单桩及复合地基承载力作出评价并确定所对应的沉降量,对200根桩进行了低应变检测,抽样率为52.4%,以对桩身完整性作出评价。

5.4 素混凝土夯扩桩检测结果

5.4.1 单桩竖向抗压静载荷试验

试验点1号～4号,当加载到最大载荷时,Q—s曲线对应沉降量分别为50.51 mm,70.19 mm,46.09 mm,51.22 mm。根据规范及试验情况综合分析,试验点1号～4号的单桩极限承载力分别为:850 kN,680 kN,992 kN和1 417 kN,取其平均值921 kN为该场地单桩竖向抗压极限承载力。

5.4.2 素混凝土夯扩桩单桩复合地基静载荷试验

静载荷试验点1号～4号,P—s曲线未出现明显的比例极限点。最大荷载加至560 kPa,对应沉降量分别为17.22 mm,13.16 mm,4.62 mm,18.27 mm。根据规范,综合考虑P—s,s—lgt曲线,当4个试验点满足级差不超过平均值的30%时,取其平均值280 kPa为复合地基承载力特征值,满足设计要求。

5.4.3 素混凝土夯扩桩低应变检测结果

在低应变反射波法所检测的桩中,其波速为2 523 m/s～3 951 m/s,桩身质量基本合格。但部分桩体下部扩头体不明显,其单桩承载力未达到要求,说明是桩端阻力不够所致。经施工单位核实,在施工扩体时的填料偏少,扩头体未达到设计要求的尺寸。

从检测结果看,采用素混凝土夯扩桩与土挤密桩双重复合地基处理方法对该项工程是非常合适的,它既大幅度提高了地基承载力,又大幅度降低或消除了黄土地基的湿陷性,满足了上部结构设计对地基处理的设计要求,大大降低了工程造价。但如扩头体尺寸达不到设计要求时,其单桩承载力将大大降低。

6 结语

素混凝土夯扩体桩与土挤密桩双重复合地基处理应用于基底压力较大,湿陷性高的黄土场地是非常合适的,并可提高湿陷性地基土体的整体强度。地基处理设计时,应充分掌握处理深度(参考湿陷深度),选择合适的土挤密桩距、排距、桩长等地基设计参数,并应考虑和选择具有一定强度的地质土层,作为素混凝土夯扩桩的持力土层,才能达到预期的处理效果。地基处理施工时,应先施工土挤密桩,在一定的时间间隔后(以7 d～10 d为宜)再施工素混凝土夯扩桩,才能保证素混凝土夯扩桩的桩身完整性。另外,素混凝土夯扩桩的夯扩载体的体积量值不能小,要保证充填方量。在大面积的复合地基施工工程桩前,一定要先进行复合地基试验、素混凝土夯扩体桩单桩试验,经检查合格后方可进行工程桩施工。在施工中,必须保证夯扩体桩下部扩体的尺寸要求,以保证桩端有足够端承阻力。

参考文献

[1]DB 99-1,夯实扩底混凝土桩设计施工及验收技术规程[S].

[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[3]JGJ/T 135-2001,复合载体夯扩桩设计规范[S].

[4]GB 50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范[S].

深层挤密复合地基篇5

关键词：深层搅拌桩,复合地基,单桩承载力,沉降

由于深层搅拌桩具有施工方便、无污染等优点。因此, 近年来在我国沿海地区软土地基加固中的应用日益广泛。目前深层搅拌桩复合地基的设计与施工基本是依据《软土地基深层搅拌加固法技术规程》 (YBJ225-91) 和《建筑地基处理技术规范》进行的。笔者通过几年来的工程实际, 发现有几个问题是设计与施工应予注意的。

1 桩长、桩径与桩身强度的关系

深层搅拌桩是一种介于刚性桩与柔性桩之间的桩, 它不同于一般的刚性桩。由于其桩身强度较低, 通常水泥土无侧限抗压强度qu在300～400pa之间, 而在软土地基的加固中, 搅拌桩又常常为摩擦性桩, 因此这类桩的承载力受桩身强度与桩周摩阻力两方面制约。《规程》中给出了qu≥500Kpa时单桩承载力计算式, 即取下式中min[Nd1, Nd2]作为设计单桩承载力:

设计中使Nd1=Nd2, 即充分发挥桩身强度与桩周摩阻力的作用, 使两者相互协调, 可以得到更好的经济效益。

目前, 深层搅拌桩常用的桩径有三种;φ500、φ600、及2×φ700.现举例将这三种桩的承载力作一对比。设桩周摩阻力q3=8Kpa, 桩端地基承载力fk=70Kpa、桩长L=10m, 水泥土强度qu=1Mpa, 则计算结果如下;

由此可知, L=10 m、qu=1Mpa的φ500和φ600两种桩基承载力受桩身强度控制, 虽然按桩周摩阻力计算得到的单桩承载力较大, 但因受桩身强度影响, 桩周摩阻力无法充分发挥。而2×φ700的桩Nd1与Nd2基本接近, 说明桩身端边与桩周摩阻力都可以充分利用。为使桩身强度与桩周摩阻力相互协调, 在设计中应注意桩长、桩径与桩身强度的关系。

1.1

在一定的地质条件下, 如选用搅拌桩桩长较大, 则桩径及水泥土强度也要相应加大, 由于水泥土强度有限, 由此小直径的长桩是不经济的。笔者认为, 在软土地基 (如珠海地区) 桩周土平均摩阻力qs通常为5～12Kpa, 采用搅拌桩复合地基时, φ500的搅拌桩桩长取8～10 m为宜, φ600的搅拌桩桩长取10～13m为宜, 2×φ700的桩则可取13～18m, qs较小时桩长取大值, qs较大时桩长取小值。

1.2

当用搅拌桩加固地基的主要目的是为了提高地基承载力时, 可采取短桩而提高置换率的方法。这样要求桩身强度较低, 可降低水泥掺量而达到同样的加固效果, 是即经济又可靠的方法。笔者在某码头工程中做过二种方案对比;其一是φ500桩、长8m、置换率14%、水泥掺量15%;其二是采用同样的桩径, 长5m、置换率20%、水泥掺量12%, 经过技术经济比较, 最后确定采用第二方案。实施后效果良好, 而且费用比第一方案节省10%。

1.3

当设计是以减小沉降为目的时, 往往要求加固深度较大, 或希望桩端能进入较硬土层, 因而桩长也会随之增加。如前所述, 桩长增加就要求桩径与水泥土强度相应地提高。增大桩径会造成单位体积桩的桩周面积 (即比表面) 减小, 则单位体积桩的桩周摩阻力也相应减小。若提高水泥土强度则水泥掺量要增加, 这两方面都会造成工程费用的增加。因此, 根据不同情况可采用下述两种方法:a.如果桩端末达到较硬土层, 则可采用变掺量 (指水泥掺入量) 、变强度 (指桩身强度) 的方法。由于摩擦型桩其桩身轴向应力自上而下逐渐减小, 故采用变掺量、变强度的方法是经济合理的。但应注意, 变掺量的分段不可太多, 否则施工中难以控制, 一般沿桩身宜分成2段 (如上段采用16%, 下段采用12%) , 最多不宜超过3段。b.如果桩端进入较硬土层, 则桩端的端承载作用较大, 桩身轴向应力上下变化较小, 此时可采用长短桩结合的方法。这种方法, 相当于加固土体的上段采用较大的置换率, 下段采用较小的置换率, 但上、下段桩位是均匀分布的, 这种方法也可以称之为变置换率法。

采用上述两种设计方法, 由《规程》中式 (3.0.5-1) 计算的桩群体的压缩变形S1也应分3段计算, 即群桩体的上、下段变形模量由所区别。

2 桩顶与桩端的处理

为确保深层搅拌桩的单桩承载力达到设计要求, 有必要对桩顶及桩端作加强处理。

由于桩顶直接承受上部结构传来的荷载, 如施工质量不佳或发生其他变异情况, 桩顶往往会被破坏, 使承载力下降。桩端部位一般对作用力较小的部位, 特别是摩阻型桩, 但由于搅拌桩设备构造原因或施工工艺原因, 桩端土会被扰动而未与水泥搅拌均匀或根本没有搅拌, 这部分被扰动的土体, 在受荷后会产生较大的压缩变形, 笔者在一些工程搅拌桩的试桩过程中发现, 一部分桩初始沉降很大, 但达到一定沉降值后又趋于正常, 见图1。

这在一般试桩中是不多见的。经开挖或桩身检测, 其桩身强度也都正常。分析其原因主要是桩端土体扰动引起的。这与目前桩机钻头结构有关。图2是搅拌机钻头示意图, 其钻头在下, 喷浆孔在钻头底上约700mm的位置。喷浆口以下的部分如施工中不加注意, 极易使桩端形成松散状土体。

深层挤密复合地基篇6

深层搅拌桩是利用深层搅拌机, 沿深度方向将软土与固化剂 (水泥浆或水泥粉、石灰粉, 外加一定量的掺合剂) 就地进行强制搅拌, 使土体与固化剂发生物理化学反应, 形成具有一定整体性和一定强度的加固体。这种地基处理技术适用于处理包括淤泥、淤泥质土、粉土、砂性土、泥炭土等各种成因的饱和软粘土, 含水量较高且地基承载力标准值不大于120 KPa的粘性土等地基。深层搅拌桩所用固化剂种类较多, 有水泥类、石灰类、粉煤灰类、沥青类、泥浆类、化学材料类等, 但最常用的是水泥类, 因其具有取材便利、适用土质范围广泛、加固后所形成的水泥土强度高、稳定性好等特点。与其他施工方法相比较, 深层搅拌法具有施工工期短、无公害、成本低等特点, 其在施工中无振动、无噪声、无地面隆起、不排污、不污染环境, 对相邻建筑物不产生有害影响。深层搅拌法因其出色的工艺特点, 被广泛应用于复合地基、支护结构、止水帷幕等。

2 工程概况

某综合楼建筑物面积约为13 800 m2, 为八层楼, 总高度约32 m, 框架结构, 设计采用片筏基础, 埋深2.0 m, 持力层为填土 (仅存在于局部地区) 和属冲积层中的软弱有机质土 (粘土) 。该综合楼地处校区内, 建筑密度大, 其南侧、西侧为高6 m～12 m的挡土墙, 北侧围墙外为一条自东向西流的小溪, 形成2 m～4 m高的边坡。由于挡土墙和围墙基脚入土浅, 如果综合楼基础持力层选择冲积层中承载力较高的中砂层, 基坑开挖的深度较大, 就会扰动挡土墙和围墙地基土体, 导致围墙和挡土墙及土体滑移, 严重时会使周边建筑物发生不均匀沉降, 给施工和已有建筑物带来安全隐患。

3 深层搅拌桩在复合地基中的设计应用

3.1 单桩承载力的计算

本工程根据室内强度试验资料选择水泥掺入比αw=15%, 根据《地基处理手册》 (1988) 相关资料和公式

fcu, x=1.7Mpaη=0.33Ap=π (d/2) 2=0.196m2

Ra=ηfcu, xAp=109.96KN

3.2 复合地基面积置换率 (m)

该综合楼设计采用片筏基础要求地基承载力fax≥180KPa, 而有机质土 (粘土) 天然地基承载力=135Kpa。根据《建筑地基处理技术规范》公式:

fsp、x=mRa/Ap+β (1-m) fs、xβ=0.5

计算得m=0.228

3.3 复合地基总桩数 (n)

该综合楼设计采用片筏基础占地总面积约A=1 740 m2。复合地基面积置换率m=0.228, 桩径d=500mm, 一根粉喷桩所承担的处理面积Ae=π (d/2) 2/m=0.86 (m2) , 深层搅拌桩的设计按正方形布置, a2=0.86 m2, 计算得a=0.93 m, 取a=0.90 m, 则粉喷桩中心距为a=0.90 m, 排间距a=0.90 m, 调整后复合地基面积置换率m=0.242, 设计总桩数n=A/Ae=1740/0.81=2148根, 因场地形状不规整, 图纸上实际布孔数为2 204根。为了施工及布桩方便, 实际桩数和桩间还应根据沉降差的要求, 在实际施工中进行适当的调整。

3.4 复合地基下卧层地基强度的验算

深层搅拌桩底面处经深度修正后的地基承载力标准值为:

f=fx=ηdγ0 (d-0.5) =413.5 (Kpa)

式中:ηd=1.1r0=18.0=kN/m3=8.0m

将搅拌桩和桩间土视为一个假想实体基础时下卧层顶面地基承载力标准值为:undefined

式中:undefined

复合地基下卧层地基强度的验算满足设计要求。

3.5 复合地基的沉降计算

当深层搅拌桩复合地基承受上部基础传递来的垂直荷载后, 所产生的总垂直沉降S包括桩土复合层本身的压缩变形S1和桩土复合层底面以下土的沉降量S2, 即S=S1+S2。

(1) 桩土复合层的压缩变形S1可按下式进行计算:

undefined

式中:P0=fb=323.8Kpa桩长L=6.00m

桩土复合体平均容重:γp=18.0kN/m3

桩土复合体变形模量:E0=mE50+ (1-m) Es=49.04 (Mpa)

桩身水泥土变形模量:E50=110fcu, f=187 (Mpa)

桩间土压缩模量:Es=5Mpa

从上述设计计算可看出经过处理后复合地基的变形模量E0会比桩间土压缩模量ES提高近九倍。

(2) 桩端下未加固土层的压缩变形S2按地基规范中的分层总和法并结合表1中的相关数据计算,

undefined

故总沉降量计算值:s=s1+s2=5.9 (cm)

3 要技术要求

1、深层搅拌桩加固深度为6.00 , 且桩端进入中砂层不少于500 mm。

2、加固后的复合地基承载力标准值应达到180 KPa。

3、采用425#普硅早强水泥, 每米进粉量不少于60 kg, 掺入比15%, 桩径d=500 mm。

4、停灰面为自然地表面最低处以下200 mm, 布桩误差小于20 mm, 成桩误差小于50 mm, 垂直度误差小于1.5H%。

4 复合地基施工

该复合地基加固工程动用三台DSJ型深层搅拌机, 成桩施工采用四喷四搅工艺, 粉体加固剂为425#普通硅酸盐水泥, 平均每米用水泥60 kg左右, 电子称计量。施工时, 钻机下降和提升速度控制在1 m/min～1.2 m/min, 水泥浆泵送压力为0.2 Mpa～0.5 Mpa。本工程完成的工作量及主要材料消耗详见下表:

5 施工质量控制

(1) 桩基施工严格遵照《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-79) 及相关的规范标准进行。成桩参数均按设计要求选取。

(2) 保证垂直度:采用精密水平仪调平, 确保深层搅拌机的平整度和导向架对地面的垂直度, 导向架的垂直度偏斜不超过1.5H%。

(3) 保证桩位准确度:采用全站仪进行桩位定位, 相邻两桩位与设计误差控制在20 mm以内。

(4) 通过机械自动控制回转与提升及电子称计量, 确保搅拌和提升的均匀性。另一方面, 采取三台深搅机不同时起动, 避免频繁停机。

(5) 采用四喷四搅工艺确保固结体的连续性, 避免断桩现象, 并确保桩径不小于500 mm。

(6) 对于遇块石或其它大片障碍物的地带 (如场地东北角、中部北侧) , 采用人工开挖清除块石或障碍物, 回填土后, 再施工深搅桩。

(7) 施工记录设有专人负责, 深度记录偏差不得大于50 mm;时间记录误差不得大于2秒。施工中发生的问题和处理情况, 均如实记录, 以便汇总分析。

6 施工效果

该工程施工结束后, 对深层搅拌桩施工效果的检测, 采用了开挖检查、现场静载试验和沉降观测等方法。

6.1 开挖检查

施工过程中对已施工的1、2排桩及其它部位的桩进行了开挖检查, 证实成桩质量好, 桩身强度高。施工结束后, 对所有施工的桩进行了全面开挖, 从开挖的桩头来看十分理想, 满足设计要求。