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[其他]求一个深层搅拌桩的设计实例资料 [复制链接]

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离线gxsmart
 
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只看楼主 正序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2010-12-20
最近要搞一个深层搅拌桩的课程设计  是条形基础的  现在向大家求一个深层搅拌桩的设计实例资料
离线林新凯

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只看该作者 8楼 发表于: 2011-12-13
回 7楼(林新凯) 的帖子
林新凯:小弟,你是谁啊??还发帖 (2011-12-13 07:15)  h_( #U)z_3  
K@f@vyw]  
回楼主,勿误解!!
离线林新凯

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只看该作者 7楼 发表于: 2011-12-13
回 3楼(gxsmart) 的帖子
gxsmart:谢谢你的资料!!! (2010-12-20 16:04)  m<e_Z~^G  
W7` fI*lc  
小弟,你是谁啊??还发帖
离线370903934

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只看该作者 6楼 发表于: 2011-09-21
可惜不是自己想要的,,,不过案例毕竟是案例,不同的条件不同设计!谢谢分享!
岩土交流群:155672646
真正的LV3超级群,争建岩土人的大群!
欢迎大家的加入,你我共交流
离线lingshengt

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只看该作者 5楼 发表于: 2011-01-13
收下了,顶一个,非常感谢楼主,辛苦了
离线乡巴佬

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只看该作者 4楼 发表于: 2010-12-21
这个资料有很多的 具体的设计都不相同
离线gxsmart
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只看该作者 3楼 发表于: 2010-12-20
谢谢你的资料!!!
离线zgjy1992

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只看该作者 2楼 发表于: 2010-12-20
深层搅拌桩复合地基中处理巨大孤石的工程实例 ^VEaOKMr  
付文光 \,#;gS "  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) M+I9k;N6&  
Vjd(Z  
摘  要:介绍了某建筑物独立基础下深层搅拌桩复合地基的设计计算过程,和施工中出现的巨大孤石的处理方法。 vSR5F9  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 %Fx ^"  
h]vEXWpG]  
"wCx]{Di  
97/ 4J  
1.工程概况及地质概况 >7r%k,`  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 MnlD87x@X  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 ,w f6gmh8  
WD1>{TSn  
表1  土层主要参数表 eVd:C8q  
土层 kgI8PybY  
编号     Q.fUpa v  
性状描述    层厚 }$[@*  
(m)    天然重度 G7i0P j  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 I>q!co9n  
.<Ays?  
Es(MPa)    变形模量 hiv {A9a?  
mDk6@Gd@U  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) qMoo#UX  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ ss6{+@,  
5.8     /N#=Tol  
18.0                 #=)!\   
-10 Gqj(2.AY  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     W>qu~ak?x  
2.5~ /ZM xVh0  
4.1     ?op;#/Q(  
17.3      f^KN8N  
120     YkE_7r(1  
4.0     t/_\w"  
8.0     B`||4*  
15 DWEDL[{  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     lEw;X78+  
不详 &8yGV i  
     #;5Q d'  
18.5     ( P=WKZMPN  
200     @^DVA}*b)  
6.0     @eutp`xoT\  
12.0     u'k+t`V&  
30 mnBTZ/ZjS  
6Q J.=.>b  
|ICn/r~  
2.搅拌桩复合地基设计 [-i&)eX  
2.1 设计方案 C#8A|  
方案分析对比后,笔者设计采用深层搅拌桩复合地基方案。搅拌桩形式为双头喷浆型水泥土搅拌桩,长轴1200mm,短轴720mm,桩端进入残积层2~4m,平均桩长d=12m,其中有效桩长11m。由于本场地表层回填土新近回填,尚未完成自重固结,在搅拌桩复合地基设计中,不考虑其对搅拌桩产生的摩阻力,也不考虑其对搅拌桩产生的负摩阻力,这样的计算方法比较接近搅拌桩复合地基的实际状态。以J1型基础为例,单桩承载力设计值Nd、桩身无侧限水泥土抗压强度qu、搅拌桩置换率m、桩数n分别按下式计算: F|VKrH.  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; f*A B Im  
qu = Nd /K•Ap; c`&g.s@N\  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); NpCQ4 K  
n=m•A/Ap d`C$vj  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; X|/RV4x@Cq  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; *]}F=dtR k  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; cr|]\  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; f$9|qfW'$  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; gz~ug35  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; +v'2s@e` #  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; fJ0V|o  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; )_OGt[_H  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; Z:Vde^Ih  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 kM[!UOnC!<  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 uMpuS1  
%O f w"W  
2.2 沉降计算 7&/1K%x9;  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: w<zzS: PF*  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; /Oi(5?Jn  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; zGNW5S9G  
P0=Pb-γm•L; )_n(u3'  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; e igVT4  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; 7ku=roPoF  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; .o5K X*  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; xWqV~NnE  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; ~-y&C%  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; Q+wO\TtE  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; AAW] Y#UwW  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; ==gL!e{  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; Nd_A8H,&B  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; AWPgrv/  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; ){z#Y#]dP  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; ,3c25.,*  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; 8DMqjt3B  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 k3e6y  
2.3 下卧层地基强度验算 2{Dnfl'k  
桩端下无软弱土层,无需验算。 Dgc6rv#  
UZmUYSu;  
c0HPS9N\  
Ayv:Pv@  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 MK@rx6<9  
3.1 孤石状况及处理思路 dtTfV.y4w  
在施工场地正中间的独立基础下搅拌桩时,在地面下5~5.5m处遇到障碍。经人工探测,障碍厚度不详,尺寸约7m×5m,占据了承台下大部分面积,如图1所示。判断为孤石。该孤石埋深较深,尺寸很大,很难将其挖出运走。考虑到本工程采用了复合地基形式,可以将其进行利用。 L+T'TC:  
通过对该场地及附近地形地貌及地质状况的了解分析,判断该孤石厚度应大于2m,下卧层应为相同状况的残积砾质粉质粘土。设计利用短桩将部分基础荷载传递到孤石上,把短桩、孤石都视为基础的一部分,认为孤石将基础底面的埋深降至-7m。 e=p_qhBt  
B u%%O8  
>R_m@$`  
3.2 处理方案 dZ8ldpf8  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN Q4*{+$A  
短桩下为孤石,承载力相对很高,因此设计承载力需按桩身强度控制。搅拌桩的抗剪强度较低,离散性很大,短桩实际上为端承桩,在上、下压力的作用下很容易从最薄弱的环节剪断,为防止这样情况发生,搅拌桩安全系数必须足够大。综合施工情况,设计搅拌桩桩身强度1.5MPa,强度安全系数取较高值,取K′=0.1,不考虑桩间回填土作用,则  - US>].  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, DfU= i'R  
N′=N1 /Nd′=18 _(~LXk^C  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 3Nwix_&S  
f2pA+j5[  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 GUD]sXSj  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为: X8}\m%gCU  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) MxI*ml8z?  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 e6H}L:;  
短桩作用到孤石上时,孤石偏心受力,孤石底面压力Pk及孤石边缘最大压力值Pmax应满足: ]dl.~;3~~  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; _TmKn!Jw  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa {QmK4(k?|c  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; ZZwIB3sNhf  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; 2A =Y  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; TuPD5-wB&  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; yiXb<g+B  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 :;hX$Qz  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 nT2b"wkTT  
]q4LN o  
3.3 该基础沉降计算 [{#T N  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 q4Bw5 ~n  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: WA1yA*S  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 #O,w{S  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: n[qnrk*3 %  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa hR:i!  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 0bJT0_  
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 Z+EZ</'(a  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 | 2<zYY  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 xh CQ Rw  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 q[W@.[2y)  
#Tag"b`  
4.质量检验与沉降观测 \*BRFUAc  
4.1 取芯检验 =jpRv<X|,  
完成施工后对搅拌桩进行了质量检验,方法为取芯和复合地基载荷试验。取芯数量3条,芯样连续,搅拌均匀,无明显缺陷。对芯样进行了水泥土无侧限抗压强度试验,共制作了12个试样,试样的28天强度1.8~6.2MPa,符合设计要求。 9!_LsQ\)  
对1条短桩取芯抽验时,对孤石进行了钻穿取样,证实该孤石为微风化花岗岩孤石,取芯位置厚度2.6m,顶面上有40cm厚淤泥质粉质粘土,其中孤石顶面10cm内没有固结成水泥土。孤石下为残积砾质粉质粘土。 1:M'|uc  
=h=-&DSA  
4.2 复合地基载荷试验 `s\[X-j]  
搅拌桩龄期达到28天时,在条基下及独立柱基下各取一个点做复合地基载荷试验。载荷板为2m2方形钢板,地面与压板间铺设20mm厚中粗砂。荷载共800kN,分9级加荷,沉降量分别为9.9mm、6.6mm,回弹率分别为36%、33%,安全系数取2,承载力标准值fk≥200kPa,符合设计要求。 zVe,HKF/  
需要说明的是,因为受载荷板尺寸限制,试验时只能压载一条桩上,因此试验时搅拌桩置换率m=0.73/2=36.5%,大于设计置换率31%,应该做荷载修正。这个现象在搅拌桩复合地基试验时普遍存在,值得注意。但是因为该载荷试验的目的只是为了检验复合地基施工质量,不是为了取得复合地基承载力的设计值,因此试验时没有加以修正。  P s|[  
-kP2Brm  
4.3 沉降观测 `mYp?N jR_  
该培训楼于1997年7月交付使用。交工时建筑物四周的边柱沉降值为12~17mm,较为均匀,但填充墙下沉降值太小,仅2~6mm,导致底层墙上柱边、窗角等处出现倒“八”字裂缝。墙面重新抹灰后不再出现裂缝。中柱沉降5~7mm,基础下有孤石的中柱沉降7mm。到2002年7月为止,边柱沉降15~21mm,中柱沉降9~12mm,基础下有孤石的中柱沉降12mm。近两年沉降已不再发展,此沉降值基本上为最终沉降值。 =w8 0y'  
r8N)]Hs ZH  
 &z*4Uij  
参考文献:《地基处理技术②喷射注浆法与深层搅拌法》,冶金部建筑研究总院主编,冶金工业出版社,1991年3月第一版 *%_M?^  
>b#CR/^z  
g2}aEfp!H  
fudidi
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深层搅拌桩复合地基中处理巨大孤石的工程实例 )liNjY@  
付文光 c^&:':Z%'  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) u8<Fk !  
X.q#ZpK  
摘  要:介绍了某建筑物独立基础下深层搅拌桩复合地基的设计计算过程,和施工中出现的巨大孤石的处理方法。 :,/ \E  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 KO}TCa  
<3=k  
TC:t!:  
Kl(u~/=6  
1.工程概况及地质概况 4`r-*Lx  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 lfw BUb  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 \tS| N40  
cyL|.2,  
表1  土层主要参数表 9N) Ea:N  
土层 Zyz)`>cB  
编号     {w99~?  
性状描述    层厚 3zM>2)T-  
(m)    天然重度 vDc&m  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 Fy_~~nI0  
5(Xq58nhxI  
Es(MPa)    变形模量 n.P $E  
1py >[II@  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) Y[;Z7p  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ gvP.\,U  
5.8     3);W gh6  
18.0                 kh>i#9Ie  
-10 pSpxd |k  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     zfGr1;  
2.5~ HuD~(CI.  
4.1     u)P)r,  
17.3     [{+ZQd  
120     6" . v6  
4.0     >LEp EMJ\  
8.0     N$8"X-na?  
15 ^"$~&\+x5  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     k~$}&O  
不详 ?T[K{t;~jo  
     ` B+Pl6l)F  
18.5     >9Y0t^Fl  
200     @#5?tk0  
6.0     "LVN:|!  
12.0     `S=4cSH(  
30 [>kzQYT[  
'[[*(4 a3  
~T'$gl  
2.搅拌桩复合地基设计 -$y/*'  
2.1 设计方案 : DBJ2n  
方案分析对比后,笔者设计采用深层搅拌桩复合地基方案。搅拌桩形式为双头喷浆型水泥土搅拌桩,长轴1200mm,短轴720mm,桩端进入残积层2~4m,平均桩长d=12m,其中有效桩长11m。由于本场地表层回填土新近回填,尚未完成自重固结,在搅拌桩复合地基设计中,不考虑其对搅拌桩产生的摩阻力,也不考虑其对搅拌桩产生的负摩阻力,这样的计算方法比较接近搅拌桩复合地基的实际状态。以J1型基础为例,单桩承载力设计值Nd、桩身无侧限水泥土抗压强度qu、搅拌桩置换率m、桩数n分别按下式计算: )7N$lY<  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; ]LSlo593  
qu = Nd /K•Ap; <d3N2  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); y@]:7  
n=m•A/Ap Be0v&Q_NK  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1;  OV$|!n  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; 5' 3H$%dC  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; Cqw`K P  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; uy=E92n3  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; =xHzhh  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; eP|hxqM&9  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; 'ewVn1ME[  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; C6}`qD  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; ,6^V)F  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 s!K9-qZl<  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 ]=0$-ImQ@x  
3VmF1w 2  
2.2 沉降计算 n'Z5rXg  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: )'t&LWS~  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; 'xc=N  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; )m$i``*<  
P0=Pb-γm•L; e{IwFX  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; iJ~e8l0CA  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; uF\f>E)/N%  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; ;!/g`*?  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; {DGnh1  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; ]Saw}agE[%  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; WzO[-csy  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; [5jXYqD=vj  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; Yu9.0A_) :  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; {(qH8A  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; E@^mlUf  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; a6.0 $'  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; r#' E;Yx  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; 23[XmBf  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 {'eF;!!Dy  
2.3 下卧层地基强度验算 O2>W#7  
桩端下无软弱土层,无需验算。 S?LUSb  
Hqm1[G)  
wDS(zG   
Z?tw#n[T  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 d7Devs k  
3.1 孤石状况及处理思路 c,RY j  
在施工场地正中间的独立基础下搅拌桩时,在地面下5~5.5m处遇到障碍。经人工探测,障碍厚度不详,尺寸约7m×5m,占据了承台下大部分面积,如图1所示。判断为孤石。该孤石埋深较深,尺寸很大,很难将其挖出运走。考虑到本工程采用了复合地基形式,可以将其进行利用。 Nc[V kJ]  
通过对该场地及附近地形地貌及地质状况的了解分析,判断该孤石厚度应大于2m,下卧层应为相同状况的残积砾质粉质粘土。设计利用短桩将部分基础荷载传递到孤石上,把短桩、孤石都视为基础的一部分,认为孤石将基础底面的埋深降至-7m。 1:d,8  
5!^DKyw:  
s~MCt|a  
3.2 处理方案 23WlUM  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN wZ =*ejo  
短桩下为孤石,承载力相对很高,因此设计承载力需按桩身强度控制。搅拌桩的抗剪强度较低,离散性很大,短桩实际上为端承桩,在上、下压力的作用下很容易从最薄弱的环节剪断,为防止这样情况发生,搅拌桩安全系数必须足够大。综合施工情况,设计搅拌桩桩身强度1.5MPa,强度安全系数取较高值,取K′=0.1,不考虑桩间回填土作用,则 14;lB.$p  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, nfzKUJY  
N′=N1 /Nd′=18 2XGbqZj  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 "f<+~  
t+Rt*yjO  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 H@hHEzO  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为:  $>y   
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) Di8;Tq  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 2k3yf_N  
短桩作用到孤石上时,孤石偏心受力,孤石底面压力Pk及孤石边缘最大压力值Pmax应满足: TdH~ sz  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; ck4g=QpD{  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa 0vm}[a4+i;  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; >On"BP# U  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; QHuh=7u)  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; Kw ^tvRt'*  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; 9,zM.g9Qv  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 5uufpvah  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 esVZ2_eL  
d8Kxtg Y  
3.3 该基础沉降计算 bkfk9P  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 =c(3EI'w  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: GcYT<pwN6  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 y?s8UEC  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: M~&X?/8  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa eEG]JH  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 PofHe  
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 .JkF{&=B  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 z7P] g C$\  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 qEbzF#a-:  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 >ey- j\_v  
@|GKNW#  
4.质量检验与沉降观测 @Ui dQX"b  
4.1 取芯检验  kwd)5J  
完成施工后对搅拌桩进行了质量检验,方法为取芯和复合地基载荷试验。取芯数量3条,芯样连续,搅拌均匀,无明显缺陷。对芯样进行了水泥土无侧限抗压强度试验,共制作了12个试样,试样的28天强度1.8~6.2MPa,符合设计要求。 J6Q}a7I#  
对1条短桩取芯抽验时,对孤石进行了钻穿取样,证实该孤石为微风化花岗岩孤石,取芯位置厚度2.6m,顶面上有40cm厚淤泥质粉质粘土,其中孤石顶面10cm内没有固结成水泥土。孤石下为残积砾质粉质粘土。 ep3iI77/  
L7lRh=D  
4.2 复合地基载荷试验 H\Jpw  
搅拌桩龄期达到28天时,在条基下及独立柱基下各取一个点做复合地基载荷试验。载荷板为2m2方形钢板,地面与压板间铺设20mm厚中粗砂。荷载共800kN,分9级加荷,沉降量分别为9.9mm、6.6mm,回弹率分别为36%、33%,安全系数取2,承载力标准值fk≥200kPa,符合设计要求。 p-t*?p C  
需要说明的是,因为受载荷板尺寸限制,试验时只能压载一条桩上,因此试验时搅拌桩置换率m=0.73/2=36.5%,大于设计置换率31%,应该做荷载修正。这个现象在搅拌桩复合地基试验时普遍存在,值得注意。但是因为该载荷试验的目的只是为了检验复合地基施工质量,不是为了取得复合地基承载力的设计值,因此试验时没有加以修正。 z.7'yJIP#  
_ooSMp|  
4.3 沉降观测  !bi}9w  
该培训楼于1997年7月交付使用。交工时建筑物四周的边柱沉降值为12~17mm,较为均匀,但填充墙下沉降值太小,仅2~6mm,导致底层墙上柱边、窗角等处出现倒“八”字裂缝。墙面重新抹灰后不再出现裂缝。中柱沉降5~7mm,基础下有孤石的中柱沉降7mm。到2002年7月为止,边柱沉降15~21mm,中柱沉降9~12mm,基础下有孤石的中柱沉降12mm。近两年沉降已不再发展,此沉降值基本上为最终沉降值。 zsx12b^w  
XiB]I5(hcc  
Z|kMoB  
参考文献:《地基处理技术②喷射注浆法与深层搅拌法》,冶金部建筑研究总院主编,冶金工业出版社,1991年3月第一版 nE)|6  
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