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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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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
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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 J!@$lyH  
付文光 E6-alBi%  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) }@pe `AF^  
'y#kRC=G:  
摘  要:介绍了某建筑物独立基础下深层搅拌桩复合地基的设计计算过程,和施工中出现的巨大孤石的处理方法。 uW&P1 'X  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 xi6Fs, 2S  
w@P c7$EP  
RN?z)9!  
~%4#R4&  
1.工程概况及地质概况 ^ ,Bxq^'D  
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%。 g eaeOERc  
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。 GYiUne $  
SvH=P !`+  
表1  土层主要参数表 EIl _QV6  
土层 (tEW#l'}  
编号     u>(s .4]+  
性状描述    层厚 J4te!,  
(m)    天然重度 nTj Q4y  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 n<7#?X7  
|B4dFI?  
Es(MPa)    变形模量 `3r*Ae  
4EuZe:'X  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) .N] ^g#  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ WJ\YKXG  
5.8     MC3XGnT#5  
18.0                 4;|&}Ij  
-10 >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     `c{i +  
2.5~ Ssaf RK$  
4.1     XaD}J:Xq  
17.3     [HIg\N$I8C  
120     G <m{o  
4.0     }?>30+42:  
8.0     a+*|P  
15 jKQnox+=  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     6ssZg@}nf{  
不详 2N(c&Dzkh`  
     *8"5mC ;"  
18.5     vK#xA+W  
200     z -(dT  
6.0     _}`iLA!$I  
12.0     ? _[gs/i}  
30 WJe  
&e_M \D  
yYWGM  
2.搅拌桩复合地基设计 IcPIOCmOc  
2.1 设计方案 a+zE`uY  
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: nb'],({:9  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; u-j$4\'  
qu = Nd /K•Ap; _V6;`{$WK  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); } RG  
n=m•A/Ap |? ?uVA)\X  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; R$(,~~MH  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; :(A]Bm3  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; dB_\0?jJ-  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; Uh?SDay  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; ^7TM.lE  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; vYmRW-1Zxq  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; J9I!d.U  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; Q?7U iTZ  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; )"A+T&  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 OyZgg(iN  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 398}a!XM  
-`iZBC50  
2.2 沉降计算 q+e'=0BHd:  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: ./[%%"  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; yWF DGk  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; "J%u !~  
P0=Pb-γm•L; #Cvjv; QwY  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1;  U`IDZ{g  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; hM/|k0YV  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; HWFo9as""v  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; z~L(kf4  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; ggJn oL  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; 4[Hf[.  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; cZZ-K?_  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; B Lw ssr.  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; 4mQ:i7~  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; pDCQ?VW  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; jzdK''CHi  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; (.m0hN!~u  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; b,]h X  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 ; R&wr _%  
2.3 下卧层地基强度验算 oOmPbAY  
桩端下无软弱土层,无需验算。 NK$k9,  
M@E*_U!U  
F%+/j5~^  
[- a2<E  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 loLQ@?E  
3.1 孤石状况及处理思路 MHpPb{ ^  
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。 xCEEv5(5  
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。 -s,^_p{H  
JC_Y#kN@z  
SZzS$6 t  
3.2 处理方案 5nkx8JJ  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN OgY4J|<  
短桩下为孤石,承载力相对很高,因此设计承载力需按桩身强度控制。搅拌桩的抗剪强度较低,离散性很大,短桩实际上为端承桩,在上、下压力的作用下很容易从最薄弱的环节剪断,为防止这样情况发生,搅拌桩安全系数必须足够大。综合施工情况,设计搅拌桩桩身强度1.5MPa,强度安全系数取较高值,取K′=0.1,不考虑桩间回填土作用,则 _ohZTT%l  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, 0V1)ou84'  
N′=N1 /Nd′=18 (es+VI2!&C  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 nz3j";d  
S>/p6}3]  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 #Ne<=ayS  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为: A{bt Z#k  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) |ITp$  _S  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 `M6!V  
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: 68[3 /  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; SsIy;l  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa C5CUMYU  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; \3-XXq  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; ra0:Lg'  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; &BY%<h0c  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; (CJiCtAsl`  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 r`qMif'  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 .0:BgM  
mS p -  
3.3 该基础沉降计算 j6%X  
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。 XI} C|]#  
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: #v0"hFOH,  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 GpMKOjVm|  
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: 9c1g,:8\  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa Wb+^Ue  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 ! @{rk p  
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 ZR.1SA0x?O  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 HJhPd#xCW  
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。 F[<EXLQ  
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。 iS&~oj_-%  
0#pjfc `:  
4.质量检验与沉降观测 ([R}s/)$  
4.1 取芯检验 q#:,6HDd  
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。 }__g\?Yf  
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。 ,d(F|5 M:  
g0v},n  
4.2 复合地基载荷试验 C)~YWx@v  
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。 6F6[w?   
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。 Z4A a  
dB+x,+%u+  
4.3 沉降观测 K QXw~g?  
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。 {_0Efc=7  
IMIZ#/  
5LbU'5  
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 f{xR s-u]  
d"<Q}Ay  
Vc.A <(  
fudidi
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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 XIh2Y\33ys  
付文光 [?x9NQ{  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) 4b=hFwr[?  
qp 4.XL  
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。 _/bFt6  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 \bYuAE1q  
,X(P/x{B  
$T{,3;kt  
.w/#S-at  
1.工程概况及地质概况 tt%Zwf  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 zIt-mU  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 LO]D XW 9  
'$pT:4EuGq  
表1  土层主要参数表 J01w\#62pQ  
土层 r/1:!Vu(  
编号     dl;~-'0  
性状描述    层厚 }uo5rB5D  
(m)    天然重度 GHj1G,L@\  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 #q`[(`Bx  
P7QOlTQI  
Es(MPa)    变形模量 'Wjuv9)/  
<J-bDcp  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) fpf1^ TZ  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ Cnd70tbD )  
5.8     (A O]f fBU  
18.0                 r|4jR6%<'m  
-10 txQyHQ)@  
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{k8Y?  
2.5~ ,!t1( H  
4.1     IK5FSN]s/  
17.3     W"S,~y  
120     DfwxPt#  
4.0     :0IxnK(r&  
8.0     -/|O*oZ  
15 fv$Y&_,5  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     SjD,  
不详 W7.O(s,32  
     )bRe"jxn7  
18.5     uXq?Z@af|f  
200     y_J~n 9R  
6.0     c'OJodpa  
12.0     7iu?Q  
30 Ag}V>i'  
rubqk4  
3S1V^C-eBx  
2.搅拌桩复合地基设计 3U<\y6/  
2.1 设计方案 q# gZ\V$I  
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: IrQ8t!  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; :,rD5a OQ  
qu = Nd /K•Ap; 7Z5,(dH>  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); 'D%No!+Py  
n=m•A/Ap YS=|y}Q|7d  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; ;y<)RM  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; GDw4=0u-  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; lz\{ X  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; udtsq"U_%  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; &RRggPx"k  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; N%;Q[*d@/  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa;  z:9  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; }Bw=2 ~  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; d=WC1"  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 6CO>Tg:%  
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。 6;Cr92  
n>>hfxv(O!  
2.2 沉降计算 <y'B !d#  
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: dgd&ymRm :  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; ;hF>iw  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; RBr  
P0=Pb-γm•L; %_u*5,w  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; I@cKiB  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; WhE5u&`  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; O/_} O_rR  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; p`gg   
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; WzgzI/  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; W6'+#Fp  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; .6!]RA5!=  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN;  Cih}  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; Oz^+;P1  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; 25ul,t_Du  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; 2t1WbP1  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; d(, -13  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; b9EJLD  
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。 )[9L|o5D  
2.3 下卧层地基强度验算 S7aSUt!  
桩端下无软弱土层,无需验算。 jR@-h"2*A  
#` z!f0 P  
)%X\5]w`  
XT>e/x9'  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 9<7Q{  
3.1 孤石状况及处理思路 %Tsefs?_  
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。 PG<N\  
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。 -# <,i '  
 Ea\a:  
+hjc~|RK  
3.2 处理方案 qFUpvTe  
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 )yJeh  
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 =AgY8cF!sl  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, nkJ*$cT1o  
N′=N1 /Nd′=18 !}1n?~]`  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 [FiXsYb.8  
\vQ_:-A  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 % Pa-fee  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为: d /t'N-m  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) bL0+v@(r  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 &~E=T3  
短桩作用到孤石上时,孤石偏心受力,孤石底面压力Pk及孤石边缘最大压力值Pmax应满足: TlBLG.-^  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; Qs% f6rL  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa #Q'i/|g   
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; r`<e vwIe  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; Iu1P}R>C  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; n1sH`C[c  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; ew`R=<mZ,7  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 cK-!Evv  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 2tWUBt\,g  
)@K|Co  
3.3 该基础沉降计算 VwC, +B  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 ._FgQ` `PL  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: TfZO0GL$  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 |LNXu  
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: }kOhwT8sI  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa (|6q N  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 *=2jteG=3.  
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 fA 3  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 b-O4IDIT  
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。 MfL q h  
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。 uq 6T|Zm  
O'wN4qb=F  
4.质量检验与沉降观测 Q ?Nzt;)!.  
4.1 取芯检验 qp{NRNkQ  
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。 VX>_Sp s  
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。 8\a)}k~4  
`8y &  
4.2 复合地基载荷试验 N %?o-IY  
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。 b _u&%  
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。 Y]Fq)  -  
3p^WTQ>(  
4.3 沉降观测 )Z; Y,g  
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。 5#fLGXP  
7H[+iS0  
u>(Q& 25  
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 _c(=>  
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f0[xMn0Tu  
fudidi
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)  ,|.8nk"  
V5O=iMP  
小弟,你是谁啊??还发帖
离线林新凯

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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)  {?E<](+0  
L0rip5[;d  
回楼主,勿误解!!
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