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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 t1)~J  
付文光 r#K;@wu2  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) !*?Ss  
nj7wc9z4  
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。 ?}N@bsl08w  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 qGE?[\t[6  
;!CYp; _  
t^ =6czk  
j]#-DIL  
1.工程概况及地质概况 ?T\m V}  
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%。 0$n0f u  
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。 6E!CxXUX  
%#.H FK  
表1  土层主要参数表 V8z91  
土层 u0md ^  
编号     1|L3} 2  
性状描述    层厚 ?Afx{H7  
(m)    天然重度 :(,Eq?  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 ugM,wT&~Y  
BVx: JiA  
Es(MPa)    变形模量 (]|rxmycA  
0Wf,SYx`s  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) V4RtH  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ 2Et7o/\<  
5.8     oJF@O:A  
18.0                 w,\#)<boyb  
-10 Kf XE=v{t  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     <uugT9By  
2.5~ |]5g+sd  
4.1     *3hqz<p4:  
17.3     }ug|&25D  
120     pcM'j#;  
4.0     <t{T]i+  
8.0     PNSZ j#  
15 (ia(y(=C  
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     FDB^JH9d  
不详 3N?WpA768/  
     Y&O<A8=8  
18.5     -Bqn^ E  
200     lc%2Pi[X  
6.0     6#+&_ #9  
12.0     Rx$5#K!%M  
30 7Q<xC  
E%M~:JuKd?  
~M 6^%  
2.搅拌桩复合地基设计 &Bbs\ ;  
2.1 设计方案 -WIT0F4o;  
方案分析对比后,笔者设计采用深层搅拌桩复合地基方案。搅拌桩形式为双头喷浆型水泥土搅拌桩,长轴1200mm,短轴720mm,桩端进入残积层2~4m,平均桩长d=12m,其中有效桩长11m。由于本场地表层回填土新近回填,尚未完成自重固结,在搅拌桩复合地基设计中,不考虑其对搅拌桩产生的摩阻力,也不考虑其对搅拌桩产生的负摩阻力,这样的计算方法比较接近搅拌桩复合地基的实际状态。以J1型基础为例,单桩承载力设计值Nd、桩身无侧限水泥土抗压强度qu、搅拌桩置换率m、桩数n分别按下式计算: *`:zSnu  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; nn@"68]g  
qu = Nd /K•Ap; T!uK _  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); l>RW&C&T  
n=m•A/Ap & p 1Et  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; a;eV&~  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; bQlShVJL  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; sKhX0,s&  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; T`{W$ 4XS  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; &|7pu=  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; P`HE3?r  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; @|xcrEnP}B  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; $X~4J  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; xp%,@] p  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 r%hnl9  
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。 B Mh 949;  
~Dw.3P:-  
2.2 沉降计算 3 tMFJ ;*`  
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: F/[vg  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; !Y3w]_x[:  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; Int 6xoz  
P0=Pb-γm•L; />(e.)f  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; 3&kHAXzM  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; :] Jwcp  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; )p7WU?&I  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; B98&JoS  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; &ZgB b  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; <qs>c<Vj  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; ~xqRCf{8  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; 5V\\w~&/  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; 08&DP^NS  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; S,LW/:,  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; +(VHnxNQs  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; \D] N*  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; 4"fiEt,t<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。 Y!9'Wf/^  
2.3 下卧层地基强度验算 O0#wM-M  
桩端下无软弱土层,无需验算。 a DuO!?Cm  
?<\ K!dA  
^1M:wX r  
_8b)Xx@5  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 lL~T@+J~  
3.1 孤石状况及处理思路 w? A&XB+  
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。 8moX"w\~_h  
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。 EUj'%;s z-  
4(MZ*6G]?  
p`-`(i=iJo  
3.2 处理方案 #uJGXrGt=  
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 utKtxLX"  
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 7yxZe4~|#  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, !Gsr* F{.  
N′=N1 /Nd′=18 3 <RkUmR  
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%。 FW(y#Fmqs  
!r$?66q/  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 qlmz@kTb  
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: 8;/`uB:zV  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) 7!.%HhU0  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 v;AMx-_WH  
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: n!~mdI&  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; sF^3KJ|  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa &Al9%W  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; > tXn9'S  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; c%c/mata?  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; }2-<}m9}  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; l j*ELy  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 dHc38zp  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 |BhfW O8p  
ja*k\w{U'  
3.3 该基础沉降计算 Ffk$8"   
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。 $8h^R#  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: +,<\LIP  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 t QkEJ pj  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: WJCEiH  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa z.n`0`^  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 x nWCio>M  
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 #k5WTcE  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 [RG&1~  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 /-JBz U$  
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。 ]uO 8  
\^2%v~  
4.质量检验与沉降观测 X~t]qT  
4.1 取芯检验 i"2[OM\j7  
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。 =A&x d"  
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。 }q9;..oL  
yHkZInn  
4.2 复合地基载荷试验 L8n1p5 gx3  
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。 CPc<!CC  
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。 BFmYbK  
vUl5%r2O4  
4.3 沉降观测 g9(zJ  
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。 c0jdZ#H  
xevG)m  
z:<mgp&/<  
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;DY v  
cn#JO^8  
uP/PVoKQ  
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 ^c{}G<U^  
付文光 $@d`Kz;  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) cC w,b]  
*9)7.} uY  
摘  要:介绍了某建筑物独立基础下深层搅拌桩复合地基的设计计算过程,和施工中出现的巨大孤石的处理方法。 AH`D&V  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 ;hR!j!3}  
l=*^FK]L`  
K;;Q*NN-  
m&o}qzC'y  
1.工程概况及地质概况 G?12?2  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 D.xN_NK"  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 <\Nf6>_qEM  
QxvxeK!Y  
表1  土层主要参数表 ~a m]G0  
土层 I!lzOg4~  
编号     ?^P#P0  
性状描述    层厚 ~(Gv/x  
(m)    天然重度 cAC2Xq  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 o+{}O_r  
+(3"XYh  
Es(MPa)    变形模量 5} |O  
quk~z};R>\  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) 6~GaFmW=  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ :Bp{yUgi@  
5.8     hABC rd Em  
18.0                 E (tdL,m'  
-10 VA.jt}YGE  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     "T5?<c  
2.5~ EAo7(d@  
4.1     OO_{ o  
17.3     8yax.N j  
120     %Bmi3 =Rr  
4.0     AC3K*)`E  
8.0     f]"][!e!,  
15 pcNVtp 'V  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     D.)$\Caq  
不详 G;615p1  
     6"WR}S0o  
18.5     =]oBBokV  
200     vIG8m@-!&;  
6.0     wE3^6  
12.0     vq_W zxaG  
30 FOpOS?Cr'  
 S]ZO*+  
&Th/Qv}[  
2.搅拌桩复合地基设计 @;_r `AT7  
2.1 设计方案 ,HS\(Z  
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: F0:Fv;  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; R6dw#;6{I  
qu = Nd /K•Ap; 0*V RFd4  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); },0fPkVsU  
n=m•A/Ap isHa4 D0  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; Tz58@VYV  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; #0`2wuo {  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; U jVo "K  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; `d6 {Tli  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; }aXc,;Ps  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; sr x`" :  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; 7^Uv1ezDR  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; y% uUA]c*m  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; lE08UEk1i  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 J/w?Fa<  
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。 .{HU1/!  
] =b?^'  
2.2 沉降计算 eB/3MUz1  
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: $y\'j5nk3  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; 8kAG EiC  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; 2f`u?T  
P0=Pb-γm•L; 4PTHUyX  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; ,!kqEIp%  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; ^C>i(j&  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; @z$V(}(O^  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; :<gmgI  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; Rg<y8~|'}  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; 3s\2 9gq  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; 9g >]m 6  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; ujB:G0'r  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; Um;ReJ8z  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; QV+('  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; Ts0.Ck  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; $J[h(>-X  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; ko im@B  
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。 W2tIt&{  
2.3 下卧层地基强度验算 R_uA!MoLs  
桩端下无软弱土层,无需验算。 b'Z#RIb  
PmvTCfsg  
"KOLRJ@  
CY)Wuv ^  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 .,l ?z  
3.1 孤石状况及处理思路 Mb3,!  
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。 s ZkQJ->  
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。 zdyS"H}  
xex/L%!Rj  
$k@reN9  
3.2 处理方案 U?>P6p  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN ZNFn^iuQ  
短桩下为孤石,承载力相对很高,因此设计承载力需按桩身强度控制。搅拌桩的抗剪强度较低,离散性很大,短桩实际上为端承桩,在上、下压力的作用下很容易从最薄弱的环节剪断,为防止这样情况发生,搅拌桩安全系数必须足够大。综合施工情况,设计搅拌桩桩身强度1.5MPa,强度安全系数取较高值,取K′=0.1,不考虑桩间回填土作用,则 l+kI4B7--  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, qOZe\<.V<  
N′=N1 /Nd′=18 "6 dC  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 +;`Cm.Iu  
o?$D09j;;  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 >T.U\,om7  
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: KLsTgo|J  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) PPDm*,T.  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 )oG_x{  
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: I6YN&9Y  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; ," :ADO-  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa !s\-i6S>  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; vwZ2kk!|i  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; ;. !AX|v  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; J.?6a:#bU/  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; *M/3 1qI  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 L2P~moVIi  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 .cQwj L  
}UHuFff,  
3.3 该基础沉降计算 -nN}8&l  
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。 Nk86Y2h  
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: Z?G-~3]e  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 7O;v5k~iQ  
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: qW][Q%'lt  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa Z)|*mJ  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 v)d\ 5#7  
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 ^=pn!lK;^  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 ~( -B%Az  
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。 w80g) 4V+  
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。 |6"zIHvtc  
pUYa1=  
4.质量检验与沉降观测 7>wSbAR<  
4.1 取芯检验 d#vq+wR  
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。 puL1A?Y8UM  
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。 j?g{*M  
'2/48j X5  
4.2 复合地基载荷试验 4ZQX YwfC|  
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。 d.% Vm&3  
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。 \.9-:\'(  
FX+Ra@I!  
4.3 沉降观测 87>\wUJ  
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。 N#6&t8;kTC  
3vHEPm]  
+<Uc42i7n  
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 1}QU\N(t  
9$)TAI&P  
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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)  lT^/ 8Z<g  
qXqGhHoe;  
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)  P!Brw72  
J}NMF#w/;  
回楼主,勿误解!!
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