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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 Y+D#Dv |  
付文光 Kj'uTEM  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) 5VISP4a  
Oh|Hy/&6W  
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。 _/KN98+  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 5T,`j=\  
P'g$F<~V  
l9-(ofY*J  
. [C ~a  
1.工程概况及地质概况 ua2SW(C@  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 IQR?n}ce  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 gHTo|2 Q{  
wc ^z9y  
表1  土层主要参数表 v67o>`<$  
土层 wL}=$DN  
编号     <%|2yPb]  
性状描述    层厚 f#[Fqkmj  
(m)    天然重度 ~*H!zKIx  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 -qs9a}iL  
KF-n_:Bd+  
Es(MPa)    变形模量 WT1ch0~2  
E")82I  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) 0"ZRJl<)[I  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ rHP5;j<]  
5.8     +4)Kc9S#  
18.0                 zX)uC<  
-10 r;9F@/  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     L"AZ,|wIk  
2.5~ oJ5V^.  
4.1     Q|;8\5  
17.3     @k6>&PS  
120     iLgWzA  
4.0     O)W1.]GMbf  
8.0     R7vO,kZ6Q  
15 dC)@v]#h  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     )4DF9JpD  
不详 Wz9 }glr  
     xvb5-tK -  
18.5     * c xYB  
200     Zj$U _  
6.0     Og^b'Kx/  
12.0     S25&UwUw  
30 `,xKK+~YG-  
kMK-E<g  
gi~*1RIel;  
2.搅拌桩复合地基设计 Z5+qb  
2.1 设计方案 p0[ %+n%  
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: './s'!Lj  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; :]:q=1;c  
qu = Nd /K•Ap; `|I h"EZ  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); UE*M\r<  
n=m•A/Ap ^'#vUj:"  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; hH%@8'1v  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; AuWEy-q?  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; }" A.[9 b  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; 6VIi nuOW  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; |E|d"_Ma  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4;  d':c  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; d?'q(6&H  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; <D=U=5  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; XO219   
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 58WL8xu  
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。 YX- G>.Pc  
?&"-y)FG  
2.2 沉降计算 f~t*8rG~m  
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: yw2sK7  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; WOquG  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; Yf<6[(6 O  
P0=Pb-γm•L; dZ_Hj X7  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; lLl^2[4k5  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; bz,C%HFA  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; !A g W @  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; !}<Y^="  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; 85-00m ~  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; FL- sXg  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; )p 2kx  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; S)p1[&" M  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; }ufH![|[r  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; 3s"x{mtH  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; rtC.!].;%  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; =lA*?'kd  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; iE>T5XV8$B  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 H:2#/1Oz>  
2.3 下卧层地基强度验算 { "=d7i  
桩端下无软弱土层,无需验算。 *GD?d2.6j  
Bh<)e5lP:  
8eQ 4[wJY  
6/ F]ncwG  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 }fdo Aid~  
3.1 孤石状况及处理思路 aNw8][  
在施工场地正中间的独立基础下搅拌桩时,在地面下5~5.5m处遇到障碍。经人工探测,障碍厚度不详,尺寸约7m×5m,占据了承台下大部分面积,如图1所示。判断为孤石。该孤石埋深较深,尺寸很大,很难将其挖出运走。考虑到本工程采用了复合地基形式,可以将其进行利用。 L-vy,[9)[*  
通过对该场地及附近地形地貌及地质状况的了解分析,判断该孤石厚度应大于2m,下卧层应为相同状况的残积砾质粉质粘土。设计利用短桩将部分基础荷载传递到孤石上,把短桩、孤石都视为基础的一部分,认为孤石将基础底面的埋深降至-7m。 'f]\@&Np  
r65/O5F  
bfhap(F~(e  
3.2 处理方案 66!cfpM  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN ~:v" TuuK  
短桩下为孤石,承载力相对很高,因此设计承载力需按桩身强度控制。搅拌桩的抗剪强度较低,离散性很大,短桩实际上为端承桩,在上、下压力的作用下很容易从最薄弱的环节剪断,为防止这样情况发生,搅拌桩安全系数必须足够大。综合施工情况,设计搅拌桩桩身强度1.5MPa,强度安全系数取较高值,取K′=0.1,不考虑桩间回填土作用,则 QF Vy2 q  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, fp u^  
N′=N1 /Nd′=18 r,aV11{  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 !bRoNP  
.r$d 8J  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 ?X~Keb  
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: &E0P`F,GQA  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) 6o!+E@V b  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 yKgA"NaM  
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: m&cVda/  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; % ,1bh  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa ^*`hJ48u  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; =UT*1-yh R  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; CB\E@u,  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; d%8hWlffz  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; n](Q)h'nlo  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 CB:G4VqOT  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 Jwgd9a5  
?u/RQ 1  
3.3 该基础沉降计算 tWT@%(2~0  
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。 1UT&kD!si  
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: [ lW~v:W  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 ;(5b5PA  
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: <S <@V?h  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa ]gx]7  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 DavpjwSn  
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 C,HKao\  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 :[A>O(  
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。 [HLXWu3  
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。 wgp{P>oBX  
,p {|f}0  
4.质量检验与沉降观测 9Eu.Y  
4.1 取芯检验 9/'zk  
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。 3%p^>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。 [AA'Ko  
4At{(fw W  
4.2 复合地基载荷试验 *`7cvt5]IM  
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。 |Q[[WHqj2f  
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。 OLg=kF[[  
XcD$xFDZ  
4.3 沉降观测  ]Vuq)#  
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。 $GB/}$fd&  
&3#19v7/  
EPkmBru ^  
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 rzsAnLxo  
TldqF BX  
*#\da]"{  
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 Q+YYj  
付文光 m:_'r"o  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) Wo+fMn(O  
{ )=h  
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。 INt]OPD  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 ^M_0M  
+`'=K ;{U  
gn4+$f~w  
2 ,RO  
1.工程概况及地质概况 xy;u"JY*  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 > yk2  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 'So,*>]63  
}V:ZGP#!'  
表1  土层主要参数表 mO=bq4!  
土层 SoC3)iqv/  
编号     ;n`SF~CU  
性状描述    层厚 z3>ldT  
(m)    天然重度 Ti:PKpc  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 MROe"Xj  
RzgA;ZC'  
Es(MPa)    变形模量 <#HQU<  
W:VRLT>w>  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) ROqz$yY  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ }M*yE]LL;Z  
5.8     EVYICR5g  
18.0                 wA$ JDf)Vg  
-10 @A?Ss8p'  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     mqUn3F3  
2.5~ vVBu/)  
4.1     sbqAjm}  
17.3     ^qvN:v$1  
120     J$"3w,O6+U  
4.0     :rR)rj'  
8.0     l/ufu[x!a  
15 v!~tX*q  
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     uI lm!*0  
不详 AYb-BaIc  
     F`))qCgg]  
18.5     I5Vp%mCY  
200     F8Y_L\q  
6.0     T8'm{[C  
12.0     QmxI ;l  
30 WOkAma-  
->_rSjnM{  
^V,?n@c!  
2.搅拌桩复合地基设计 s aY;[bz}  
2.1 设计方案 <MdIQ;I8  
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: W w\M3Q`h  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; _ x8gEK8  
qu = Nd /K•Ap; bYt [/K,  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); g4z*6L,u  
n=m•A/Ap :k&R]bc9  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; >JVdL\3  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; 5\S s`#g  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; Fp=O:]  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; ^6g^ Q*"  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; !79eF)  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; .0 }eg$d  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; -9)H [}.  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; ZMa@/\pf1  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; :Q]P=-Y8  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 d%?$UnQ  
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。 0K T^V R  
jTHgh>n  
2.2 沉降计算 (t[sSl  
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: wX/0.aZ|  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; Wl?0|{W  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; 'ip2|UG  
P0=Pb-γm•L; T%q@jv{c  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; (+aU,EQ  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; MEKsL7  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; P-]u&m/6  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; Q^trKw~XNy  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; :yFUlO:  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; rHngYcjR  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; L"[2[p  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; oyC5M+shP9  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; 1xBgb/+  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; yVZLZLm  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; GoSdo  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; `|&#=hl~  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; skeH~-`M@  
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。 #X 1 GL  
2.3 下卧层地基强度验算 9fQ[:Hl"  
桩端下无软弱土层,无需验算。 X?f\j"v  
J> Z.2  
\P~ h0zg?  
!pT i.3  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 ; ,9:1.L  
3.1 孤石状况及处理思路  VB&` S+-  
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。 XSOSy2:  
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。 R^*%yjy9  
,9~=yC  
g$S|CqRG  
3.2 处理方案 %7}ibz4iF  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN Bl$Hg,in-  
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 HAKB@h)  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, ^L4"X~eM  
N′=N1 /Nd′=18 [[FDt[ l4  
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%。 Rq`d I~5!b  
j;TXZ`|(  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 t nvCtuaR  
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: 4 x|yzUx  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) <dd XvUCX  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 1RHFWK5Si  
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: fmgXh)=  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; >a%C'H.A9  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa X5_T?  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; 0)Nu  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; @y1:=["b  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; +%sMd]$,n  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; N1!O8"Q|*3  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 RwyX,|  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 ^K3Bn  
^ L?2y/  
3.3 该基础沉降计算 *TyLB&<t  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 ka=EOiX.  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: 2pQ29  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 9@3cz_[J  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: ^ jYE4gHM  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa %r =9,IJ  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 Q  h~  
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 o{[w6^D7  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 ks19e>'5Q  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 |&u4Q /0  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 (pv6V2i  
6Cj$x.-K  
4.质量检验与沉降观测 }z,f8Yz  
4.1 取芯检验 nF1}?  
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。 2r^G;,{  
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。 W#Eg\nT  
;X;q8J^_K_  
4.2 复合地基载荷试验 (ay((|)  
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。 {J~VB~('  
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。 >}H3V]  
X:2)C-l?  
4.3 沉降观测 BZP{{  
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。 &9OnN<mT1  
7ILb&JQ!%{  
_<^mi!Y  
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 5do49H_  
JfLoGl;p m  
$Cnv]1%  
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)   % Z-B{I(  
,M0#?j>  
小弟,你是谁啊??还发帖
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)  NsF8`r g  
ICm/9Onh&  
回楼主,勿误解!!
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