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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 . |g67PH=  
付文光 =7WE   
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) iSz?V$}?  
PgYq=|]`  
摘  要:介绍了某建筑物独立基础下深层搅拌桩复合地基的设计计算过程,和施工中出现的巨大孤石的处理方法。 xX]92Q  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 -8r9DS -/W  
zHsWj^m"  
a;$'A[hq  
(1my9k5C  
1.工程概况及地质概况 crdp`}}  
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%。 p|b&hgA  
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。 t!"XQ$g'  
[$b\#{shtP  
表1  土层主要参数表 j*aYh^  
土层 U~e^  
编号     7JI&tlR4\c  
性状描述    层厚 ,/P)c*at5  
(m)    天然重度 BXf.^s{H  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 ~J:"sUR  
;\5^yDv[e  
Es(MPa)    变形模量 R^=)Ucj  
ssy+x;<x,  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) ZHku3)V=o  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ \x_fP;ma=_  
5.8     `]xot8  
18.0                 G~\ SI.  
-10 .`ppp!:a4  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     !@<>S>uGG  
2.5~ ve|`I=?2  
4.1     jS,zdJs=  
17.3     Cyw cJ  
120     #r4S%  
4.0     u LXV,  
8.0     ihr l!A5  
15 kTLA["<m  
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     z a^s%^:yK  
不详 iqj ZC80  
     N7`<t&T@  
18.5     I3ZbHb-)_,  
200     'F665  
6.0     >^Zyls  
12.0     )=)=]|3  
30 )~X*&(7RR}  
#n_uELE  
O]Mz1 ev|  
2.搅拌桩复合地基设计  `xpU  
2.1 设计方案 "/-T{p;.  
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: /:j9 #kj  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; TdAHw @(  
qu = Nd /K•Ap; 8v)PDO~D}A  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); C/!c?$J  
n=m•A/Ap iVKX *kqc  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; D>c-h)2|  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m;  FGP~^Dr/  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; oqOXRUy  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; 68^5X"OGF  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; K&WNtk3hT  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; xgeKz^,  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; jGtoc,\X  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; 75pz' Cb  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; gZs UX^%  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 m8|&z{  
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。 (y xrK  
H' [#x2  
2.2 沉降计算 .RNr^*AQ  
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: 2-3|0<`  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; *&vySyt  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; 6jIW)C  
P0=Pb-γm•L; 'h6Vj6  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; = yH#Iil  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; Gv};mkX[N  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; #!%\97ZR  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; aDik1Q  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; }m~2[5q%/  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; !y>MchNv  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; p<@0b  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; \5wC&|WEB  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; |# zznT"  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; N8>;BHBV!  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; ;S FmbZ%~  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; mQOYjy3  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; lilKYrUmG  
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。 <A,G:&d~  
2.3 下卧层地基强度验算 E Fx@O  
桩端下无软弱土层,无需验算。 96.A8o  
y ~ A]  
v&>TU(x\H  
f;(]P  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 Z-!W#   
3.1 孤石状况及处理思路 I&e ,R  
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。 i*JbFukG  
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。 /Nh:O  
`euk&]/^.)  
3ee?B~Tun  
3.2 处理方案 +=y ktf  
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 [We(0wF[`  
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 ms%Ot:uA  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, :W/,V^x}  
N′=N1 /Nd′=18 :X`Bc"  
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%。 -k19BDJ,W  
MO{6B#(<F  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 +P~E54  
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: Ij_VO{]G'l  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) k-( hJ}N  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 dD2N!umW  
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: N2"4dVV;  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; I<I?ks  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa 2HNH@K  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; GMZj@q  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; $z9z'^HqO  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; cN>z`x l  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; a?IL6$z  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 ZZa$/q"  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 Bpjwc<U  
z.9 #AN=&[  
3.3 该基础沉降计算 J@{yWgLg  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 ZR3x;$I~4  
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: q >9F21W  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 #0HF7C3  
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: [p +h b  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa 7b_Ihv   
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 (\si/&  
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 qR~s&SC#  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 fU+A~oL%I  
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。 6c3+q+#J2  
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。 J!QzF)$4J  
l/BE~gdl  
4.质量检验与沉降观测 `3$S^|v  
4.1 取芯检验 E6-alBi%  
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。 $h Is ab_  
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。 nJTV@m XVq  
od- 0wJN-m  
4.2 复合地基载荷试验 .>-`2B*/  
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。 aQ ~  
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。 ql%>)k /x  
c{Ax{-'R  
4.3 沉降观测 VvwQz#S  
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。 ms8PFu(f  
"/).:9],}  
r"a4 ;&mf  
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 ?D#]g[6  
}31z 35  
SR#%gR_SC  
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 '\:?FQ C  
付文光 Kt%`]Wp  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) 13]sZ([B%|  
\^wI9g~0  
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。 <dTo-P  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 6 m5\f  
Te"<.0~1  
?Rl?Pp=>  
'iN8JO>  
1.工程概况及地质概况 I3xx}^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%。 877>=Tp |  
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。 a4 g~'^uC  
Z\E3i  
表1  土层主要参数表 0;Y_@UVj  
土层 /Xi:k  
编号     '|e5cW6z  
性状描述    层厚 $cev,OW6]  
(m)    天然重度 Dg_/Iu>OAE  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 9-+6Ed^2  
{PHxm  
Es(MPa)    变形模量 x C'>W"pY  
ybtje=3E  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) Ed|7E_v  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ bID'r}55  
5.8     'M\ou}P  
18.0                 q_8qowu"  
-10 P 7 [p$Z  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     " [=Ee[/  
2.5~ g]C+uj^  
4.1     Aa&3x~3+  
17.3     GA6)O-^G  
120     5Mb1==/R  
4.0     nTSGcMI  
8.0     V#W(c_g  
15 %D z|p]49!  
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     TA=Ij,z~  
不详 3\FiQ/?  
     S:] w@$  
18.5     ;o\0:fzr  
200     nMc d(&`N  
6.0     [IxZweK  
12.0     bwo"s[w  
30 #(@dN+  
O'deQq[  
Mi\f?  
2.搅拌桩复合地基设计 :L9\`&}FS  
2.1 设计方案 S8" h9|  
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: kImGSIJ  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; EX8:B.z`57  
qu = Nd /K•Ap; 5|:=#Ql*  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); J#CF SG  
n=m•A/Ap >Lanuv)O  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; Dyp'a  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; `xkJ.,#Io  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; -aGv#!aIl  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; d}b# "A  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; (jCE&'?}  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; f#414ja  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; EkV v  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; J$PE7*NU  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; |B4dFI?  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 =,I,K=+_x  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 Z94D<X"  
vKDPg p<j  
2.2 沉降计算 kX {c+qHM  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: p&bQ_XOH  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; ~ K^Z4  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; 4qjY,QJ  
P0=Pb-γm•L; ?x]T &S{  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; G%anot  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; <;x+ ?j  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; 9VIsLk54^  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; dL")E|\\k  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; ;W#G<M&n'  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; t09,X  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; +v&+8S`+  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; VLtb16|  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; R+Ke|C  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; SDV} bN  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; 4;|&}Ij  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; "P< drz<  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; Arz> P@EQ  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 m%q#x8Fp  
2.3 下卧层地基强度验算 J?5O 2n  
桩端下无软弱土层,无需验算。 3Nw9o6`U  
_'Q}Y nEv  
E/_=0t  
A]B D2   
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 ^zqz$G#  
3.1 孤石状况及处理思路 f7XmVCz1  
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。 2P9hx5PiV  
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。 FFtj5e  
D?]aYCT  
G:' -|h  
3.2 处理方案 hGF:D#jyT  
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 A1\;6W:  
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 D6_16PJE  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, xYRL4  
N′=N1 /Nd′=18 33couAP#  
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%。 LL-MZ~ZB  
~@R=]l"  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 2`t4@T  
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: %@*diJ  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) x&)P)H0vn  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 +(r8SnRX  
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: 9VkuYm,3  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; jKQnox+=  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa yq[C?N &N  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; T:wd3^.CG  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; e&F,z=XJ}  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; eUqsvF}l!  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; (XT^<#Ga  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 -BACdX  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 VX&KGG.6  
H"I|dK:  
3.3 该基础沉降计算 +YhTb  
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。 u9m"{KnV  
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: g<KBsz!{  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 LPT5d 7K@  
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: NK*~UePy  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa k$o6~u 2&  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 HI']{2p2}t  
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 \rADwZm  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 (a`z:dz}  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 V )1SZt@x  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 k  `.-PU  
n?aogdK$V  
4.质量检验与沉降观测 fYx$3a.  
4.1 取芯检验 \I#2Mq?  
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。 2hf]XV\  
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。 " I`<s<  
X>F/0/  
4.2 复合地基载荷试验 j/wNPB/NM  
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。 sBF}j.b  
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。 nb22b Xt  
ux VXnQQ  
4.3 沉降观测 n7X3aoVV  
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。 yXrFH@3  
qVJV9n  
H@__%KBw  
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 J_U1eSz<j  
+t/ VF(!  
Cb.~Dv !  
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~L(kf4  
<.s[x~b\`  
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)  yWsN G;>  
!d&K,k  
回楼主,勿误解!!
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