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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 .FqbX5\p,  
付文光 !wJ~p:vRdY  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) 7$Bq.Lc#z  
Eae]s8ek9  
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。 BGLJ>zkq  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 N=zrY`Vd  
`cy_@Z5A  
3PpycJ}  
+7^%fX;3pW  
1.工程概况及地质概况 -zN*2T  
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%。 MHI0>QsI  
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。 {]Nvq9?  
d01bt$8>  
表1  土层主要参数表 x}AWWmXv  
土层 4@/[aFH  
编号     fk#SD "iJ  
性状描述    层厚 h[ba$S,T  
(m)    天然重度 2o6KVQ  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 /XS}<!)%  
y''`73U"  
Es(MPa)    变形模量 :f 1*-y  
(t>BO`,  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) "CT'^d+  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ nI|jUD +y  
5.8     fg*IHha  
18.0                 ]hS4'9lD  
-10 Iy8Ehwejd  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     ?bmP<(N5/  
2.5~ \uQ(-ji  
4.1     qI^6}PB  
17.3     rzLpVpTaz  
120     3"6lPUS  
4.0     Y71io^td~j  
8.0     -+Kx^V#'R  
15 *]W{83rXQ  
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     8"N<g'Yl,  
不详 LUHj3H  
     F.c,FR2  
18.5     =>)l6**UE  
200     (](:0H  
6.0     vbmi_[,U  
12.0     ,m8l /wG  
30 <^ @1wg  
-% 5*c61  
~>k<I:BtrT  
2.搅拌桩复合地基设计 flVQG@  
2.1 设计方案 O<Ht-TN&  
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: eqZ V/a  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; ou6yi; l%  
qu = Nd /K•Ap; c,!Ijn\;(  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); !-U5d9!  
n=m•A/Ap )f*&}SV  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; DNLqipUw  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; uPr@xff  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; Fv.}w_  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; ;} Ty b  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; 2?z3s|+[  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; Z8z.Xn  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; L'H'E,  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; U $# ?Lw  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; 52C>f6w  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 TlQ#0_as[  
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。 ^UEI`_HO0  
Xb?P'nD  
2.2 沉降计算 t}c ymX~  
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: r_@;eh  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec;  pzg|?U  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; VI74{='=  
P0=Pb-γm•L; "n}J6   
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; :JV= Kt  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; r[q-O&2&  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; (Z,v)TOXjV  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; *6df|q  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; PUuxKW}  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; yS@c2I602  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; =Qsh3b&<P  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; #[qmhU{s  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; &UEr4RK;I  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; =n cu# T]  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; c] $X+  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; pTprU)sa7  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; #i%it  
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。 x5.H dKV  
2.3 下卧层地基强度验算 Kxn/@@z>u  
桩端下无软弱土层,无需验算。 Rd&2mL  
%qV=PC  
Z Mt9'w;  
4sP0oe[h  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 /v U$62KA  
3.1 孤石状况及处理思路 PL@hsZty~c  
在施工场地正中间的独立基础下搅拌桩时,在地面下5~5.5m处遇到障碍。经人工探测,障碍厚度不详,尺寸约7m×5m,占据了承台下大部分面积,如图1所示。判断为孤石。该孤石埋深较深,尺寸很大,很难将其挖出运走。考虑到本工程采用了复合地基形式,可以将其进行利用。 ]- ")r  
通过对该场地及附近地形地貌及地质状况的了解分析,判断该孤石厚度应大于2m,下卧层应为相同状况的残积砾质粉质粘土。设计利用短桩将部分基础荷载传递到孤石上,把短桩、孤石都视为基础的一部分,认为孤石将基础底面的埋深降至-7m。 7!]$XGz[  
;;2XLkWu  
0 x4Xs  
3.2 处理方案 5qt]~v%y  
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 A Ns.`S  
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 zFN:C()ig  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, 4fT,/[k?  
N′=N1 /Nd′=18 /$|C s  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 CJ8XKy  
4;<?ec(dc  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 #@w8wCj  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为: Ew*_@hVC  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) }cn46 L%/  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 Dwj!B;AZ_  
短桩作用到孤石上时,孤石偏心受力,孤石底面压力Pk及孤石边缘最大压力值Pmax应满足: D\}^<HW  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; "|{ NRIE  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa K9njD#/  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; ~-.}]N+([  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; *Cz>r}W  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; t:eZ`6o$T\  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; WUvrC  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 l<ag\ d  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 Mi%i_T^i  
2RFYnDN  
3.3 该基础沉降计算 S*Qip,u  
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。 M/EEoK^K@  
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: %\6|fKB4 <  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 )iNM jg  
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: AA6_D?)vv  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa hxP%m4xF +  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 Y}&//S A  
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 5k)QjZo  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 yS[:C 2v  
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。 a:r8Jzr  
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。 0BMKwZg  
cV\(Z6u  
4.质量检验与沉降观测 .__XOd} K  
4.1 取芯检验 xdFm-_\-  
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。 @i'RIL}  
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。 ?T3zA2  
Aq yR+  
4.2 复合地基载荷试验 ^ r-F@$:.  
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。 IlVz 5#R  
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。 6NPCp/  
P(l$5x]g,  
4.3 沉降观测 MCZTeYnx  
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。 B5GT^DaT  
$]2srRA^A  
ai)S:2  
参考文献:《地基处理技术②喷射注浆法与深层搅拌法》,冶金部建筑研究总院主编,冶金工业出版社,1991年3月第一版 Q>8F&p?R  
f*,jhJ_I  
[a:yKJ[  
fudidi
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只看该作者 2楼 发表于: 2010-12-20
深层搅拌桩复合地基中处理巨大孤石的工程实例 >v7fR<(%s  
付文光 {_&'tXL  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) 9t:F![rg  
i ?&t@"'  
摘  要:介绍了某建筑物独立基础下深层搅拌桩复合地基的设计计算过程,和施工中出现的巨大孤石的处理方法。 A'vQtlvKA  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 {Fs}8\z  
0x7F~%%2  
Bi;D d?.  
V(I!HT5.W  
1.工程概况及地质概况 {;4Y5kj  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 )_k"_VVcC  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 'r~,~A I  
cKJf0S:cx-  
表1  土层主要参数表 ELfcZfJ  
土层 ]-QY, k  
编号     VG0Ty;bV  
性状描述    层厚 b#`XmB  
(m)    天然重度 O-J;iX}  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 VkTdpeBV  
~b}a|K  
Es(MPa)    变形模量 3=5K7 F  
0{^@kxV  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) K+ZJSfO6  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ gHdNqOy c  
5.8     d[E~}Dq3#  
18.0                 9>yLSM,!rS  
-10 }Qyuy~-&^  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     M<s16  
2.5~ @}eEV[Lli  
4.1     a"SH_+T{  
17.3     +;^Ux W  
120     2~dUnskyy  
4.0     gqV66xmJ3  
8.0     dn(I$K8  
15 *oopdGue  
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     [EI~/#;  
不详 ZUePHI-dP  
     !m"LIa#/Cs  
18.5     _1Iy/T@1  
200     \X.CYkgK  
6.0     KJn@2x6LP  
12.0     K&Ner(/X`6  
30 Ir&rTGFN  
Rah"La  
sL" h  
2.搅拌桩复合地基设计 Cuu yG8  
2.1 设计方案 @ol=gBU  
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: me:~q#k  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; *`2.WF@E)  
qu = Nd /K•Ap; ]L+YnZ?6  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); 5b>-t#N,  
n=m•A/Ap PP)iw@9j  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1;  yY_(o]k  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; &|yQwNA*a"  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; #hG0{_d7  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; R[KF${X4  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; O'm><a>8  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; R % [ZQ K  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; O<7Q>m  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; ~A@T_ *0  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; t"x 8]Gy  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 cq lA"Eof  
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。 > %h7)}U  
uu ahR  
2.2 沉降计算 % `Q[?(z  
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: jr[(g:L   
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; /kV3[Rw+  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; 'D`O4TsP>  
P0=Pb-γm•L; z"#iG&>a,  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; 8XJg  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; kt`_n+G  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; JjA3G`m=  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; <7'`N\a  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; `EKmp|B_p_  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; a%| I'r  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; G&,1 NjSi  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; Y-!~x0-H  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; I@Cq<:+(3  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; KYE)#<V}@  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; =1Nz* c  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; `_%U K=m  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; aF*KY<w  
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。 _gU:!:}  
2.3 下卧层地基强度验算 CD]hi,B_J  
桩端下无软弱土层,无需验算。 p]h;M  
G>Fk )  
e_RLKFv7  
\WS2g"(  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 DrI"YX  
3.1 孤石状况及处理思路 8T6LD  
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。 .5L|(B=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。 ^*s DJ #  
s?Lx\?T  
wcr3ugvT  
3.2 处理方案 4'3do>!  
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 s%M#  
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 loRT+u$&  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, F6 mc<n  
N′=N1 /Nd′=18 X$*MxMNs  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 q^!_jMN5  
Pq\ `0/4_  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 O2i7w1t  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为: I(^pIe-  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) 0lpkG ="&r  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 {1?94rz  
短桩作用到孤石上时,孤石偏心受力,孤石底面压力Pk及孤石边缘最大压力值Pmax应满足: A*+pGQ  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; U*sjv6*T  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa qt_ocOr  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; h?_Cv*0q  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; { 0\Ez}  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; `HVS}}{a  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; q4u,pm,@  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 ~8 >Tb  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 w O H{L  
:j(e+A1@  
3.3 该基础沉降计算 0s9-`nHen|  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 -R %T Dx  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: Nq]8p =e  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 J)7\k$D  
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: d}D%%noIu  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa p7{2/m j  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 \Ui3=8(  
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 AWaptw_p*  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 I=aoP}_  
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。  NOY`1i  
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。 .8o?`  
k=]#)A(#C  
4.质量检验与沉降观测 h/oRWl0r  
4.1 取芯检验 bn 7"!6  
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。 X0:V5 e  
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。 9NF2a)&~  
@*?)S{8  
4.2 复合地基载荷试验 _{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。 /my5s\;s|z  
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。 /x%h@Cn!  
')R+Z/hG.  
4.3 沉降观测 %MG{KG=&o  
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。 -e_91W I  
Z9 z!YaOL  
*Bfo"["0.  
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 )6+Z99w  
G5WQTMzf&  
v C23  
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)  4U8N7  
4#Xz-5v  
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)  v.- r %j{I  
=9Vo[  
回楼主,勿误解!!
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