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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 Zq\RNZ}  
付文光 7d M6;`V^  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) 3<e(@W}n-M  
i-:8TfI,  
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。 L&!g33J&  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石  K$37}S5  
Vid{6?7kh  
>m2<Nl}  
2$SofG6D}  
1.工程概况及地质概况 2 0Cie q  
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%。 Q}=W>|aE.  
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。 !yV,|)y5F  
p,[XT`q^  
表1  土层主要参数表 uK4'n+_>\  
土层 }ZM*[j  
编号     'Ec:l(2Ec  
性状描述    层厚 7T|J[W O  
(m)    天然重度 0]h8)EW  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 OUIUgej  
(g iTp@Tp  
Es(MPa)    变形模量  s>*Q  
1{hoO<CJ  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) &k_wqV  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ bCE7hutl  
5.8     mD^qx0o<  
18.0                 !UgUXN*  
-10 Zy!)8<Cgm'  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     :EQme0OW  
2.5~ O%fp;Y{`  
4.1     /BjGAa(  
17.3     ['}^;Y?*o  
120     xM'S ;Sg  
4.0     4I:JaRT d  
8.0     ~J. Fl[  
15 syC"eH3{  
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     cyHak u+  
不详 Ip7FD9 ^  
     q563,s  
18.5     aaf_3UH.B  
200     S$lmEJ_  
6.0     |qy"%W@  
12.0     zI2KIXcc  
30 OnPy8mC  
JV?RgFy  
fN"oa>X  
2.搅拌桩复合地基设计 ?`l=!>C4s  
2.1 设计方案 "{ry 9?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: $*v20  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; ~&[P` Z$  
qu = Nd /K•Ap; 4_m /_Z0x  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); ssr)f8R#,#  
n=m•A/Ap U@v8H!p^i  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; $R$c1C'oX  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; P8,{k  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; l5y#i7q  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; -o!,,XYj .  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; n;k97>m${x  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; YqY6\ mo  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; kX ,FQG>  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; d-N"mI-  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; 4 _U,-%/  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 MZP><Je&  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 pv m'pu78  
't]EkH]BC  
2.2 沉降计算 |YGiATD4DG  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: 0)`lx9&h  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; d Xo'#.  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; J2 rLsNC]0  
P0=Pb-γm•L; BWi 7v  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; [A..<[  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; 9-E>n)  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; ~oW8GQ  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; ^< /vbF  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; GY$?^&OO>  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; nog\,NT  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; '3u]-GU2_  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; pTX'5   
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; @H# kvYWmn  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; ;gW|qb+#)j  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; qVRO"/R  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; +#JhhW Zj(  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; ah Xq{>  
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。 ot+~|Dl  
2.3 下卧层地基强度验算 {5tEsv  
桩端下无软弱土层,无需验算。 g1*H|n h2  
'5,,XhP  
HToN+z%w3H  
W7[ S7kd  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 ' bw,K*  
3.1 孤石状况及处理思路 (Nlm4*{h  
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。 PKM$*_LcGI  
通过对该场地及附近地形地貌及地质状况的了解分析,判断该孤石厚度应大于2m,下卧层应为相同状况的残积砾质粉质粘土。设计利用短桩将部分基础荷载传递到孤石上,把短桩、孤石都视为基础的一部分,认为孤石将基础底面的埋深降至-7m。 ?a0}^:6  
yzNX2u1  
lPN< rgg  
3.2 处理方案 |p4OlUq  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN &'yV:g3H  
短桩下为孤石,承载力相对很高,因此设计承载力需按桩身强度控制。搅拌桩的抗剪强度较低,离散性很大,短桩实际上为端承桩,在上、下压力的作用下很容易从最薄弱的环节剪断,为防止这样情况发生,搅拌桩安全系数必须足够大。综合施工情况,设计搅拌桩桩身强度1.5MPa,强度安全系数取较高值,取K′=0.1,不考虑桩间回填土作用,则 s=~7m.m  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, bSmaE7  
N′=N1 /Nd′=18 So 6cm|{  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 Jx9%8Ek  
=]xk-MY"|R  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 Isgk  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为: 6dy4{i  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) XK/@!ud"`  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 ?{z$ { bD  
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: z57papo  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; ^$,kTU'=  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa PRlo"kN  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; P_g0G#`4  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; ,0~ {nQj]  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; iY'hkrw  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; JHZo:Ad -&  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 ftqW3VW  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 rLVc<595  
 ~0'l,  
3.3 该基础沉降计算 ulSTR f  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 }0nB' 0|y  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: 3 <lhoD  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 )Q j9kJq  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: E0Y/N?  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa +}0*_VW  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 :(p rx   
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 r= | |sZs  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 *Z2Q]?:{ i  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 vhEs+ j  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 `LU,uz  
; <@O^_+  
4.质量检验与沉降观测 ?E_p,#9j)  
4.1 取芯检验 }3_G|  
完成施工后对搅拌桩进行了质量检验,方法为取芯和复合地基载荷试验。取芯数量3条,芯样连续,搅拌均匀,无明显缺陷。对芯样进行了水泥土无侧限抗压强度试验,共制作了12个试样,试样的28天强度1.8~6.2MPa,符合设计要求。 5XUI7Q%  
对1条短桩取芯抽验时,对孤石进行了钻穿取样,证实该孤石为微风化花岗岩孤石,取芯位置厚度2.6m,顶面上有40cm厚淤泥质粉质粘土,其中孤石顶面10cm内没有固结成水泥土。孤石下为残积砾质粉质粘土。 |#jm=rT0y  
*-LU'yM6Yh  
4.2 复合地基载荷试验 &8i{'k,l  
搅拌桩龄期达到28天时,在条基下及独立柱基下各取一个点做复合地基载荷试验。载荷板为2m2方形钢板,地面与压板间铺设20mm厚中粗砂。荷载共800kN,分9级加荷,沉降量分别为9.9mm、6.6mm,回弹率分别为36%、33%,安全系数取2,承载力标准值fk≥200kPa,符合设计要求。 RS02>$jo  
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。 eRy'N|'  
CgKSK0/a  
4.3 沉降观测 J<*Mk  
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。 =<h=">}5'  
K y2xWd8  
OjEA;;qq  
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 t-(7Q8(  
VEEeQy  
I3$vw7}5Y  
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 K3D $ hb  
付文光 ahv=HWX k  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) @il}0  
O^% ace1  
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。 .WE0T|qDX  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 N<(`+ ?  
Hv*O9!cC  
:/l   
e' VXyf  
1.工程概况及地质概况 vJUB;hD  
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%。 M?u)H&kEl  
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。 :+!b8[?Z  
ra2q. H  
表1  土层主要参数表 xyz86r ^u  
土层 ^D[;JV  
编号     *60)Vo.=  
性状描述    层厚 dD<kNa}2  
(m)    天然重度 BIyG[y?qO  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 n_meJm.  
!:{_<C"D  
Es(MPa)    变形模量 ]#.#]}=  
;gV8f{X{Z  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) %TgM-F,8  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ 1*jm9])#  
5.8     9V\`{(R  
18.0                 yqI|BF`  
-10 ':$a6f &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     7S Zs/wWh%  
2.5~ a $:N9&P  
4.1     Lr:K0A.Ch  
17.3     ^%JWc 3jZ  
120     #JucOWxjY  
4.0     rnE'gH(V'  
8.0     V=~dgy ~@  
15 yQ50f~9  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     {!h[@f4  
不详 heA\6W:u&  
     :tG5~sK  
18.5     4*X$Jle|  
200     S~Q";C[&  
6.0     blv6  
12.0     ]:fHvx_?`7  
30 D I[Ee?  
(p!AX<=z  
7Y:s6R|  
2.搅拌桩复合地基设计 Rby7X*.-v  
2.1 设计方案 B,T.bgp\  
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: $*R9LPpk+  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; @oNrR$7  
qu = Nd /K•Ap; oZtz"B  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); K%Bi8d  
n=m•A/Ap .*"IJD9  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; \-yi#N  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; a\E]ueVD2j  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; H(s^le:!  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; oR)7 \;g  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; >w2u  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; w"|c;E1;_  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; ]3'd/v@fT  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; \O~7X0 <W  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; nE84W$\  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 bT}WJ2}  
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。 QCw<* Id+  
}.zn:e  
2.2 沉降计算 W+X zU"l  
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: ^*OA%wg3=h  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; add-]2`  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; 0 CS_-  
P0=Pb-γm•L; /([aD~.  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; 6"(&lK\^  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; )Be;Zw.|  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; oL;/Qan  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; )FLpWE"e-  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; { L5m`-x  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; 76/%Py|  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; JV>OmUAk  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; |IvX7%*]~  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; PdZSXP4;k  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; L  z  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; tG-MC&;=  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; I1,?qr"Zr  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; 9^tyjX2  
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。 j>iM(8`t1  
2.3 下卧层地基强度验算 xT/&'$@{)  
桩端下无软弱土层,无需验算。 .^23qCs  
A5b}G  
cg5DyQ(  
"oQ@.]-#  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 mq L+W  
3.1 孤石状况及处理思路 T$e_ao|  
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。 xjpW<-)MLf  
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。 ra1hdf0"  
7Fp2=j  
s5HbuyR^  
3.2 处理方案 ?0x;L/d])  
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 YS*t7  
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 I}X8-WFB  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, 'zaB5d~l  
N′=N1 /Nd′=18 EA\~m*k  
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%。 w'!gLta  
fu/c)D6u*m  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 -_3.]o/J  
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: 3A5" %  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) a/ZfPl0Ns[  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 KB^IGF  
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: >7 |37a  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; `6/7},"9t  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa k8TMdWW  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; B06/mKZ7  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; $f+9svq  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; R~i<*  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; \0$?r4A  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 9SPu 4i  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 P1kd6]s  
w%ForDB>P  
3.3 该基础沉降计算 ?2M15Q  
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。 qv:WC TAn  
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: .jCdJ =z  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 e|I5Nx2)  
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: C9h8d   
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa :X^B1z3X4  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 vv u((b  
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 xASj w?  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 Wq4?`{  
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。 \h-[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。 ^%L$$V nG  
`{ /tx!  
4.质量检验与沉降观测 cH#` f4  
4.1 取芯检验 7G/"!ePW6`  
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。 Xf0pQ]8\  
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。 <ANKoPNie  
,FTF@h-Cs  
4.2 复合地基载荷试验 gC 4w&yL  
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。  >4Lb+]  
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。 6jn<YR E-  
43eGfp'  
4.3 沉降观测 yS?1JWUC>  
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。 cX*^PSM  
~&pk</Dl  
]?kf;A@  
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 Z'EZPuZ!'  
' o 5,P/6  
.JzO f[g5  
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)  [0w @0?[  
MkF:1-=L  
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)  ;I1}g]  
HS =qK  
回楼主,勿误解!!
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