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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 UzU-eyA  
付文光 ~']&.  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) } g3HoFC  
C(F1VS  
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。 fuNl4BU  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 aQ!9#d_D  
pAJ=f}",]E  
i O%Zd[  
m\*&2Na  
1.工程概况及地质概况 Ynv9&P  
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%。 [^?13xMb  
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。 LKR==;qn  
A$9q!Ui#d  
表1  土层主要参数表 |`_ <@b  
土层 H_% d3 RI  
编号     @@xO+$6  
性状描述    层厚 &Q'\WA'  
(m)    天然重度 QO5OnYh  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 _L*f8e8  
f![xn2T  
Es(MPa)    变形模量 +Fk4{p  
P<>[e9|  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) a);O3N/*I  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ gf:vb*#Wa  
5.8     Qy{NS.T  
18.0                 -]Q3/"Q  
-10 &q4ox71  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     51&|t#8h  
2.5~ J Z %`%rA  
4.1     3xBN10R#  
17.3     &e%{k@  
120     m3U+ du  
4.0     96vj)ql  
8.0     !?BW_vY  
15 pZu?V"R  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     S8*^ss>?^R  
不详 i Bi7|  
     /t$rX3A  
18.5     NOF?LV  
200     #t=[w  
6.0     x HY+q ;  
12.0     3sS=?q  
30 0FG5_t"",\  
;rNd701p"  
:L]-'\y  
2.搅拌桩复合地基设计 B:e.gtM5  
2.1 设计方案 53bM+  
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: &K06}[J  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; =ZG<BG_  
qu = Nd /K•Ap; $ b4*/vMr  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); 0o;k?4aP.c  
n=m•A/Ap ~@xT]D!BQ  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; ]AFj&CteZ/  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; $RpF xi  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; /CIx$G  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; 7Aqn[1{_O  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; :]EP@.(  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; E yd$fcRK  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; v,n);  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; "Lb f F  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; 1d`cTaQ-  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 z|uOJ0uK  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 bi+9R-=&  
P=2wkzeJj  
2.2 沉降计算 !zU/Hq{wcK  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: >Q&CgGpW$  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; aXC!t  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; I[@ts!YD  
P0=Pb-γm•L; VXiui'/(  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; { AFf:[G  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; @]*[c})/  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; d60c$?"]a(  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; g- XKP  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; p*Xix%#6  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; 5Wo5 n7o  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; L"4]Tm>zq  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; l/[pEUYU  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; &0s*P G  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; lHcA j{6  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; : g 5(HH  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; E!uJ6\  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; b(/j\NWC  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 DjY8nePyE  
2.3 下卧层地基强度验算 7q!?1 -?8R  
桩端下无软弱土层,无需验算。 |4 Qx=x>  
B4IBuS  
eap8*ONl  
ubi~%  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 f$vwuW  
3.1 孤石状况及处理思路 r|<6Aae&  
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。 zOL;"/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。 p=H3Q?HJ}  
;>8kPG  
02(h={  
3.2 处理方案 5} G: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 ,[Ag~.T  
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 7|Xe&o<n  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, ~}K{e  
N′=N1 /Nd′=18 [z2eCH  
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%。 j|mv+O  
\X5 3|Y;=  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 w763 zi{  
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: :G#KB'  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) +mLD/gK`  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 oPsK:GC`U  
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: _KN: o10U  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; w:Ra7ExP  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa #jm@N7OZ  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; (xu=%  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; x}|+sS,g  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; Y.NE^Vn0  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; .;g}%C  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 !9D1 Fa  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 r%|A$=[Q  
r8,om^N6  
3.3 该基础沉降计算 l!:^6i  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 YQ7@D]#  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: +(&|uq^  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 x6v,lR  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: Pj&A=  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa v%nP*i9  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 {[P!$ /  
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 ^Q\XGl  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 1O0X-C,wo$  
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。 [,b)YjO~Xd  
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。 c]NN'9G!{  
mf9hFy* <4  
4.质量检验与沉降观测 g YUTt  
4.1 取芯检验 iZ "y7s  
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。 mX;H((  
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。 wDKELQ(y H  
P0 b4Hq3  
4.2 复合地基载荷试验 X}W)3v  
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。 TF2KZL#A|  
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。 F&az":  
95L yYg  
4.3 沉降观测 *HeVACxo  
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。 RB;BQoGX  
yb?|Eww_o  
OaaH$B  
参考文献:《地基处理技术②喷射注浆法与深层搅拌法》,冶金部建筑研究总院主编,冶金工业出版社,1991年3月第一版 p9iu:MucD<  
5\'AD^{  
~},W8\C>  
fudidi
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只看该作者 2楼 发表于: 2010-12-20
深层搅拌桩复合地基中处理巨大孤石的工程实例 bVK$.*,  
付文光 D#0O[F@l##  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) #pA[k -  
C6^j#rl  
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。 wS$46M<  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 j^ EbO3  
bE I!Ja  
BY( eV!  
BS2?!;,8  
1.工程概况及地质概况 1exfCm  
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%。 vgThK9{m;  
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。 :Q- F9o J  
9o_- =>(  
表1  土层主要参数表 X| <yq  
土层 %\I.DEYH  
编号     $E.XOpl&I  
性状描述    层厚 _tWE8 r,  
(m)    天然重度 {ERjeuDm]  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 ( 3;`bvYH"  
=bL{i&&  
Es(MPa)    变形模量 aR)?a;}H  
<[hz?:G"$  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) XeU<^ [  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ D^$OCj\  
5.8     p+<}Y DMb  
18.0                 j)L1H* S%  
-10 Pz`hX$  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     /^ 4"Qv\@/  
2.5~ ym%o}( v-  
4.1     qd(hQsfqYU  
17.3     RIjM(P  
120     )eR$:uO  
4.0     #T"64%dX  
8.0     woau'7}XOu  
15 . r `[  
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^ X"D  
不详 q"nGy#UWR  
     l%<c6;  
18.5     sykFSPy`'  
200     8 u:2,l  
6.0     `qu] Pxk  
12.0     |Fp'/~|w2d  
30 WG%2<Q^  
H,|YLKg-|  
2AK}D%jfc  
2.搅拌桩复合地基设计 >{XScxaB`  
2.1 设计方案 xb`CdtG2.  
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: j38 6gL  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; "L@g3g?|`  
qu = Nd /K•Ap; -tyaE  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); gjZx8oIoP  
n=m•A/Ap 8\_*1h40s  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; OjATSmZ@@  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; Efr3x{ j  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; B5`;MQJ  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; $W,zO|-  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; %zflx~  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; 61,O%lV  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; "tX7%(  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; gh61H:tkR  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; vJThU$s-  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 GNZ#q)qT  
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。 C P&o%Uc*  
}4KW@L[g  
2.2 沉降计算 3'^S3W%  
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: w%2ziwgh  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; JV%nH! Fs  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; xVTo4-[p  
P0=Pb-γm•L; {*fUJmao"  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; uMpl#N p  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; O! (85rp/  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; Gh iHA9.  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; ~'{VaYk]v  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; |0]YA  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; #[(gIOrNn8  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; @ExLh9  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; mtX31 M4  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; k.Gl4 x  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; -R8/`M8GbD  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; B!iFmkCy  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; NfqJ=9  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; !mae^A1  
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。 %2YN,a4  
2.3 下卧层地基强度验算  +Lhe,  
桩端下无软弱土层,无需验算。 Iht'e8)gq  
Bs@:rhDi  
,zoB0([  
lJlhl7  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 OQ,}/  
3.1 孤石状况及处理思路 Wt"ww~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。 <OIUyZS  
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。 Eo Ko   
!YY 6o V  
X*)?LxTj  
3.2 处理方案 |zh +  
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 [bsXF#  
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 fw:7U %MGv  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, 3jXR"@Z-  
N′=N1 /Nd′=18 Xout:dn  
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%。 @]E]W#xAn  
PY2[ S[  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 brj[c>ID  
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: 6N&| 2:U  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) }a' cm!"  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 3hH>U%`-  
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: 1z3]PA!R  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; 1*L^^% w  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa b]"2 VN  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; z+ uL "PG[  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; ~};]k}  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; 5`{=`  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; > n1h^AW  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 D/e&7^iK  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 dV)Y,Yx0${  
<>VID E  
3.3 该基础沉降计算 k&yQ98H$K"  
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。 p?}f|mQS)  
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: )y(oHRCp->  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 (v]P<3%  
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: 7,f:Qi@g  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa CcBQo8!G  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 tc"T}huypU  
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 J`4Z<b53  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 Kq$:\B)<c  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 0h^uOA; c  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 (Z5q&#f  
E2h(w_l  
4.质量检验与沉降观测 JIVo=5c}  
4.1 取芯检验 =n)JJS94  
完成施工后对搅拌桩进行了质量检验,方法为取芯和复合地基载荷试验。取芯数量3条,芯样连续,搅拌均匀,无明显缺陷。对芯样进行了水泥土无侧限抗压强度试验,共制作了12个试样,试样的28天强度1.8~6.2MPa,符合设计要求。 _cR6ik zW(  
对1条短桩取芯抽验时,对孤石进行了钻穿取样,证实该孤石为微风化花岗岩孤石,取芯位置厚度2.6m,顶面上有40cm厚淤泥质粉质粘土,其中孤石顶面10cm内没有固结成水泥土。孤石下为残积砾质粉质粘土。 O5u cI$s  
VIb;96$Or  
4.2 复合地基载荷试验 JvKO $^  
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。 6euR'd^Qi  
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。 fDL3:%D  
WfRVv3Vm  
4.3 沉降观测 iKohuZr  
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。 G!nl'5|y  
:b.3CL\.6  
km9Gwg/zT  
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 ThjUiuWe  
B.V?s,U  
fKFnCng  
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)  :)A.E}G  
KV^:sxU  
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)  *]>OCGsr  
0\_R|i_`>  
回楼主,勿误解!!
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