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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 B5gj_^  
付文光 'UkxS b  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) &w4?)#  
x"eRJii?  
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。 Jx_cf9{  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 kHk px52  
osciZ'~  
xpNH?#&  
G=)i{oC  
1.工程概况及地质概况 *zNYZ#  
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%。 +~St !QV%  
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。 ,4 hJT  
Y4%:7mw~=  
表1  土层主要参数表 /xG*,YL/q  
土层 lNNv|YiL  
编号     < 3(LWxw  
性状描述    层厚 uzXCIv@  
(m)    天然重度 ~)*,S^k(C.  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 9*$t!r{B@  
"B8Q:  
Es(MPa)    变形模量 s|@6S8E  
kM!kD4&  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) 6.FY0.i  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ ~"dA~[r L  
5.8     1pQn8[sc@  
18.0                 wWgWWXGT}  
-10 ~Xr=4V:a+  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     zFfoqb#*g  
2.5~ xE1 eT,  
4.1     )js)2L~  
17.3     U6=..K!q  
120     <CRP ^_c  
4.0     XV!6dh!  
8.0     ?m![Pg%  
15 so^lb?g  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     vVj  
不详 Wi>!{.}%A  
     YpQ7)_s ?  
18.5     %mL-$*  
200     AUeu1(  
6.0     ;V@WtZv  
12.0     KgV3j]d  
30 ko1J094Y%  
QS0:@.}$E)  
PEc,l>u9  
2.搅拌桩复合地基设计 jN e`;o  
2.1 设计方案 YZP(tn  
方案分析对比后,笔者设计采用深层搅拌桩复合地基方案。搅拌桩形式为双头喷浆型水泥土搅拌桩,长轴1200mm,短轴720mm,桩端进入残积层2~4m,平均桩长d=12m,其中有效桩长11m。由于本场地表层回填土新近回填,尚未完成自重固结,在搅拌桩复合地基设计中,不考虑其对搅拌桩产生的摩阻力,也不考虑其对搅拌桩产生的负摩阻力,这样的计算方法比较接近搅拌桩复合地基的实际状态。以J1型基础为例,单桩承载力设计值Nd、桩身无侧限水泥土抗压强度qu、搅拌桩置换率m、桩数n分别按下式计算: F8hw #!Aq  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; aF8fqu\  
qu = Nd /K•Ap; CPgCjtY  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); 4f@o mAM  
n=m•A/Ap UYFwS/ RW}  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; 0?sRDYaX;c  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; mt9 .x  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; >oea{u  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; r/& sub"X  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; d#6`&MR  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; -g)9R%>-  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; o5xAav"+>  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; Kqun^"Df  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; cbeLu'DWB.  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 5>VY LI  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 .id)VF-l  
L}GC<D:  
2.2 沉降计算 XXbqQhf  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: ]e >RK'  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; zs%Hb48V   
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; 6W@UJx}w5  
P0=Pb-γm•L; 'iy*^A `Y  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; qNI, 62  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; rxr{/8%f%  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; HfcL%b%G8  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; :!/gk8F|dI  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; 5'0xz.)!  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; r~+\ Y"rM  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; YRv&1!VLE  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; ]"+95*B  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; kR]!Vr*yh  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; 0_k '.5l%  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; "8'@3$>R=  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; j lp:lX  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa;  ~UyV<  
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。 6Z#\CixG  
2.3 下卧层地基强度验算 ?aC'.jH+  
桩端下无软弱土层,无需验算。 J%V-Q>L  
^BUYjq%(`  
RZ6xdq}>  
{x:ZF_wbb  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 : m)   
3.1 孤石状况及处理思路 .udv"?!z  
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。 GQ*wc?f3  
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。 lAzj N~V  
zR `EU,  
cKN$ =gd  
3.2 处理方案 ".SJ~`S  
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 Bt1p'g(V|  
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 RlheQTJ  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, cHcmgW\4  
N′=N1 /Nd′=18 I96C i2)m  
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%。 U`,0]"Qk  
994` ua+  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 uMut=ja(U  
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: /D5`   
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) PGYXhwOI  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 xBUya4w  
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: :gerQz4R8  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa;  |?Frj  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa $KUo s+%  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; # S}Z8  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; z>jUR,!GT  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; 53c0 E  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; Ob}?zl@  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 Au{<hQ =  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 !l|5z G  
; l&4V  
3.3 该基础沉降计算 iv?gZg   
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 s"9`s_p`d  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: 3<k`+,'  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 U7doU'V/  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: b8$gx:aJ>$  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa CqHK%M  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 @o#!EfZyE  
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 NM]s8cK_  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 5nTY ?<x`k  
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='$6}  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 F6o_b4l  
|u0( t,T  
4.质量检验与沉降观测 Jg]'+>,J  
4.1 取芯检验 0VckocF  
完成施工后对搅拌桩进行了质量检验,方法为取芯和复合地基载荷试验。取芯数量3条,芯样连续,搅拌均匀,无明显缺陷。对芯样进行了水泥土无侧限抗压强度试验,共制作了12个试样,试样的28天强度1.8~6.2MPa,符合设计要求。 fGw^:,B  
对1条短桩取芯抽验时,对孤石进行了钻穿取样,证实该孤石为微风化花岗岩孤石,取芯位置厚度2.6m,顶面上有40cm厚淤泥质粉质粘土,其中孤石顶面10cm内没有固结成水泥土。孤石下为残积砾质粉质粘土。 y_*PQZ$c<  
"]oO{'1X  
4.2 复合地基载荷试验 YoN*:jB<M  
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。 1BAgtd$3  
需要说明的是,因为受载荷板尺寸限制,试验时只能压载一条桩上,因此试验时搅拌桩置换率m=0.73/2=36.5%,大于设计置换率31%,应该做荷载修正。这个现象在搅拌桩复合地基试验时普遍存在,值得注意。但是因为该载荷试验的目的只是为了检验复合地基施工质量,不是为了取得复合地基承载力的设计值,因此试验时没有加以修正。 =8r 0 (c  
JT "B>y>  
4.3 沉降观测 vo\fUT@k  
该培训楼于1997年7月交付使用。交工时建筑物四周的边柱沉降值为12~17mm,较为均匀,但填充墙下沉降值太小,仅2~6mm,导致底层墙上柱边、窗角等处出现倒“八”字裂缝。墙面重新抹灰后不再出现裂缝。中柱沉降5~7mm,基础下有孤石的中柱沉降7mm。到2002年7月为止,边柱沉降15~21mm,中柱沉降9~12mm,基础下有孤石的中柱沉降12mm。近两年沉降已不再发展,此沉降值基本上为最终沉降值。 {o!KhF:[  
nL$x|}XAcj  
o;W`4S^  
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 G P:FSprP  
YLwnhy>dD  
nB%;S  
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 [97KBoSU  
付文光 m6MO W&  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) +vNZW@_$D  
DbZ0e5  
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。 4EXB;[ ]  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 nLwiCf e  
t4q ej  
'DCFezdf3  
6 4D]Ypx  
1.工程概况及地质概况 Q|,B*b  
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%。 65oWD-  
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。 !PMU O\y  
`/"nTB  
表1  土层主要参数表 RQkyCAGx  
土层 ~XydQJ^*  
编号     Xt{*N-v\  
性状描述    层厚 /w8"=6Vv~  
(m)    天然重度 \eGKkSy  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 TgTnqR@/  
E"%2)  
Es(MPa)    变形模量 Aj9Ji"18za  
9Ew7A(BG_3  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) rZojY}dWJ  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ R#n%cXc|  
5.8     >#}2J[2HQ  
18.0                 )i>[M"7  
-10 nx:KoB"ny  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     -/ x W  
2.5~ 6CC&Z>  
4.1     .6m "'m0;  
17.3     (>=7ng^  
120     =39 ?:VoD  
4.0     E RdL^T>  
8.0     Vvt  ;  
15 KtB!"yy#  
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     {ub/3Uh  
不详 ~=&t0D  
     0rokR&Y-d  
18.5     (X+s-4%  
200     ~AG$5!  
6.0     h(B,d,q"  
12.0     WlV z,t'if  
30 3Z>YV]YbeU  
z *9FlV  
V (rr"K+  
2.搅拌桩复合地基设计 p T[gdhc  
2.1 设计方案 \aP6_g:N}  
方案分析对比后,笔者设计采用深层搅拌桩复合地基方案。搅拌桩形式为双头喷浆型水泥土搅拌桩,长轴1200mm,短轴720mm,桩端进入残积层2~4m,平均桩长d=12m,其中有效桩长11m。由于本场地表层回填土新近回填,尚未完成自重固结,在搅拌桩复合地基设计中,不考虑其对搅拌桩产生的摩阻力,也不考虑其对搅拌桩产生的负摩阻力,这样的计算方法比较接近搅拌桩复合地基的实际状态。以J1型基础为例,单桩承载力设计值Nd、桩身无侧限水泥土抗压强度qu、搅拌桩置换率m、桩数n分别按下式计算: ciMM^ZRIb  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; C;Ic  
qu = Nd /K•Ap; ogeL[7  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); G{x[uE2X&f  
n=m•A/Ap `C_'|d<HA  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; K?u(1  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; Q0_>'sEM  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; *zVvQ=  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; la$%H<,7  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; HFo-4"  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; O'NW Ebl/  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; K(T\9J.  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; {13!vS%5  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; w7-WUvxl  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 kw,$NK'  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 Y7U&Q:5'  
uXQ >WI@eF  
2.2 沉降计算 ?4z8)E9Ju  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: wH"kk4^  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; W9J1=  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; :Dl% _l  
P0=Pb-γm•L; :Gh~fm3}  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1;  0=6/yc  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; *(GZ^QH.  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; :a3LS|W  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; 4p)e}W*  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; ujgLJ77  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; vt]F U<  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; |G=[5e^s[  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; N<JHjq  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; TSo:7&|  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; */OI *{Q  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; ';RI7)<  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; dEp/dd~(&  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; TYjA:d9YH  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 (paf2F`~#  
2.3 下卧层地基强度验算 (U87}}/l  
桩端下无软弱土层,无需验算。 8*!|8 BPj^  
=^h~!ovj:  
L2-^! '  
}fIqH4bp  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 @qK<T  
3.1 孤石状况及处理思路 iRV ;Fks  
在施工场地正中间的独立基础下搅拌桩时,在地面下5~5.5m处遇到障碍。经人工探测,障碍厚度不详,尺寸约7m×5m,占据了承台下大部分面积,如图1所示。判断为孤石。该孤石埋深较深,尺寸很大,很难将其挖出运走。考虑到本工程采用了复合地基形式,可以将其进行利用。 Ff"gadRXd  
通过对该场地及附近地形地貌及地质状况的了解分析,判断该孤石厚度应大于2m,下卧层应为相同状况的残积砾质粉质粘土。设计利用短桩将部分基础荷载传递到孤石上,把短桩、孤石都视为基础的一部分,认为孤石将基础底面的埋深降至-7m。 }X$l\pm  
m/USC'U%  
hSqMaX%G  
3.2 处理方案 zTCP )x  
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 #Ws 53mT  
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 Q!CO0w  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, 'M'w,sID  
N′=N1 /Nd′=18 d,'!.#e  
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%。 t 6u-G+}  
EIX\O6*  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 8?jxDW a  
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: f =_^>>.  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) 3n(*E_n  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 z] @W[MHY  
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: dc^Vc{26Z  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; ?ow'^X-  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa d$1 #<-yP  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; JmWR{du  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; Uh6mGL z*&  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; gM_:l  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; 5RA<Z.  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 (iDBhC;/B  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 wz@FrRP=  
yMIT(  
3.3 该基础沉降计算 /GsrGX8  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 V;*pL1  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: 3sC: jIp  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 [V< 1_zqt  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: QTh0 SL  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa bf98B4<  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 a%[q |oyR  
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 &X w`T9<  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 1=TSJ2{ 9  
孤石处基础沉降S′=S1′+S2′+S3=26.2mm,与其它基础沉降值21mm比较接近,说明长桩短桩能够共同工作,设计参数合理。 +Hy4s[_|  
差异沉降:该基础与最近的基础的边缘差异沉降为(25.9-21)mm/2.6m=0.19%<0.2%,满足要求。 >_#)3K1y8  
~PUsgL^  
4.质量检验与沉降观测 +>E5X4JC  
4.1 取芯检验 Ve:&'~F2 s  
完成施工后对搅拌桩进行了质量检验,方法为取芯和复合地基载荷试验。取芯数量3条,芯样连续,搅拌均匀,无明显缺陷。对芯样进行了水泥土无侧限抗压强度试验,共制作了12个试样,试样的28天强度1.8~6.2MPa,符合设计要求。 7t4v~'h;5e  
对1条短桩取芯抽验时,对孤石进行了钻穿取样,证实该孤石为微风化花岗岩孤石,取芯位置厚度2.6m,顶面上有40cm厚淤泥质粉质粘土,其中孤石顶面10cm内没有固结成水泥土。孤石下为残积砾质粉质粘土。 <kc]L x  
8xo;E=`   
4.2 复合地基载荷试验 cqg=8$RB  
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。 lS{4dvr?w  
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。 </w 7W3F  
fu>Qi)@6a1  
4.3 沉降观测 7x+=7,BZd  
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。 U+!UL5k  
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-><QFJ  
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 kbq:U8+k  
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;l`X!3  
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)  GInZ53cQ  
.g6PrhzFbk  
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)  n!l./>N  
`Q1WVd29  
回楼主,勿误解!!
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