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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 T`;M!-)2  
付文光 V0(ABi:d  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088) a^,RbV/  
boon =;{p  
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。 hdb4E|'A  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 z#/*LP#oY  
GjG3aqP&!  
c^k. <EA  
Wg&:xff  
1.工程概况及地质概况 ?Ea"%z*c5  
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%。 #{1fb%L{i  
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。 K@hUif|([  
3I(M<sB}  
表1  土层主要参数表 _ RYZyw   
土层 n-Y'LK40Os  
编号     K@lV P!z  
性状描述    层厚 *5)!y d  
(m)    天然重度 </p.OaNe  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 ?8/h3xV;  
Uc2#so$9  
Es(MPa)    变形模量 gV;GC{pY  
B.jYU  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) '+wTrW m~j  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ 5w9<_W0d  
5.8     tsD^8~ t|h  
18.0                 {xH@8T$DX  
-10 9\2&6H  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     I-"{m/PEdg  
2.5~ JH#?}L/0Fe  
4.1     xx8na8  
17.3     h#nQd=H<g#  
120     V|`|CVFo]  
4.0     _%B`Y ?I`  
8.0     VV0$L=mo  
15 BD+?Ad?  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     +Eg# 8/q  
不详 t T:yvU@a  
     //|Vj | =  
18.5     U @|_5[nl  
200     Hq$ |j,&?  
6.0     A@r,A?(  
12.0     2T9Z{v  
30 $Plk4 o*g  
J>35q'nN]F  
Tkf !Y?  
2.搅拌桩复合地基设计 T(DE^E@a  
2.1 设计方案 eo[^ij  
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: 2B;QS\e"  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; W aU_Z/{0  
qu = Nd /K•Ap; ?YO%]mTP  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); ;;5i'h~?]J  
n=m•A/Ap q4oZJ-`  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; 8E{>czF"  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; PMcyQ2R->  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; @d|9(,Q  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; P $S P4F  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; <i-RF-*S  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; IF1}}[Ht  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; l<?wB|1'  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; Qt 2hb  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; NBX/V^  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 ^p/mJ1/s7  
按上式计算结果为:Nd=519kN,实际设计取值Nd=430kN;qu=1472kPa,设计值取qu=1.5MPa;m=31%;n=11.6实际设计取值n=12。固化剂为32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6,水泥平均掺入比aw=15%,采用变掺量法,0~4.5m段的aw=12%,4.5~8.5m段的aw=18%,8.5~桩底的aw=9%。两喷四搅施工工艺。为使浆管出浆顺利和拌合均匀,地下水位以上的回填土层中和进入较硬的残积层中可带少量水下沉。水泥搅拌桩布置形式为均匀布桩。褥垫层为20cm厚中粗砂垫层。 ^Du_e(TiyK  
8),Y|4  
2.2 沉降计算 ZxQP,Ys_Y  
搅拌桩复合地基的沉降S等于群桩的压缩变形S1和桩端下未加固土层的压缩变形S2之和。计算时将搅拌桩群桩与桩间土视为一个假想的格子状的实体基础,格子的纵向、横向宽度分别为0.72m、1.2m,S1按《软土地基深层搅拌法技术规程》(YBJ  22-91)中公式计算,S2按《建筑地基基础设计规范》的分层总和法计算,其公式分别为: TH &B9  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; yW 3h_08  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; g~b'}^J  
P0=Pb-γm•L; 0b 'R5I.M  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; tHeLq*))  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0; t,_[nu(~8%  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; 7&1: ]{_  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; ' iK0Wr  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; EK_^#b  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; uip]K{/A!e  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; sP%.o7&n  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; rg\w!L(  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; `RRORzXoS  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; #4>F%_  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; P9vROzXK  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; ,d#4Ib  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; [G*mQ@G9  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 cALs;)z  
2.3 下卧层地基强度验算 &@+; ]t  
桩端下无软弱土层,无需验算。 %s>E@[s  
)3  
%+~0+ev7r  
@T"385>  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 +L6d$+  
3.1 孤石状况及处理思路 4NIfQYC.  
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。 ?a@l.ZM*  
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。 $P_Y8:  
TF>F7v(,45  
clNP9{  
3.2 处理方案 da@ .J9  
基础下已按原设计施工了7条桩。考虑到与短桩的协调,设计在原基础外再增加1条长桩。不考虑桩间回填土的作用,认为8根桩承担了430×8=3440kN的荷载,则短桩需承担荷载N1=27.2×200-3440=2000kN \BW(c)Q  
短桩下为孤石,承载力相对很高,因此设计承载力需按桩身强度控制。搅拌桩的抗剪强度较低,离散性很大,短桩实际上为端承桩,在上、下压力的作用下很容易从最薄弱的环节剪断,为防止这样情况发生,搅拌桩安全系数必须足够大。综合施工情况,设计搅拌桩桩身强度1.5MPa,强度安全系数取较高值,取K′=0.1,不考虑桩间回填土作用,则 v#xF;@G  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, QR4o j  
N′=N1 /Nd′=18 b8&9pLl  
考虑到短桩相互搭接减少了底面积,取布桩安全系数1.25,实际布桩23条,布桩形式如图1所示。图中阴影所示桩型均为短桩,长度5~5.5m,其中空桩1m。为减少孤石偏心受力及布桩需要,将基础尺寸由6.8m×4m修改为6.8m×5m。短桩水泥掺入比为15%。 f`e.c_n(  
6s;x@g]  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 Tx_ LH"8  
按孤石尺寸为7m×5m、底面埋深为7m、下卧层为相同状况的残积砾质粉质粘土验算,深度修正后地基承载力特征值为: |(5=4j]  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5) 7Z_iQ1  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。 _NFJm(X.  
短桩作用到孤石上时,孤石偏心受力,孤石底面压力Pk及孤石边缘最大压力值Pmax应满足: V5+a[`]  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; Pif1sL6'  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa &PX'=UT  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; +8M{y D9#  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; 0'uj*Y{L  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; xmDwoLU  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; &7LfNN`  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 m`~ Qr~  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 gN%R-e0  
??PpHB J')  
3.3 该基础沉降计算 ,")7uMZaF\  
该基础下搅拌桩、孤石共存,受力情况不明确,要准确地计算出沉降是困难的。仍假设上述的桩、石分担荷载方法成立,认为孤石没有压缩变形,则孤石处的沉降包括短桩的压缩变形S1′、孤石下地层的压缩变形S2′及短桩底端与孤石顶面残留土的压缩变形S3。S3产生的原因为:施工机械为SJB-2型深层搅拌机,该类型桩机为上喷浆型机械,单设出浆管,搅拌头一般有双层叶片,出浆口略高于上层叶片,且两个搅拌头的叶片也要分层,因此出浆口一般要高于桩尖50cm,导致桩端约有40~50cm的土中没有掺入或只能掺入较少量的浆液。其它类型的搅拌桩机存在同样的问题,只是出浆口距桩尖的距离不同。这也是搅拌桩的桩端承载力修正系数α取值较小的一个原因。对于该基础的短桩而言,如果桩端与孤石之间留有50cm的余土,其压缩变形过大,满足不了设计要求。因此施工短桩前,施工单位对搅拌头及出浆管进行了改造,在机械上使出浆口距桩尖不超过15cm。施工时通过采取加长座底时间、加大座底时喷浆压力等措施,能够使该余土厚度更小。 26A#X  
S1′计算:不考虑桩间土作用,取Ec′=Ep=120qu=180MPa,搅拌桩有效桩长L′=4m,单桩荷载Nd′=110kN,根据2.2节所列公式,计算结果: g=Lt 2UIJ  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 R#>E{[9  
S2′计算:不考虑桩间土作用,视孤石受力后侧壁与土产生摩阻力的计算方法与搅拌桩相同,孤石侧面积取As′= 38m2,孤石底面均匀受力,根据2.2节所列公式,则孤石底面的附加应力P0′、沉降S2′为: , utFCZW  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa "5Mo%cUp  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 4p.O<f;A8  
S3计算:取土层厚度L3=150mm,判断其类别为淤泥质粉质粘土,设附加压力P0″=Nd′/Ap,则 <>TBM^  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 tN~{Mt$-W  
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。 yyc&'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。 "2J;~  
3B+Rx;>h  
4.质量检验与沉降观测 Er)b( Kk  
4.1 取芯检验 iKwVYL  
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。 uvL|T48  
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。 UuGv= yC^6  
0/$sr;  
4.2 复合地基载荷试验 ^&Bye?`5  
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。 zPe .  
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。 v]v f(]""  
>\ W" 3.  
4.3 沉降观测 tr Ls4o,  
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。 P;34Rd  
N<x5:f#+  
YQ/ *|  
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 xlAaIo)T  
aF:LL>H  
`F#KXk  
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 c1i7Rc{q  
付文光 {<@~;iq  
(冶金工业部建筑研究总院    北京    100088)  f$3  
6x0>E^~  
摘  要:介绍了某建筑物独立基础下深层搅拌桩复合地基的设计计算过程,和施工中出现的巨大孤石的处理方法。 [>E0(S]  
关键词:深层搅拌桩  复合地基  巨大孤石 TR|; /yJ  
4.8,&{w<m  
l-&f81W  
0^=S:~G  
1.工程概况及地质概况 ` Oi@7 /oT  
已建深圳世界之窗某培训楼,高6层,首层建筑面积76m×20m,无地下室,框架结构,基础形式为四周条形基础、中间独立基础,基础埋深1.0m,设计要求采用复合地基,复合地基承载力fsp≥200kPa,沉降值小于35mm,差异沉降小于0.2%。 Hi Yx(hY  
该场地原地貌为海漫滩,新近回填整平。场地自上而下各土层分别为:① 人工填土层;② 第四系海相沉积层;③第四系残积层,其主要参数见表1。第四系海相沉积层中含有少量孤石。场地离海边只有二、三十米,地下水稳定水位埋深1.8~2.3m,属第四系孔隙潜水,水位及化学成分变化受海水潮汐影响较大,对混凝土无侵蚀性。 7_RU*U^  
%}/)_RzQ  
表1  土层主要参数表 J0IK =Y  
土层 4J  s>yP  
编号     A.[T#ZB.4  
性状描述    层厚 m N{$z<r  
(m)    天然重度 JsV#:  
γ(kN/m3 )    桩端承载力标准值fk(kPa)    压缩模量 LBg#KQ @  
yAOC<d9 E  
Es(MPa)    变形模量 #!2gxm;g  
(\j<`"n  
Eo(MPa)    桩周摩擦力标准值qs(kPa) (w*$~p  
①    主要由粉质粘土组成,新近回填,结构松散,可塑    5.2~ $a G'.0HW  
5.8     e042`&9=Ic  
18.0                 kQ +   
-10 !E%!,  
②    沉积淤泥质粉质粘土,黑色,局部淤泥质土,很湿,软塑~可塑     1na[=Q2  
2.5~ VaB7)r  
4.1      Po5}Vh  
17.3     0pQ>V)  
120     j[9 B,C4  
4.0     0*q:p`OLw*  
8.0     wP%;9y2B  
15 eMs`t)rQ  
③    残积砾质粉质粘土,粗粒花岗岩风化残积而成,湿,软塑~硬塑     N`M5`=.  
不详 .#X0P=  
     (H$eXW7  
18.5     <YC{q>EMc  
200     \ys3&<;b  
6.0      [7bY(  
12.0     m+gVGK  
30 NoMC* ",b>  
q~qig,$Y  
2}NfR8 N  
2.搅拌桩复合地基设计 $jHL8r\e7  
2.1 设计方案 ,#crtX  
方案分析对比后,笔者设计采用深层搅拌桩复合地基方案。搅拌桩形式为双头喷浆型水泥土搅拌桩,长轴1200mm,短轴720mm,桩端进入残积层2~4m,平均桩长d=12m,其中有效桩长11m。由于本场地表层回填土新近回填,尚未完成自重固结,在搅拌桩复合地基设计中,不考虑其对搅拌桩产生的摩阻力,也不考虑其对搅拌桩产生的负摩阻力,这样的计算方法比较接近搅拌桩复合地基的实际状态。以J1型基础为例,单桩承载力设计值Nd、桩身无侧限水泥土抗压强度qu、搅拌桩置换率m、桩数n分别按下式计算: 7Ny>W(8  
Nd= qsi•Up•Li+α•Ap•fk; A)xI. Q6  
qu = Nd /K•Ap; Xe5J  
m=(fsp-β•fs)/(Nd/Ap-β•fs); 9} vWTt0  
n=m•A/Ap HN:{rAIfc  
式中, qsi、fk-意义及取值见表1; q9OIw1xQr*  
Up-搅拌桩周长,取Up=3.31m; *G9;d0  
Li-搅拌桩在不同土层中的长度,分别为:4.5m、4m、2.5m; k@w&$M{tPF  
α-桩端土支承力折减系数,取α=0.5; (/%}a`2#o  
Ap-搅拌桩的截面积,取Ap =0.73m2; xsfq[}eH<  
K-搅拌桩强度折减系数,取K=0.4; G 6][@q  
fsp-设计复合地基承载力,取fsp=200kPa; , Le_PJY)  
β-桩间土承载力折减系数,取β=0.5; fqcyCu7Ep  
fs-桩间土地基承载力标准值,取fs=50kPa; n}l Z  
A-J1基础面积,A=6.8m×4m=27.2m2。 hm& ~6rB  
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。 L@/+u+j0  
;RU)Q)a)  
2.2 沉降计算 zVIzrz0  
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: Z5\6ca  
S1=(Pc+P0)•L/2•Ec; )YZ41K5N  
Pc=(fsp•A-fs•(A-A1))/A1; B7#;tCf  
P0=Pb-γm•L; ;j$84o{  
Pb=(fsp•A+G-Asi•qsi-fs•(A-A1))/A1; | c;S'36  
Ec=m•Ep+(1-m)•E0;  *q^'%'  
S2=Ψs P0•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi; ,GK>|gNsb  
式中,Pc-群桩顶面的平均压力,计算结果Pc=228kPa; E_++yK^=  
A1-实体基础底面积,计算结果A1=22.9m2; m>iuy:ti  
P0-群桩底面土的附加压力,计算结果P0=11kPa; A#T;Gi  
Pb-群桩底面压力,计算结果Pb=97kPa; ~Sh}\&3p  
G-实体基础的自重,计算结果G=2215kN; ^C(AMT  
Asi-实体基础侧面积,在②、③层土中计算结果分别为154、97m2; '@$?A>.cj  
γm-基底以上土的加权有效重度,计算结果γm=8.8kN/m3; _7Z$"  
Ec-群桩的变形模量,计算结果Ec=60.3MPa; 4ngiad6bR  
Ep-搅拌桩的变形模量,取Ep=120qu=180MPa; t[<=QK  
E0-桩间土的平均变形模量,E0i取值见表1,计算结果E0=6.5MPa; Ct B> s7  
计算结果S1=20.8mm,实体基础底面地层沉降S2=0.2mm,J1基础工后沉降S=S1+S2=21mm。四周的条形基础沉降略大,计算结果为27mm。 M?,;TJ7Gd  
2.3 下卧层地基强度验算 g$A1*<+  
桩端下无软弱土层,无需验算。 ;,viE~n  
IflpM]  
:A[ Gtc(_  
/fX]Yu  
3.对施工中遇到巨大孤石的处理方案 0xC!d-VIJ  
3.1 孤石状况及处理思路 $1axZ~8sS  
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。 dWI\VS9  
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。 eA!aUu  
w(vf>L6(  
w:qwU\U>x  
3.2 处理方案 |PWLFiT(>  
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 D!:Qy@Zw  
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 eN/Jb;W  
Nd′ = K′•qu •Ap=110kN, 62W3W1: W  
N′=N1 /Nd′=18 @-hy:th#  
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%。 n1H*][CK  
h.67] U7m  
3.2 孤石下卧层地层强度验算 lB-Njr  
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: A3Su&0uaB  
fa=fk+ηb•γ•(b-3)+ηd•γm•(d-0.5)  (vY10W{  
取ηb=0,ηd=1,地下水埋深2m,γm=13.2kN/m3,fa=286kPa。  9( m^^  
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: L9x,G!  
Pk= (Fk+Gk)/Ak≤fa; &?~> I[^~  
Pkmax=(1+6ex/x+6ey/y)≤1.2 fa Iv{}U\ u  
式中, Fk-孤石顶面荷载,取Fk=N1=2000kN; zIQ\ _>  
Gk-孤石及上覆土重、搅拌桩重量,计算结果Gk=3001kN; a@%FwfIu  
Ak-孤石底面积,按5m×7m=35m2估算; iB\d `NUf  
e-短桩等效作用点的偏心距,计算结果取ex=0.45m、ey=0.40m; CSs3l  
x、y-孤石粒径,取x=5m、y=7m。 ]Y3ALQr!  
计算结果Pk=143kPa,Pkmax=269kPa,均满足要求。 $lO\eQGxB  
zR e0z2  
3.3 该基础沉降计算 =%a.C(0&G  
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。 e@6}?q;  
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: }RD,JgmV  
S1′=Nd′•L′/Ap/Ec′=3.3mm。 &P\T{d2"  
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: 6:e0?R^aD"  
P0′=(Fk-As′•qs)/Ak=41kPa I} j! !  
S2′=Ψs P0′•(Zi•αi-Zi-1•αi-1)/Esi=17.1mm。 NWKD:{  
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 S`NH6?/uH  
S3=P0″•L3/Es=5.5mm。 4-m}W;igu  
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。 ~sM334sQ  
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。 ddw!FH2W (  
zNB G;\ W  
4.质量检验与沉降观测 !XK p_v  
4.1 取芯检验 QPBf++|  
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。 m8FKr/Z-  
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。 +'[iyHBJ  
o}[wu:>yk  
4.2 复合地基载荷试验 'HOt?lpu!  
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。 1f}Dza9  
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。 ;N)qNiJY  
Wjj'yqBO^  
4.3 沉降观测 cM55 vVd  
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。 }b1P!xb!A  
}+SnY8A=KZ  
$Q?UyEi  
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 sUg7  
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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)  |R DPx6!V  
/z`LB  
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)  ]^p6db zWe  
g&) XaF[!  
回楼主,勿误解!!
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