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载体桩复合地基在某高层建筑中的应用第36卷第31期2010年11月山西建筑shanxiarchitecturevol_36no.31nov.2010?1o3?文章编号:1009?6825i2010)31-010302载体桩复合地基在某高层建筑中的应用陈天林摘要:结合某高层建筑的工程实例,对载体桩复合地基的设计,施工作了详细阐述,并通过后期的检测分析,对该复合地基的可行性作出了评价,对载体桩复合地基的推广具有重要意义.关键词:载体桩复合地基,粉煤灰垫层,褥垫层中图分类号:tu473.1文献标识码:a近年来,复合地基技术飞速发展,复合地基已广泛应用于多层及中,高层建筑的地基处理中,复合地基的竖向增强体也由散体材料桩(如碎石桩),低粘结强度桩(如灰土桩,石灰桩,水泥土桩)发展到中,高粘结强度桩(如夯实水泥土桩,cfg桩等).本工程结合场地地质条件,将载体桩作为复合地基的竖向增强体,不但充分发挥了载体桩桩长短,单桩承载力高的特点,而且获得了很高的复合地基承载力.1工程概况某高层商住楼(三栋)位于洛阳市洛河北岸,建筑面积约60000m,地下2层,地上26层,剪力墙结构.拟建场地原为人工采石坑,场地起伏不平,后被人工填方整平.场地地貌单元属洛河河漫滩,地下水属潜水.静止水位标高136m137m,场地土类型属中,硬场地土,建筑场地类别属类.2复合地基方案的确定根据建筑物荷载情况,要求处理后的复合地基承载力特征值1)k44+125k44+250段,施工中曾发现喷粉不畅的现象.原因分析:a.气路连接部分是否没有密封好;b.喷粉管的压力是否偏低.处理的方法:检查气路连接是否严密,将送灰管道的压力尽量控制在0.1mpa0.2mpa范围内,并保持稳定.当遇到喷粉不畅时,要迅速操纵喷粉阀,不停地开关并重复,另外找一根细铁丝插捣钻头范围内的喷粉导管,同时轻轻敲击除去喷粉导管内的杂物,直至喷粉通畅为止.2)粉喷桩喷粉量存在不同程度的波动现象.原因分析:由于喷灰量是由施工人员通过操作喷灰阀来进行控制的.处理方法:a.喷灰控制阀必须由技术熟练的工人专门控制;b.喷灰量偏差要求在1kg/m的范围内,单桩喷粉总量要求偏差在1%的范围内.5结语北王堡大桥和伏伯大桥之问的湿陷性黄土地基处理,采用水不小于600kpa,同时,地基的沉降量及差异沉降应满足规范要求.由于场地地下水位埋藏较浅,传统的桩基础施工受到限制.据此,决定采用载体桩复合地基,本次复合地基设计的总体构想如下:1)由于拟建场地地貌单元属洛河河漫滩,卵石层埋藏较浅,其上部土层以杂填土为主,处理前将上部土层全部挖除换填粉煤灰,这样可以大大改善桩问土的工程性质.2)根据场地地层结构,层卵石分布稳定,承载力高,是理想的持力层,且该层埋藏较浅,故采用载体桩作为复合地基的竖向增强体,可以充分发挥载体桩桩长短,承载力高的优点,同时,获得很高的复合地基承载力.3)在复合地基与基础之间设置褥垫层,确保了桩及桩间土(粉煤灰)共同承担上部荷载,充分发挥和利用了粉煤灰垫层作为桩间土的承载力.4)设计之前,在现场进行载体桩复合地基试验,通过对粉煤灰泥粉喷桩处理措施,不仅解决了原先存在的施工困难,有效地消除原地基的湿陷性,并使地基承载力满足规范要求.而且在粉喷桩施工结束后,此段路基又作为相邻两座大桥所有箱梁的预制场地,经过足够的沉降过程后,再进行路基土方的填筑作业,从而确保了此段路基的整体稳定性更优于原设计的强夯施工方案.参考文献:1朱宏高,朱雪林.水泥搅拌桩对软弱地基加固的应用j.水文地质工程地质,1993(4):27-28.2徐振廷.粉喷桩加固软土地基的应用研究j.粮食与饲料s-&,1992(5):31-33.3周龙翔,王盛源.高速公路结构物软基粉喷桩处理a.中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第四届地基处理学术讨论会论文集c.1995.4吴献军.软基粉喷桩加固设计及其技术参数的确定j.山西建筑,2009,35(18):10l-102.researchonapplicationofcementinjectingpileincollapsibleloessfoundationtreatmentliliabstract:bycombiningwiththeconstructionpracticeoftheembankmentroadbedcollapsibletreatmentbetweenbeiwangbaobridgeandfubobridgeoffacontractsectionalonghou-yuexpressway,thepaperintroducestheconstructioncraftofcementinjectingpile,analyzesthereasonsfortheproblemsintheconstructionandpointsoutrespectivemethods,soastoaccumulateexperienceforsimilarprojects.keywords:cementinjectingpile,collapsibleloessfoundation,application收稿日期:2010.07.10作者简介:陈天林(1974一),男,工程师,机械工业第四设计研究院,河南洛阳471039第36卷第31期?104?2010年11月山西建筑垫层,单桩及复合地基的载荷试验结果进行综合分析,探讨该刚性桩复合地基的承载特性及受力机理,对载体桩复合地基的可行性作出评价.3载体桩复合地基的设计与施工3.1粉煤灰垫层的设计及施工拟建场区位于一原采砂坑内,地形起伏较大.粉煤灰垫层施工前先将层杂填土及层黄土状粉质粘土及粉土挖除,局部低洼的地方用砂卵石垫层进行找平.粉煤灰垫层底标高约为136.75m138.40m,设计要求粉煤灰垫层的压实系数不小于0.93.粉煤灰垫层的主要施工参数如下:1)使用yz168型振动压路机;2)行驶速度不大于30m/min;3)每层虚铺厚度不大于30cm;4)每层先静压2遍,再振压14遍,检验不合格的区域再增压7遍,直至全部合格.3.2载体桩复合地基的设计及施工复合地基的竖向增强体采用载体桩,以层卵石作为载体持力层,载体桩桩长约3.0m,桩身混凝土强度等级c30,通长配置钢筋笼,设计单桩承载力1200kn;复合地基布桩形式采用等边三角形,桩径400mm,桩距1.50m,面积置换率m=6.45%,处理后复合地基的承载力特征值不小于600kpa.载体桩的施工在原有工艺的基础上,制定了以下几点质量控制要点:1)将锤击成孔改为螺旋钻预成孑l,主要是考虑到没计桩间距较小及桩问粉煤灰垫层较密实,如果采用锤击成孔,将导致桩问土挤密隆起,严重影响桩及桩问土的施工质量.2)夯填料全部为c30于硬性混凝土(实际填料量0.3m0.5ill),这主要是由于持力层为较密实的卵石层,全部夯填干硬性混凝土有利于桩的受力及承载力的发挥.3)桩基施工严格按隔桩(排)跳打,横移退打的线路进行,将施工过程中邻桩之间的相互影响降至最低.3.3褥垫层复合地基施工完成后,在复合地基与基础之间铺设一层褥垫层,垫层材料采用级配碎石(粒径8mm20mm),褥垫层设计厚度为15cm.褥垫层按要求铺设完成后采用静力法压实,夯填度不大于0.9.4复合地基检测及分析4.1桩间土(粉煤灰垫层)栽荷试验结果及分析本次在桩问土(粉煤灰垫层)区域共布设载荷试验点6个,最大加荷量均超过设计承载力的2倍以上.根据载荷试验ps曲线:实验点加载到最大加荷量时,均未达到极限荷载,曲线类型属缓变型曲线,最大加荷量为:700kpa900kpa,对应沉降为5.98mm11.27mm.依据试验点的相对变形及最大加荷量等参数,综合确定粉煤灰垫层的承载力特征值为:200kpa.4.2载体桩载荷试验结果及分析载体桩单桩载荷试验共进行了6根,其中3号桩在加荷至2100kn时,桩头破裂终止试验,该桩不参与统计计算;其他5根桩极限承载力在3200kn4500kn之间,极限承载力平均值为3460kn,则对应单桩竖向承载力特征值为1730kn.从桩静载试验曲线可以看出,单桩的静载试验ps曲线无明显的比例极限或拐点,曲线类型属缓变型,这与扩底桩的沉降变形曲线相类似.从沉降看,单桩在最大荷载下对应沉降为4.37mill一一25.97mm,回弹量2.75mm一6.19toni,对应同弹率为24%一65%.可见,桩身的弹性变形占总沉降量的比例较大,表明载体的相对沉降较小.这说明,在桩身强度允许的情况下,单桩的承载力还将有较大的提升空问.4.3载体桩复合地基试验结果及分析本工程载体桩复合地摹载荷试验共进行了6组,试验承压板采用1.95m.的圆形钢板,试验数据成果如表l所示.表1载体桩复合地基试验结果最大加累计沉回弹量回弹复合地基承载对应沉降复合地綦承载桩号荷/kn降/mm率/%力特征值/kpaj/ifin力综合取值/kpa33420055.6512o521.65612264o0o45.878.34.1864l244ooo41.7410.3424.777l6l57666oi54ooo48.79586i2.0i62284oo042.3410.3524447026400046.279.3420.19666根据试验结果,复合地基的最大加荷量在4000kn4200kn之问,对应沉降量为41.74mm一55.65mm.载荷试验的p一5曲线类型属缓变型,按相对变形确定复合地基的承载力特征值在612kpa716kpa之间,综合取值后复合地基承载力特征值为660kpa,对应该值的沉降量为15.76him.载体桩复合地基属刚性桩复合地基,由于褥垫层的作用,保证了桩土共同承担上部荷载.在加荷初期,桩问土的荷载分担比大于桩的荷载分担比,主要荷载由桩间土承担,该阶段以桩问土的变形为主,而桩问土(粉煤灰垫层)的模量相对较小,故对应复合地基ps曲线的前期沉降斜率较大.随着荷载的进一步增加,桩的荷载分担比逐渐增大而桩问土的荷载分担比逐渐减小,荷载逐渐向桩集中,桩土应力比逐渐增大,桩的承载力得到了充分发挥.由于桩的模量远大于桩问土的模量,故复合地基ps曲线的沉降斜率在加荷后期明显变小.5结语以载体桩作为复合地基的竖向增强体是一种新的尝试,本文的工程实践证明是可行的.对于地层浅部有较好持力层(如卵石层)的地质条件,采用载体桩作为复合地基的竖向增强体,不但_以充分发挥载体桩桩长短,承载力高的优势,而且,还能获得很高的复合地基承载力.参考文献:1阁明礼,张东刚.cfg桩复合地基技术及工程实践m.北京:中国水利水电出版社,2005.12ljgj1352007,载体桩设计规程is】.3jgj79-2002,建筑地基处理技术规范s.4李世春,傅艳梅.cfg桩复合地基在框架一筒体结构中的应用j.山西建筑,2009,35(1):127128.theapplicationofbearingbase-pilecompositefoundationinhigh-risebuildingschentian.1inabstract:combinedwiththepracticalinstancesofsomehjighrisebuilding.thedesignandconstructionofbearingbasepilecompositefoundationareintroduced,a