电子论文-CFG 桩和夯实水泥土桩复合地基的工程应用.pdf

CFG 桩 和 夯 实 水 泥 土 桩 复 合 地 基 的 工 程 应 用 于伟刚 1 姜 伟 2 1 齐齐 哈尔市 佳维建 筑设 计有限 责任 公司 黑龙 江 齐齐 哈尔 161000 2 黑 龙江八 一农 垦大学 黑 龙江 大 庆 163319 摘 要 使用CFG 桩和夯实水泥土桩联合复合地基处理饱和软土地基工程 施工后的静载试验检测结果表明 修正后复 合地基承载力标准值满足设计要求 对桩身完整性进行低应变动测检验结果也表明加固效果良好 关键词 CFG 桩 水泥土桩 复合地基 工程应用 中图分类号 TV553 文献标识码 A 文章编号 1008 536X 2009 01 0020 03 Engi neeri ng Application of Composite Foundation by CFG P ile and Reinforced Concrete Soil P ile YU W ei gang 1 J IANG W ei 2 1 J iaw ei Construction D esign CO LTDof Q iqihaer Q iqihaer 161000 Ch ina 2 H eilong jiang B ay i Land R eclam a tion U n iversity D aq ing 163319 C hina Abstract The constructing of soft com positefounda tionis in troducedinthe paper bythe com b ina tionof C FGpile andrein forcedconcrete soil p ile The sta tic bearing tex t andthe lowstra intex t fu lfilled a fter the construction confirmthe considerab le capacity andfunction of the com positefoundation m eeting the requirem ents for design K ey w ord s C FGp ile concrete soil p ile com posite founda tion eng ineering app lica tion 1 工程概况 某小区位于哈尔滨市江北地区 建筑物地下2 层 地上24 层 结构型式为剪力墙结构 基础型式为箱形 基础 基础埋深5 43 m 基底绝对标高为30 02 m 根 据岩土工程勘察报告 基础座落在粉质粘土 粘质粉土 层及粉砂 层上 基底以下各层土的物理力学指标 见表1 层粉质粘土与 层粉砂的力学性质差别较 大 基础持力层土质不均匀 场地地下水位较浅 初见水位埋深在2 30 9 60 m 标高为28 59 35 22 m 稳定水位埋深在2 00 7 80 m 标高为31 63 35 82 m 地下水的类型属潜 水 2 复合地基设计 2 1 方案选择 该建筑为高层住宅 设计要求深度修正后复合地 基承载力标准值达到430 kPa 以上 沉降量控制在10 cm 以内 建筑物倾斜不大于2 根据计算 天然地基承 载力和变形均不能满足设计要求 需对地基进行处理 表1 土的物理力学指标统计 平均值 土层编 号 含 水量 天然重 度 kN m 3 孔 隙比e 液性 指数IL 压 缩模量 Es p0 p0 100p0 p0 200p0 p0 300 标 准贯入 试 验捶 击数 N 粉质粘 土25 319 40 7460 7584 96 06 8 粉砂 15 20 22 1 粘质 粉土22 820 30 6470 58511 411 712 9 细中沙 25 30 28 27 919 50 8140 45516 817 017 6 收稿日 期 2008 10 12 作者简 介 于伟 刚 1976 男 黑 龙江齐 齐哈尔 人 工程 师 主要 从事结 构设 计研究 工作 第21 卷 第1 期浙江水利水电专科学校学报V ol 21 N o 1 2009 年3 月J Zhejiang W at C ons 粉砂 层承载力标准值 fk 200 kPa 压缩模量 Es为15 20 M Pa 可见基底持力土层承 载力和压缩模量差别较大 当用复合地基设计时 对天 然地基承载力 fk的不同取值 将对建筑物安全 地基 处理费用产生较大影响 当采用夯实水泥土桩将粉质 粘土 层加固使其承载力与粉砂 层基本一致时 可 取粉砂 层的承载力作为 fk进行复合地基设计 经计 算在基础底板范围内约需布桩555 根 如果取粉质粘 土 层承载力作为 fk 计算约需布桩740 根 增加施 工费用20 多万元 工期相应延长 同时也未能完全消 除地基的不均匀性 因此通过对工期 造价和方案的合理性等方面的 综合分析 决定采用夯实水泥土桩和 CFG 桩联合使用 的多桩型复合地基 2 2 复合地基设计 复合地基具体设计步骤如下 1 首先将承载力较低的 层土 用夯实水泥土 桩加固 使加固后的 层土承载力与 层土承载力基 本相同 即由140 kPa 提高到200 kPa 2 夯实水泥土桩加固后 可认为整个地基是均 匀的地 基 承载力 标准 值为 200 kP a 在 此基 础上 布 CFG 桩 使整个场地满足复合地基承载力标准值不低 于430 kPa 的要求 2 2 1 夯实水泥土桩设计 夯实水泥土桩复合地基承载力计算可采用公式 1 2 即 fsp k m Rk Ap 1 m fk 1 计算时fk取 层粉质粘土的承载力 即 fk 140 kPa 将 层粉砂承载力作为 层粉质粘土采用夯实水 泥土桩加固后需达到的承载力 即夯实水泥土桩复合 地基承载力fsp k 200 kPa 桩长根据 层粉质粘土厚 度确定为3 m 桩径设计为350 mm 单桩承载力标准值 为80 kN 计算的夯实水泥土桩置换率为8 6 可采 用方形布桩 布桩时需考虑CFG 桩的桩间距和桩的位 置 夯实水泥土桩和 CFG 桩宜间隔布桩 该工程夯实 水泥土桩桩间距采用1 5 m 和0 75 m 即在两排CFG 桩之间布置一排夯实水泥土桩 这一排夯实水泥土桩 桩间距为0 75 m 2 2 2 CFG 桩复合地基设计 CFG 桩复合地基属高粘结强度桩复合地基 进行 复合地基设计时要求CFG 桩桩端落在强度较高 压缩 性较小的土层上 设计时根据勘察报告 首先试确定 CFG 桩桩长 本场地 层 1 层粉质粘土较均匀 压 缩性较低 承载力较高 是比较好的桩端持力层 桩端 落在该层 确定的桩长为15 m 桩长确定后 需确定桩径 桩径取决于施工所采用 的工艺 该小区7 号楼施工采用长 螺旋钻管内泵 压 CFG 桩成桩工艺 确定 CFG 桩桩径为400 mm 根据桩 长 桩径和场地土质情况 算得 CFG 桩单桩极限承载 力标准值为930 kN 根据天然地基承载力和设计要求的复合地基承载 力 按式 1 可确定桩间距 在计算时天然地基承载力 均按 层粉砂承载力标准值200 kPa 计 计算的不同 桩间距对应的深度修正后复合地基承载力标准值 经 计算当桩间距 s 1 55 m 时 复合地基承载力均可 满足设计要求 实际布桩时取桩间距为1 5 m 基础底 板范围内共布桩555 根 确定上述参数后 计算复合地基的变形 其中 层 粉砂 Esi 采用其经验值 粘质粉土 层 Esi取夯实水 泥土桩加固后的模量 即考虑夯实水泥土桩对 层粉 质粘土的模量 Esi的提高作用 计算得7 号楼最大沉降 量为72 mm 满足设计要求 第1 期于伟刚等 CFG 桩和夯实水泥土桩复合地基的工程应用21 3 CFG 桩及夯实水泥土桩复合地基施工 施工时宜先施工CFG 桩 在CFG 桩施工完毕后进 行夯实水泥土桩施工 CFG 桩施工采用长螺旋钻管内 泵压CFG 混合料施工工艺 桩身强度等级为C 20 施工 中每立方米中含水泥 砂 石 粉煤灰与外加剂的千克 量配合比为 水泥 砂 石 粉煤灰 外加剂 320 738 1 106 48 1 9 其中水灰比为0 64 砂率为40 材料采 用425 号普通硅酸盐水泥 细砂 粒径5 25 mm 卵石 级粉煤灰和泵送剂 混合料塌落度为16 20 cm CFG 桩施工前基础底面留有50 cm 厚保护土层 保证桩头 质量及施工过程中不扰动桩间土 CFG 桩施工完后 人 工清除保护土层 剔除保护桩长 CFG 桩施工结束后 进行软弱粉质粘土 层的加 固 为确定粉质粘土 层的范围及深度 采用轻型动力 触探对基底进行测试 在粉质粘土 层范围内动力触 探锤击数平均为7 击 30 cm 夯实水泥土桩施工采用 人工洛阳铲成孔 水泥与土料的配合按1 6 体积比 配制 施工时控制混合料的含水量为15 20 为 避免扰动桩间土 采用人工夯实 每层虚铺厚度小于 30 cm 每层重夯不少于8 击 落距大于60 cm 以保证 水泥土桩夯击后的密实度 CFG 桩及夯实水泥土桩施工完毕后铺设褥垫层 褥垫层技术是复合地基的核心技术 CFG 桩及夯实水 泥土桩只有通过褥垫层才能构成复合地基 褥垫层具 有保证桩土共同承担荷载 减少基础底面应力集中 同 时调整竖向和水平向桩土荷载分担比的作用 该工程 褥垫 层厚度设计为15 cm 褥垫层材料采用粒径为3 8 mm 的碎石 4 复合地基加固效果及评价 CFG 桩及夯实水泥土桩施工完毕后 由有资质的 检测单位进行了2 根 CFG 桩单桩静载试验 1 台 CFG 桩单桩复合地基静载试验和1 台夯实水泥土桩单桩复 合地基静载荷试验 静载试验检测结果表明 修正后复 合地基承载力标准值大于430 kPa 满足设计要求 静 载试验的同时 还对桩身完整性进行了低应变动测检 验 检验结果表明 完整桩占97 轻微缺陷桩 不影 响正常使用 占3 加固效果良好 参考文献 1 阎明 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 2001 2 叶书麟 地基处 理工程 实 例应 用 手 册 M 北 京 中 国 建 筑 工业 出 版社 1997 声 明 为适应我国信息化建设需要 扩大作者学术交流渠道和促进科技成果的迅速转化 本刊已加入 万方数据资 源系统 C hinaIn fo 数字化期刊群 中国学术期刊 光盘版 和 中国期