素混凝土桩复合地基的应用实例

1、素混凝土桩复合地基的应用实例工程技术林朝约2733字摘要:素混凝土桩复合地基，由于其适用范围广、造价低、效果好、效率高近些年来在高 等级公路中广为采用。通过河北省南部某高等级公路的中、小跨径构造物地基采用素混凝土 桩加固处理的工程实例，对素混凝土桩复合地基的设计、施工和工后沉降进行了分析。关键词:素混凝土桩;复合地基;检测;应用分析1工程概况河北省南部某高等级公路，地处太行山低山丘陵地带,地形地貌复杂，冲沟、山前冲洪积黄 土台地发育。其中K111+370处拟建1座1-8m通道，基础底板位于亚粘土层，地质勘察测的容 许承载力。0=130Kpa。天然地基不能满足设计要求的250Kpa以上的要求，结

2、合相近工程 设计施工经验，对素混凝土桩、CFG桩、深搅桩(干喷或湿喷)、碎石桩等方案技术、经济、工 期等多方面对比论证，最终确定采用低强度混凝土桩方案。1.1固机理岩土工程勘察报告，该区地层主要为第四系冲洪积黄土状粘性土土层物理力学性质见表 1。2素混凝土桩的设计2.1适用条件在选用素混凝土桩复合地基时，一定要考虑地质条件的适应性。被加固层土体的天然地基承载力一般不宜小于80KPa,含水量一般不宜大于25%;压缩 模量应大于5MPa。桩尖持力层的好坏是复合地基成败的关键，从以往的工程实例得到，桩尖持力层的天 然承载力宜小于150KPa,且厚度不宜小于2m。被加固土体能取得较好的挤密效果。2.2

3、设计的一般要求在本工程中桩径按地质情况采用400mm,混凝土强度等级为C20,桩长根据地基承载力和 变形要求由计算确定，同时，要考虑桩尖持力层的深度一般为应小于15m。桩的布置一般按大 于3倍桩径设计桩间距，按等边三角形布设，遇孤石无法成桩时，原桩位需灌满砼，补桩最大允 许偏移450 mm。在素混凝土桩顶部设置粒径为510mm、厚度为200mm的细石垫层，满基槽铺 设。2.3计算方法2.3.1在无单桩静载试验资料情况下，单桩承载力特征值Ra:其中Es,sp=1+m(n-1)Es;P0-相对应于荷载标准组合时基础底面处的附加压力;Esi-基础底面以下第i层土的压缩模量，按实际应力范围取直;Es,

4、sp-桩土复合段压缩模量的当量 值;n1 -加固区的分层数;n2-总分层数;hsp-桩土复合段的厚度;Zi-第i层土的厚度;a sp-桩 土复合段平均附加应力系数;a i-附第i层土的加应力系数;m-面积置换率;n-桩土应力比，一 般n=1420;?追-地区沉降计算经验系数。3施工过程中质量控制3.1素混凝土桩正式施工前，在代表性地段进行试成桩不少于6根,以复核地质资料以及 设备工艺参数，核定选用的技术参数和终桩标准。根据试桩结果施工过程中严格按终桩标准 进行控制。施工过程中桩长不得小于设计桩长且一定要达到终桩标准。3.2素混凝土桩的桩身混凝土塌落度为80100mm。3.3素混凝土桩顶部铺设2

5、00mm厚褥垫层(采用级配砂石)。3.4遇孤石无法成桩时，原桩位需灌满砼，补桩最大允许偏移450mm。3.5混凝土停灌面应高于设计桩顶高程0.5m,桩头开挖时，应采取有效措施避免桩身折断。4复合地基加固效果根据设计地基承载力的要求，设计要求通过处理后的复合地基承载力特征值应满足250Kpa以上。为保证工程质量,地基处理施工结束后，本工程委托具有相应检测资质的单位， 分别进行了单桩复合地基静载荷试验、小应变桩身质量检测。4.1静载荷试验测量承压板在各级荷载作用下随时间对应的沉降变形量分析沉降变形同荷载、时间关系, 判定复合地基承载力特征值。试验采用单循环加荷法,以地锚、钢梁为加载反力装置。根据

6、最大加荷值选用2000KN千斤顶加载，千斤顶中心与试验桩中心重合，载荷板尺寸由复合地基的 置换率确定为120cmX 120cm。按规范规定，最大加载值不小于设计要求承载力特征值的2 倍即不小于500Kpa分8级加荷，每级62.5Kpa。采用两块量程为30mm,最小分辨率在0.01mm 的百分表，对称安置于承压板两侧观测沉降位移。稳定标准为在每级加荷作用下当1小时内承 压板沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。根据检测单位提供的工程质量检测报告 (2008.5),本工程进行了 3点单桩复合地基静载荷试验,3根桩分别是61#、125#、237#最大加 载为553KPa,结果见图1。从图1中可以

7、看出P-S曲线基本上均是比较平缓的光滑曲线，无明显的拐点,均属缓变型。 依据规范规定，按相对变形值确定复合地基承载力基本值。当以粘性土、粉土为主的地基水 泥土桩可取s/d或s/b等于0.01对应的压力。由于本次均在工程桩上进行最大加载813KPa, 按建筑地基处理技术规范JGJ79-2002,复合地基承载力特征值最大只能取最大加载压力的 一半。即61#单桩复合地基承载力特征值为271KPa;125#单桩复合地基承载力特征值为 263KPa;237#单桩复合地基承载力特征值为255.5KPa;承载力特征值均大于250KPa的设计要 求。4.2低应变动力检测低应变动力检测分类标准为:I类桩:桩身完

8、整;II类桩:桩身有轻微缺陷,但不会影响桩 身结构承载力的正常发挥;111类桩:桩身有明显缺陷,对桩身结构承载力有影响;W类桩:桩身 存在严重缺陷。根据检测单位提供的工程质量检测报告(2008.5),本工程对95根工程桩 进行了低应变动测，所测结果为I类桩88根，占检测总桩数的92.6% II类桩7根,未发现III、 W类桩,满足相关规范要求。4.3沉降观察本工程的沉降观察曲线如图2所示，桥台平均沉降量为l5.11mm,差异沉降为0.055%。5结语5.1素混凝土桩是一种适用范围广、造价低、效果好、施工简单的地基处理方法它既可 作为复合地基，也可与其它地基处理方法如与强夯、碎石桩、水泥搅拌桩等联合使用。5.2由于现行的岩土设计理论不完善和现场地质条件的复杂性,作为设计人员应重视现 场试验和施工过程的质量控制，积累工程经验，完善设计理论。5.3采用素混凝土桩复合地基,技术简单可行，施工速度快，投资少,是一种比较合适的方 法。经处理后的地基可将地基承载力提高23倍以上。该工程的