深层搅拌桩复合地基中处理孤石的工程实例

深层搅拌桩复合地基中处理巨大孤石的工程实例xxx（xx建筑研究总院xx分院xx…………..）xx（xx集团股份有限公司xx………………..）xx（xx市渔阳投资有限公司xx……………..）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过程，详细介绍了施工中出现的巨大孤石的处理方法。关键词：深层搅拌桩复合地基巨大孤石AnengineeringexampleofdealingwithahugestoneinDeepMixingpilescompositefoundationAbstract：Heretheauthorintroducesthedesigningprocessofdeepmixingpilescompositefoundationunderasinglefoundation,andintroducesawayofdealingwithahugestoneintheconstructionprocessdetailedly.Keywords：deepmixingpilecompositefoundationahugestone1．工程概况及地质概况已建xx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，复合地基承载力特征值fspk≥200kPa，沉降值小于35mm，差异沉降小于0.2%。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：主要由粉质粘土组成，新近回填，结构松散，层厚5.2~5.8m，天然重度γ=18.0kN/m3，桩周侧阻力特征值qs=-10kPa；②第四系海相沉积层：沉积淤泥质粉质粘土，黑色，局部淤泥质土，很湿，软塑~可塑，含有少量孤石，层厚2.5~4.1m，γ=17.3kN/m3，桩端端阻力特征值qp＝120kPa，压缩模量Es＝4.0MPa，qs=15kPa；③第四系残积层：残积砾质粉质粘土，粗粒花岗岩风化残积而成，湿，软塑~硬塑，层厚未穿透不详，γ=17.8kN/m3，qp＝200kPa，Es＝6.0MPa，qs=30kPa。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。地下水对混凝土无侵蚀性。瞧2祥．搅拌桩复合板地基设计宿2.1刃设计方案姥经地基设计方春案分析对比后桐，设计采用深莫层搅拌桩复合甚地基方案。搅假拌桩形式为双鼻头喷浆型水泥母土搅拌桩，长田轴具1200mm僻，短轴羽7让2酒0mm屿，桩端进入残接积野层愧2贝~葡4等m处，平均桩长耀12勾m着，其中有效桩再长理11m封。由于本场地伴表层回填土新富近回填，尚未台完成自重固结绕，在搅拌桩复福合地基设计中寒，不考虑其对怀搅拌桩产生的底摩阻力，也不雀考虑其对搅拌巴桩产生的负摩存阻力，这样的范计算方法比较炭接近搅拌桩复扫合地基的实际薄状态。漂以剥J陡1境型基础为例，枝单桩承载力设迹计涝值改R会a狠、同配比的水百泥土试块抗压盼强裙度湖f灶c疾u档、搅拌桩置换六率波m时、桩数方n宋的计算公式及饿结果为：已R旺a识＝诉u晚p纽愚q蜜si倒l等i植＋涨α旦A股p研q乌p醉＝芦519kN饿；祖f给cu览=伐R排a嘱狱／虫η蛋／绵A虑p常＝麻1785疾kPa男；呈m悬＝（怀f昆sp首k滚－榴β兴f匪s劫k年）／承（抗R销a扶／怜A奋p兔－拦β爆f古s君k县）厨＝史3既1齐％；存n披＝径mA吗／海A包p爽＝栽11.6夫式中床，脏u版p滩、竭A炮p洗－搅拌桩周长宋、截面积，事取诱u轮p别＝纺3.31m泪、旁A庆p悠司＝狮0.73m批2乓；屑l辞i日－搅拌桩在不孙同土层中的长望度，分别为：却4.5m诊、侵4户m恼、修2.5m猜；似α亩、滨β休－桩端土、桩谱间土承载力折汁减系数，抄取科α删＝凡0.5骗、圣β旁＝技0.5玉；窄η捏－搅拌桩桩身么强度折减系数罚，取匠η搞＝票0巾.足3您3捏；文f储s鼠k顶－桩间土承载芬力特征值，取谊f读s武k订＝逝5妄0欧kPa预；膊A牌－汗J太1横基础面积刃，流A压＝声6.8m迁×命4勇m般＝锐27棚.2m明2岩。艰实际设计取困值惨R征a弓＝或4翠3央0惠kN梨；愁f排cu具＝多1碰.晌8渔MPa粥；爸n=敢1纠2劈。固化剂沈为多3锹2.5像普通硅酸盐水馒泥，水灰比壶0.6全，水泥平均掺盼入比线a厅w碍＝卵1利5致％，采用变掺层量法，摆0~蚁4.5m泛段的讨a盈w逆＝址1茶2食％，安4.5~枯8.5m蒸段的拨a可w卧＝拳1寻8滨％，掠8.5~谦桩底的欠a杜w科＝爹9公％。两喷四搅资施工工艺。水驴泥搅拌桩布置魄形式为均匀布杯桩。褥垫层为忙20扁cm脑厚中粗砂垫层脖。其2.2翁沉降计算虫搅拌桩复合地精基的沉斑降限S拜等于群桩的压觉缩变什形弦S神1愚和桩端下未加夏固土层的压缩席变由形据S做2劣之和。计算时羊将搅拌桩群桩需与桩间土视为申一个假想的格猎子状的实体基袭础，格子的纵讯向、横向宽度恋分别为殿0.7肯2垮m垒、箩1状.2m档，陆S类1间、伤S晓2摧计算公式及计倘算结果为：摔S寻1畏＝曲（累P轮z疯+P乌z1邻）爸L奏／破2瓶／芹E确sp钻＝冬21乌.烟5桐mm垮；爪P封z树＝（鲜f洲sp央k雾A织－团f伸s艘k爽（贞A舞－樱A飞1毁））塌／午A练1歉＝烦228kPa旧；岩P杏z1兽＝没P序z2棋－许γ施p版L状＝怎11kPa乔；鼓P阅z2企＝（痛f凯sp咽k续A察＋辜G唉－离A荡si佛q寨si劝－窜f歌s例k敞（妙A授－良A课1梅））远／慎A祸1双＝倦9犁7kPa歉；谱E迎sp屿＝晋m融E锈p槐＋（质1渐－呜m不）森E天s困＝偿58坛.漠4馆MPa蝴；乓S气2逐＝防Ψ份s意P哲z1脖（城Z无i送α爸i恰－岛Z张i-1域α端i-1苗）／盘E葵si贵＝软0.2mm均；橡式中骂，须P孟z芳、险P走z2滔、殖P百z1酷－群桩顶面附花加压力、群桩塑底面压力、群羽桩底面附加压励力；晒A词1尊、抱A凭si饶－实体基础底说面积、侧面积子，计算结汉果蛮A恭1来＝许22.9m产2软、卡A辫s探2净＝甲15居4m具2抢、雹A卸s胞3假＝匪97棚m错2色；艺G怪－实体基础的冶自重，计算结偶果徐G=2215呀kN歉；园γ罩p胃－基底以上土芹的加权有效重批度，计算结狐果六γ段p暖＝继7.9kN茎／悼m递3拣；堤L欺－搅拌桩长度到，取使L=盯11m奉；旺E衫sp旺、匆E价s执、重E音p材－群桩、桩间吸土、搅拌桩的围变形模量，计矩算结突果槐E势s容＝啦6.5MP潮a斯、渡E钟p屠＝颗100气q血u百＝形180MPa乡；贺J筋1帝基础最终沉降呀值借S抢＝川S矛1蛋+S评2格＝哀21司.7与mm益。四周的条形胆基础沉降略大和，计算结果为吼2大7mm躬。芒3惯．对施工中遇援到巨大孤石的爸处理方案邮3.1窃孤石状况及处妈理思路姐在施工场地正稍中间的独立基冲础下施工搅拌疏桩时，在地面淡下胶5辰~蛙5拥.5m烘处遇到障碍。乎经人工探测，肥障碍厚度不详当，尺寸约笼7m告×特5m度，占据了承台语下大部分面积木，如虽图刻1膝所示。判断为合孤石，埋藏于扫第四系海相沉财积层中。该孤肆石埋深较深，融尺寸很大，很槐难将其挖出运恨走。考虑到本挽工程采用了复榜合地基形式，食可以将其进行系利用。通过对怨该场地及附近孕地形地貌及地忽质状况的了解橡分析，判断该障孤石厚度应大五于宿2m担，下卧层应为己相同状况的残防积砾质粉质粘党土。设计利用阁短桩将部分基道础荷载传递到感孤石上，把短单桩、孤石都视俊为基础的一部掠分，认为孤石功将基础底面的醒埋深降至叼-7m类。吩3.2鹿处理方案捏基础下已按原傅设计施工封了坡7散条桩。考虑到殿与短桩的协调是，设计在原基珍础外再增已加需1锹条长桩。不考御虑桩间回填土恐的作用，认评为露8兽根桩承担浴了宅430×胀8松＝均3功440kN浙的荷载，则短雁桩需承担荷载缓为石27.2望×20革0灶－朴3摘440岂＝嘱2乎00肚0息kN裂。短桩下为孤杆石，承载力相昏对很高，因此曲设计承载力需呀按桩身强度控站制。搅拌桩的抖抗剪强度较低孙，离散性很大眠，短桩实际上引为端承桩，在厦上、下压力的盛作用下很容易这从最薄弱的环零节剪断，为防君止这样情况发脉生，搅拌桩安掠全系数必须足召够大。综合施橡工情况，设遍计持f芹cu柔似＝丹1.做8业MPa否，强度安全系圣数取较高值，阀取蜂η岭’蹲=0.这1特，不考虑桩间醉回填土作用，爽则丙R巷a众’碧丘＝弓η泄’歼殖f行cu岩A制p太＝陪130游kN查，桩皂数塞N盲’闯＝失1抓5梳。考虑到短桩稀相互搭接减少再了底面积，取灿布桩安全系数透1.砍5木，实际布钥桩挖2劳3扇条，每条桩承浑担荷载约典为鞋100k泊N穴，布桩形式如枣图航1粒所示。图中阴财影所示桩型均妥为短桩，长度怖5~微5.5m乖，其中空桩闹1达m刺。为减少孤石胁偏心受力及布咱桩需要，将基脱础尺寸由寒6.8m借×更4m线修改为盲6.8m挨×门5m练。短桩水泥掺资入比曲为适1认5恭％。洽3.3伟孤石下卧层地勤层强度验算颈按孤石尺寸为墙7m隶×舌5m神、底面埋深为稀7运m梨、下卧层为相篇同状况的残积港砾质粉质粘土株验算，深度修爷正后地基承载虑力特征值为：茄f兆a伍＝炭f烈a搏k决＋帖η俩b渡γ叔（帝b词－温3雕）缓＋奶η鹰d芹γ成m亮（赞d息－乏0.壶5妇）南取腰η瓜b铁＝叠0猜，办η悔d崇＝威1基，地下水埋深定2机m摆，盗γ尺m罢＝劲13.2kN飞/m画3致，讽f忽ak惕＝热200kP虫a绞，计算义f想a侦＝加286造kPa概。裁短桩作用到孤得石上时，孤石掘偏心受力，孤宗石底面压力湾P呜k候及孤石边缘最边大压力值总P浴max旁应满足：滑P瞎k红＝案消（蜡F挥k纤＋青G届k妹）糟／祖A仰k天≤滚f部a靠；蚕P牛kmax隆＝甘（侵1歌＋梢6赵e持x滨／锈x霜＋设6矩e控y瞒／着y鬼）涌≤额1.2f还a真式中锡，分F蝶k厘－孤石顶面荷钱载，巡取项F划k鸦＝被2000俱kN岩；施G俯k下－孤石及上覆虏土重、搅拌桩陵重量，计算结板果增G福k柏＝孕3001密kN甚；眠A中k骤－孤石底面积非，按遣5妥m遭×拼7顾m岁＝万35谋m绵2跟估算；笔e个－短桩等效作新用点的偏心距虚，计算结果取稍e向x反＝喉0嫩.4鹰5勤m王、绪e犬y馆＝筹0咽.40m饼；扫x炕、埋y玩－孤石粒径，德取晕x帜＝驴5m晌、荡y绢＝位7趣m今。贡计算结座果驾P它k纤＝筑143揭kPa马，皇P蒸kmax邀＝臭2殖69摊kP驼a妙，均满足要求刷。鹿3.4碌该基础沉降计侨算盆该基础下搅拌真桩、孤石共存镰，要准确地计倾算出沉降是困赴难的。仍假设袖上述的桩、石跟分担荷载方法勒成立，认为孤隶石没有压缩变捉形，则孤石处却的沉降包括短谊桩的压缩变迫形悬S图1船′督、孤石下地层制的压缩变骄形超S士2罚′披及短桩底端与灯孤石顶面残留晕土的压缩变形子S植3腿。沟S贷3督产生的原因为敏：施工机械圆为纷SJ迅B馅－技2傻型深层搅拌机朋，该类型桩机馒为上喷浆型机斥械，单设出浆拳管，搅拌头一婚般有双层叶片句，出浆口略高蚂于上层叶片，岔且两个搅拌头佳的叶片也要分伸层，因此出浆振口一般要高于峡桩尖首50岛cm转，导致桩端约胃有挺40虚~纹50cm红的土中没有掺须入或只能掺入羡较少量的浆液致。其它类型的慰搅拌桩机存在茅同样的问题，产只是出浆口距冤桩尖的距离不悬同。这也是搅慢拌桩的桩端承渗载力修正系膛数旗α弄取值较小的一剂个原因。对于凉该基础的短桩缠而言，如果桩县端与孤石之间指留有污50疲cm服的余土，其压穴缩变形过大，粥满足不了设计迫要求。因此施蒙工短桩前，施健工单位对搅拌绢头及出浆管进恢行了改造，在肃机械上使出浆冠口距桩尖不超引过优15扇cm视。施工时通过闷采取加长座底犬时间、加大座愉底时喷浆压力析等措施，能够仗使该余土厚度撕更小。朗S党1踏′让计算：不考虑毕桩间土作用，熔取阴E卫sp赤′待＝晃E建p补＝陡100f从cu吸＝赔1豪8于0MP无a芽，搅拌桩有效掘桩长类L寒′僵＝膀4塑m龄，单桩荷磨载淡R讽a戴′换＝对100尸kN眠，根据灭2.2译节所列公式，牲计算结歉果竭S看1贩′缸＝也R王a委′拌L旅′条／揭A评p谅／具E蚁sp继′阳＝车3沫.狼0睬mm厌。辜S粪2责’呆计算：不考虑酬桩间土作用，云视孤石受力后貌侧壁与土产生稠摩阻力的计算摇方法与搅拌桩殖相同，孤石侧稿面积弱取箭A烂s黄′受＝竹番38面m娃2僚，孤石底面均复匀受力，根据骄2.2精节所列公式，截则孤石底面的伴附加应力绣P德z1刘′孔＝赵41kPa艰，沉搅降初S无2立′接＝葱17.1mm帖。吗S箭3晴计算：取桩端懂残留的土层厚码度这L石3笼＝馅150mm俯，判断其分类课为淤泥质粉质刻粘土，取附加涂压力贝P补z1纤″涂＝竖R市a林′科／怖A际p舰，则宫S如3父＝友P积z1晋″干·泛L谋3恨／宣E隶s岸＝鼓5.扣1角mm鼓。堪孤石处基础沉踪降煌S瑞′命＝俯S果1舅′须＋亚S休2妇′酒＋肌S疯3汽＝诚2么5.俯2抵mm然，与其它基础矮沉降值携21.7助mm进比较接近，说靠明长桩短桩能贫够共同工作，形设计参数合理骤。驾差异沉降：该玩基础与最近的铁基础差异沉降分为（北25.羡2朱－挠21箱.挣7狡）做mm芒／待2.6m皂＝枣0.1曾3损%<0.2%蒜，满足要求。菊4记．质量检验与姻沉降观测滑4准.1堤取芯检验销完成施工后对血搅拌桩进行了浸质量检验，方炒法为取芯和复点合地基载荷试浓验。取芯数揉量损3况条，芯样连续尺，搅拌均匀，虎无明显缺陷。探对芯样进行了阵水泥土无侧限祸抗压强度试验毕，共制作南了饰1棵2朱个试样，试样剧的暂2惧8懂天强度母1.满8欧~昂6耻.款2鼓MPa汉，符合设计要阅求。吃对项1义条短桩取芯抽除验时，对孤石润进行了钻穿取华样，证实该孤粉石为微风化花任岗岩孤石，取漆芯位置厚度兵2坡.6m蒸，顶面上有贝40客cm笋厚淤泥质粉质生粘土，其中孤辣石顶面震10卵cm放内没有固结成俯水泥土。孤石胜下为残积砾质尽粉质粘土。番4铺.许2换乏复合地基载荷穷试验舱搅拌桩龄期达瑞到衡2大8鹊天时，在条基顷下及独立柱基奇下各取一个点网做复合地基载斤荷试验。载荷低板为方形钢板爱，面积搅2请m采2认，地面与压板损间铺设公20mm着厚中粗砂。荷余载机800骑kN聋，虎分披9呼级加荷，条基弹下及独立柱基紫下沉降量分别秩为干9.9mm步、腔6.6mm的，卸荷后其回愧弹率分别现为橡3阳6表％光、真3祥3麦％，安全系数追取丝2念，承载力特征活值伪f较sp撕k铸≥砖200kPa段，符合设计