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文檔簡介
1、CFG樁復合地基處理設計實例分析姓名:Smile魚 班級:Smile魚Treatment design of CFG pile composite foundation12目前,隨著我國經濟的高速發(fā)展,工程建設規(guī)模和數量的急劇擴大,對原有天然軟弱地基的處理成為工程設計和施工中越來越被關注的環(huán)節(jié)之一。CFG樁復合地基法以其用材經濟、施工快捷、加固效果良好等優(yōu)點在工程實踐中得到了廣泛的應用,特別是近年來CFG樁復合地基多種設計方法的提出與實踐,極大地推動了復合地基理論和實踐的發(fā)展,豐富了工程建設中的地基處理技術。結合實際工程某住宅樓CFG樁復合地基處理,按照CFG樁復合地基進行了地基設計計算,用恰
2、當的模型驗算了相應復合地基的承載力與沉降量,驗證了理論的可行性;最后,結合實際工程對CFG樁復合地基的施工工藝作了簡單的介紹。3XXC地塊A05號住宅樓位于XX市XX區(qū)XX鄉(xiāng),南臨XX南路、東為草房西路、北側為XX北路,該住宅樓基坑平面圖如圖1所示。常營地塊05號住宅樓草房西路北 路朝 陽 圖1 XXC地塊A05號住宅樓基坑平面圖4根據XX市住宅建筑設計研究院有限公司提供的資料,有關A05號樓具體指標如表1所示。項目名稱地上層數地下層數正負零標高(m)墊層底標高(m)要求復合地基承載力特征值(kPa)A0512/14/16228.9020.50180表1 A05號樓具體指標根據XX工業(yè)XX勘察
3、設計研究院提供的巖土工程勘察報告的結果及XX市住宅建筑設計研究院有限公司施工圖設計中的基礎圖的要求,擬建物天然地基承載力不滿足設計要求,需對地基進行處理。5與地基處理有關的地層(-8.0m以下)自上而下為:粉質粘土3-1層:黃色,含云母、氧化鐵、姜石。可塑,搞壓縮性。平均厚度1.3m。砂質粉土、粘質粉土3-2層:黃色,含云母、氧化鐵。可塑,飽和,夾粘質粉土薄層,中高中壓縮性。平均厚度4.7m。細砂4-1層:平均厚度3.3m。粉質粘土4-2層:灰色黃色,含云母,有機質。飽和,可塑,中高壓縮性。平均厚度3.7m。6砂質粘土4-3層:黃色,含云母、氧化鐵??伤?,中高壓縮性。平均厚度4.1m。各土層的
4、物理力學參數詳見表2。表2 各土層的物理力學參數 7第1層水為潛水層,水位埋深絕對標高為22.55m25.53m(埋深1.30m4.72m);第2層水為微承壓水,含水層為細砂3層,水位埋深絕對標高為15.23m20.19m(埋深7.0m11.80m);第3層水為微承壓水,含水層為細砂4層,水位埋深絕對標高為9.24m14.57m(埋深12.57m17.90m);第4層水為微承壓水,含水層為細砂5層,水位埋深絕對標高為1.33m7.46m(埋深19.85m25.80m);8與地基處理有關的地層(-8.0m以下)自上而下為:粉質粘土3-1層:黃色,含云母、氧化鐵、姜石。可塑,搞壓縮性。平均厚度1.
5、3m。砂質粉土、粘質粉土3-2層:黃色,含云母、氧化鐵??伤?,飽和,夾粘質粉土薄層,中高中壓縮性。平均厚度4.7m。細砂4-1層:平均厚度3.3m。粉質粘土4-2層:灰色黃色,含云母,有機質。飽和,可塑,中高壓縮性。平均厚度3.7m。9與地基處理有關的地層(-8.0m以下)自上而下為:粉質粘土3-1層:黃色,含云母、氧化鐵、姜石??伤埽銐嚎s性。平均厚度1.3m。砂質粉土、粘質粉土3-2層:黃色,含云母、氧化鐵??伤?,飽和,夾粘質粉土薄層,中高中壓縮性。平均厚度4.7m。細砂4-1層:平均厚度3.3m。粉質粘土4-2層:灰色黃色,含云母,有機質。飽和,可塑,中高壓縮性。平均厚度3.7m。10水
6、泥粉煤灰碎石樁的施工,應根據設計要求和現(xiàn)場地基地層土的性質、地下水埋深、場地周邊是否有居民區(qū)、有無對振動反應敏感的設備等多種因素選擇施工工藝。水泥粉煤灰碎石樁的施工,應根據現(xiàn)場條件選用下列施工工藝:(1) 長螺旋鉆孔灌注成樁,適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實的砂土;(2) 長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁,適用于粘性土、粉土、砂土,以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地;11(3) 振動沉管灌注成樁,適用于粉土、粘性土及素填土地基。若地基土是松散的飽和粉細砂、粉土,以消除液化和提高地基承載力為目的,此時應選擇振動沉管打樁機施工;振動沉管灌注成樁屬擠土成樁工藝,對樁間土具有擠(振
7、)密效應。但振動沉管灌注成樁工藝難以穿透厚的硬土層、砂層和卵石層等。在飽和粘性土中成樁,會造成地表隆起,擠斷已成樁,且振動和噪聲污染嚴重,在城市居民區(qū)施工受到限制。在夾有硬的粘性土時,可采用長螺旋鉆機引孔,再用振動沉管打樁機制樁。125.1 CFG樁復合地基構造要求(1)樁徑:宜取350600mm,樁徑過小,施工質量不易控制,樁徑過大,需加大褥墊層厚度才能保證樁土共同承擔上部結構傳來的荷載。(2)樁距s: 應根據設計要求的復合地基承載力、建筑物控制沉降量、土性、施工工藝等確定,宜取35倍樁徑。設計的樁距首先要滿足承載力和變形的要求。從施工角度考慮,盡量選用較大的樁距,以防止新打樁對已打樁的不良
8、影響。(3)樁長: :樁長應根據施工成孔機械的鉆入能力和可作樁端持力層的上層理深及基礎設計時需要的復合地基承載力標準值和由下臥層驗算得出的最小處理厚度來確定。13(4)褥墊層厚度: 一般取100300mm, 當樁距較大時,褥墊層厚度可適當加厚。(5)褥墊層材料:選用級配良好的砂石,其中卵石或碎石含量占全重的30%50%,若使用粉細砂時,應摻入25%30%的卵石或碎石。(6)樁的平面布置:一般只在基礎底板平面范圍內布樁,沿軸線對稱布置。獨立基礎和筏形基礎的基礎邊緣到樁的中心距一般為一個樁徑,或基礎邊緣到樁的邊緣最小距離不宜小于150mm,對條形基礎不宜小于75mm。145.2 設計參數的確定根據
9、場地工程地質和水文地質條件,擬建工程采用基礎下滿堂紅正方形布樁。持力層的選取及樁長、樁徑見表3.持力層的選取有效樁長(m)樁徑(mm)樁頂標高(m)細砂4層8.041520.50樁體材料:C15,坍落度180200mm。褥墊層:200mm厚碎石。復合地基承載力特征值:180kPa。表3 持力層及樁徑、樁長156.1 設計依據CFG樁復合地基設計的主要依據是項目場地的工程地質條件、水文地質條件及工程特點,擬建工程結合XX工業(yè)XX勘察設計研究院提供的巖土工程勘察報告的結果及XX市住宅建筑設計研究院有限公司施工圖設計中的基礎圖的要求,依據建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2012)、建筑地基基礎設計
10、規(guī)范(GB50007-2011)、建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-2008)等相關規(guī)范進行設計。6.2 設計要求地基處理的目的就是改善原有地基的承載條件,限制地基沉降,使其滿足工程要求。16根據工程場地條件和荷載條件,本工程要滿足以下兩個設計要求:(1)地基處理后,復合地基承載力特征值180kPa;(2)復合地基長期最大沉降量小于50mm,傾斜變形小于0.002。6.3 樁端持力層的選擇根據擬建場地的地質資料分析結果,工程基底下有較厚的砂質粉土、粘質粉土,這些土層將是地基沉降的主要來源。粘質粉土下的細砂4層是較好的樁端持力層,選細砂4層為本次設計的樁端持力層。17根據工程場地條件和荷載條件,本工
11、程要滿足以下兩個設計要求:(1)地基處理后,復合地基承載力特征值180kPa;(2)復合地基長期最大沉降量小于50mm,傾斜變形小于0.002。6.3 樁端持力層的選擇根據擬建場地的地質資料分析結果,工程基底下有較厚的砂質粉土、粘質粉土,這些土層將是地基沉降的主要來源。粘質粉土下的細砂4層是較好的樁端持力層,選細砂4層為本次設計的樁端持力層。6.4 樁長樁徑的選擇18樁長、樁徑的選擇屬于樁型選擇的范疇,選擇時應考慮上部結構的要求、地質條件、環(huán)境要求、施工條件及質量控制,以及工程造價等因素。選擇的主要依據是上部結構的形式、荷載、地質條件和環(huán)境條件以及當地的樁基施工技術能力與經驗等。根據工程勘察報
12、告所述的工程地質條件和水文地質條件,考慮到擬建物施工的具體條件,對照所選的樁端持力層,選用有效樁長800,保護樁長50cm,樁徑415mm,褥墊層鋪設200mm,采用基礎下滿堂紅正方形布樁。196.5 計算單樁承載力單樁豎向承載力Ra宜由軟土地區(qū)樁的靜荷載試驗確定。當采用單樁靜荷載試驗求得單樁極限力后,也可以按下式計算 式中: 單樁極限承載力標準值(kN); k 調整系數,宜取1.51.75,取2.0; 也可以由以下兩式計算,取其最小值: kQRuka/ukQaR20 21 根據以上計算結果并結合附近的試樁結果,綜合選取單樁豎向承載力標準值為250.0kN。22 6.6 根據單樁承載力標準值計
13、算置換率(m) 在已知單樁承載力的條件下,可通過復合地基承載力標準值計算公式求置換率: 23 6.7 計算樁間距(s)正方形布置樁時,24 6.8 復合地基承載力特征值的驗算復合地基承載力不是由天然地基承載力和單樁承載力的簡單疊加,需要對如下的一些因素給予考慮:(1)施工時對樁間土是否產生擾動和擠密,樁間土承載力有無降低或提高;(2)樁對樁間土有約束作用,使土的變形減少;(3)復合地基中樁的Q-S曲線呈加工硬化型,比自由單樁的承載力要高;(4)樁和樁間土承載力的發(fā)揮都與變形有關,變形小時樁和樁間土的承載力的發(fā)揮都不充分;(5)復合地基樁間土的發(fā)揮與褥墊層的厚度有關25266.9 復合地基沉降驗
14、算CFG樁復合地基的沉降S可以認為由下面三部分組成27 CFG樁復合地基的沉降變形如圖2所示。 圖2 CFG樁復合地基的沉降變形28各土層復合模量示意圖如圖3。所示 圖3 各土層復合模量示意圖29303132333435已確定的沉降計算深度下如有較軟弱土層時,尚應向下繼續(xù)計算,直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計算沉降量滿足式4-10為止。在沉降計算深度范圍內存在基巖時,計算深度可取至基巖表面為止。當無相鄰荷載影響,基礎寬度在130m范圍內時,基礎中點的地基沉降計算深度,也可按下列簡化公式計算:3637CFG 樁復合地基隨著工程實踐,其理論得到不斷的完善,但在實際工程仍需根據建筑物特點及地層情況酌情處理。通過對CFG 樁復合地基機理的分析及XXC地塊A05號樓CFG樁地基處理工程實踐,得出如下幾點結論:(1) 在設計過程中查閱了大量相關文獻,仔細回顧了CFG 樁復合地基的一些發(fā)展歷史和研究成果。CFG樁復合地基的理論體系尚不夠成熟,但以其用材經濟、施工快捷、加固效果良好等優(yōu)點在工程實踐中得到了廣泛的應用。(2) 認真分析了CFG樁復合地基的承載特性和作用機理,得出褥墊層的存在是CFG樁復合地基區(qū)別于其他普通樁基的關鍵因數,在CFG樁復合地基中樁和樁間土的承載能力都發(fā)揮到了極致。(3) 結合工程實例,進行了CFG樁復合地基相關參數
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