素混凝土樁復(fù)合地基的應(yīng)用實例

1、素混凝土樁復(fù)合地基的應(yīng)用實例工程技術(shù)林朝約2733字摘要:素混凝土樁復(fù)合地基，由于其適用范圍廣、造價低、效果好、效率高近些年來在高 等級公路中廣為采用。通過河北省南部某高等級公路的中、小跨徑構(gòu)造物地基采用素混凝土 樁加固處理的工程實例，對素混凝土樁復(fù)合地基的設(shè)計、施工和工后沉降進行了分析。關(guān)鍵詞:素混凝土樁;復(fù)合地基;檢測;應(yīng)用分析1工程概況河北省南部某高等級公路，地處太行山低山丘陵地帶,地形地貌復(fù)雜，沖溝、山前沖洪積黃 土臺地發(fā)育。其中K111+370處擬建1座1-8m通道，基礎(chǔ)底板位于亞粘土層，地質(zhì)勘察測的容 許承載力。0=130Kpa。天然地基不能滿足設(shè)計要求的250Kpa以上的要求，結(jié)

2、合相近工程 設(shè)計施工經(jīng)驗，對素混凝土樁、CFG樁、深攪樁(干噴或濕噴)、碎石樁等方案技術(shù)、經(jīng)濟、工 期等多方面對比論證，最終確定采用低強度混凝土樁方案。1.1固機理巖土工程勘察報告，該區(qū)地層主要為第四系沖洪積黃土狀粘性土土層物理力學(xué)性質(zhì)見表 1。2素混凝土樁的設(shè)計2.1適用條件在選用素混凝土樁復(fù)合地基時，一定要考慮地質(zhì)條件的適應(yīng)性。被加固層土體的天然地基承載力一般不宜小于80KPa,含水量一般不宜大于25%;壓縮 模量應(yīng)大于5MPa。樁尖持力層的好壞是復(fù)合地基成敗的關(guān)鍵，從以往的工程實例得到，樁尖持力層的天 然承載力宜小于150KPa,且厚度不宜小于2m。被加固土體能取得較好的擠密效果。2.2

3、設(shè)計的一般要求在本工程中樁徑按地質(zhì)情況采用400mm,混凝土強度等級為C20,樁長根據(jù)地基承載力和 變形要求由計算確定，同時，要考慮樁尖持力層的深度一般為應(yīng)小于15m。樁的布置一般按大 于3倍樁徑設(shè)計樁間距，按等邊三角形布設(shè)，遇孤石無法成樁時，原樁位需灌滿砼，補樁最大允 許偏移450 mm。在素混凝土樁頂部設(shè)置粒徑為510mm、厚度為200mm的細(xì)石墊層，滿基槽鋪 設(shè)。2.3計算方法2.3.1在無單樁靜載試驗資料情況下，單樁承載力特征值Ra:其中Es,sp=1+m(n-1)Es;P0-相對應(yīng)于荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時基礎(chǔ)底面處的附加壓力;Esi-基礎(chǔ)底面以下第i層土的壓縮模量，按實際應(yīng)力范圍取直;Es,

4、sp-樁土復(fù)合段壓縮模量的當(dāng)量 值;n1 -加固區(qū)的分層數(shù);n2-總分層數(shù);hsp-樁土復(fù)合段的厚度;Zi-第i層土的厚度;a sp-樁 土復(fù)合段平均附加應(yīng)力系數(shù);a i-附第i層土的加應(yīng)力系數(shù);m-面積置換率;n-樁土應(yīng)力比，一 般n=1420;?追-地區(qū)沉降計算經(jīng)驗系數(shù)。3施工過程中質(zhì)量控制3.1素混凝土樁正式施工前，在代表性地段進行試成樁不少于6根,以復(fù)核地質(zhì)資料以及 設(shè)備工藝參數(shù)，核定選用的技術(shù)參數(shù)和終樁標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)試樁結(jié)果施工過程中嚴(yán)格按終樁標(biāo)準(zhǔn) 進行控制。施工過程中樁長不得小于設(shè)計樁長且一定要達(dá)到終樁標(biāo)準(zhǔn)。3.2素混凝土樁的樁身混凝土塌落度為80100mm。3.3素混凝土樁頂部鋪設(shè)2

5、00mm厚褥墊層(采用級配砂石)。3.4遇孤石無法成樁時，原樁位需灌滿砼，補樁最大允許偏移450mm。3.5混凝土停灌面應(yīng)高于設(shè)計樁頂高程0.5m,樁頭開挖時，應(yīng)采取有效措施避免樁身折斷。4復(fù)合地基加固效果根據(jù)設(shè)計地基承載力的要求，設(shè)計要求通過處理后的復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)滿足250Kpa以上。為保證工程質(zhì)量,地基處理施工結(jié)束后，本工程委托具有相應(yīng)檢測資質(zhì)的單位， 分別進行了單樁復(fù)合地基靜載荷試驗、小應(yīng)變樁身質(zhì)量檢測。4.1靜載荷試驗測量承壓板在各級荷載作用下隨時間對應(yīng)的沉降變形量分析沉降變形同荷載、時間關(guān)系, 判定復(fù)合地基承載力特征值。試驗采用單循環(huán)加荷法,以地錨、鋼梁為加載反力裝置。根據(jù)

6、最大加荷值選用2000KN千斤頂加載，千斤頂中心與試驗樁中心重合，載荷板尺寸由復(fù)合地基的 置換率確定為120cmX 120cm。按規(guī)范規(guī)定，最大加載值不小于設(shè)計要求承載力特征值的2 倍即不小于500Kpa分8級加荷，每級62.5Kpa。采用兩塊量程為30mm,最小分辨率在0.01mm 的百分表，對稱安置于承壓板兩側(cè)觀測沉降位移。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為在每級加荷作用下當(dāng)1小時內(nèi)承 壓板沉降量小于0.1mm時，即可加下一級荷載。根據(jù)檢測單位提供的工程質(zhì)量檢測報告 (2008.5),本工程進行了 3點單樁復(fù)合地基靜載荷試驗,3根樁分別是61#、125#、237#最大加 載為553KPa,結(jié)果見圖1。從圖1中可以

7、看出P-S曲線基本上均是比較平緩的光滑曲線，無明顯的拐點,均屬緩變型。 依據(jù)規(guī)范規(guī)定，按相對變形值確定復(fù)合地基承載力基本值。當(dāng)以粘性土、粉土為主的地基水 泥土樁可取s/d或s/b等于0.01對應(yīng)的壓力。由于本次均在工程樁上進行最大加載813KPa, 按建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002,復(fù)合地基承載力特征值最大只能取最大加載壓力的 一半。即61#單樁復(fù)合地基承載力特征值為271KPa;125#單樁復(fù)合地基承載力特征值為 263KPa;237#單樁復(fù)合地基承載力特征值為255.5KPa;承載力特征值均大于250KPa的設(shè)計要 求。4.2低應(yīng)變動力檢測低應(yīng)變動力檢測分類標(biāo)準(zhǔn)為:I類樁:樁身完

8、整;II類樁:樁身有輕微缺陷,但不會影響樁 身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮;111類樁:樁身有明顯缺陷,對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響;W類樁:樁身 存在嚴(yán)重缺陷。根據(jù)檢測單位提供的工程質(zhì)量檢測報告(2008.5),本工程對95根工程樁 進行了低應(yīng)變動測，所測結(jié)果為I類樁88根，占檢測總樁數(shù)的92.6% II類樁7根,未發(fā)現(xiàn)III、 W類樁,滿足相關(guān)規(guī)范要求。4.3沉降觀察本工程的沉降觀察曲線如圖2所示，橋臺平均沉降量為l5.11mm,差異沉降為0.055%。5結(jié)語5.1素混凝土樁是一種適用范圍廣、造價低、效果好、施工簡單的地基處理方法它既可 作為復(fù)合地基，也可與其它地基處理方法如與強夯、碎石樁、水泥攪拌樁等聯(lián)合使用。5.2由于現(xiàn)行的巖土設(shè)計理論不完善和現(xiàn)場地質(zhì)條件的復(fù)雜性,作為設(shè)計人員應(yīng)重視現(xiàn) 場試驗和施工過程的質(zhì)量控制，積累工程經(jīng)驗，完善設(shè)計理論。5.3采用素混凝土樁復(fù)合地基,技術(shù)簡單可行，施工速度快，投資少,是一種比較合適的方 法。經(jīng)處理后的地基可將地基承載力提高23倍以上。該工程的