軟土地基處理第四章

1、第四章軟地基處理第一節(jié)減少地基沉降的復(fù)合樁基1.減少地基沉降的復(fù)合樁基的剛性樁：1.1字形沉管砼灌注樁的成樁裝置：1.1.1技術(shù)領(lǐng)域：本實(shí)用新型涉及一種土木建筑工程的樁基礎(chǔ)，尤其是涉及摩擦型樁的一種字形沉管砼灌注樁的成樁裝置。1.1.2.背景技術(shù)：目前，在建筑工程中應(yīng)用的樁基礎(chǔ)普遍是采用圓形截面樁或方形截面樁。對(duì)于所述摩擦型灌注樁而言，樁承受豎向承載力的大小、同樁與土的接觸面積大小有關(guān)、樁與土的接觸面積大、則樁的摩擦承載力高，樁與土的接觸面積小、則樁的摩擦承載力低。在飽和軟土地層的摩擦型樁、樁的側(cè)摩阻力占樁總豎向承載力值的比例為百分之七十百分之九十，相同截面積的字形截面樁的截面周長(zhǎng)比圓形截面或

2、方形截面的截面周長(zhǎng)大一倍左右、也就是樁與土的接觸面積增大一倍左右，字形截面樁的截面比圓形截面樁或方形截面樁的側(cè)摩阻力提高一倍左右，所以字形截面樁的豎向承載力值高出圓形截面或方形截面樁的豎向承載力值百分之三十百分之四十。適用于多層建筑樁基礎(chǔ)、高速公路、港口堆場(chǎng)、大面積廠房地坪的軟地基處理的樁與土共同作用的復(fù)合樁基地基，可節(jié)省造價(jià)百分之三十、節(jié)省樁的建材百分之三十五、節(jié)省樁的建材即為減少生產(chǎn)建材的能牦、即為節(jié)能。1.1.3實(shí)用新型內(nèi)容： 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而提供一種字形沉管砼灌注樁的成樁裝置。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：圓形鋼模管的靠近底部截

3、面均分四等分焊接封閉凸邊為十字形、均分三等分焊接封閉凸邊為Y形、圓形鋼模管的底部為可脫卸的砼樁靴封管底、沉入土層至設(shè)計(jì)高、鋼模管的上口置入鋼筋骨架、灌入砼，振動(dòng)將鋼模管拔出、因砼的比重遠(yuǎn)超出土的比重、鋼模管凸邊長(zhǎng)度0.8米的上拔滑移的護(hù)壁作用、管內(nèi)灌入砼的液面標(biāo)高提高，使管內(nèi)砼自重壓力足以超出土體恢復(fù)回彈力、使管內(nèi)砼完全充填凸邊隨模管上拔滑移瞬間留出的空間、即呈字形截面樁或呈Y形截面樁。字形沉管砼灌注樁與普通沉管灌注樁相同的施工工法、施工效率高、成本低。相同截面積的字形截面樁的截面周長(zhǎng)比圓形截面或方形截面的截面周長(zhǎng)大一倍左右，也就是樁與土的接觸處的側(cè)摩阻力提高一倍左右，豎向承載力值百分之三十百

4、分之四十、可節(jié)省造價(jià)百分之三十、節(jié)省樁的建材百分之三十五。附圖說明圖1為本實(shí)用新型的字形鋼模管結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的圖1的11剖面圖；圖3為本實(shí)用新型成樁截面示意圖；具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1為本實(shí)用新型的字形鋼模管結(jié)構(gòu)示意圖，圓形鋼管1靠近底部截面由圖2均分四等分焊接封閉凸邊2為十字形、均分三等分焊接封閉凸邊2為Y形、為本實(shí)用新型的字形或Y形鋼模管結(jié)構(gòu)，凸邊2由四塊梯形鋼板與塊矩形鋼板焊接而成盒狀構(gòu)件、焊接在圓形鋼管1的底部。實(shí)施過程由下述過程完成的，按設(shè)計(jì)樁位預(yù)埋砼樁靴3，圖1字形鋼模管或Y形鋼模管的底部套入可脫卸的砼樁靴3封管底、靜壓沉入土層

5、至設(shè)計(jì)高程，在圓形鋼模管1內(nèi)置入鋼筋骨架4，灌入砼5，振動(dòng)將圖1字形鋼模管結(jié)構(gòu)拔出，呈圖3字形沉管砼灌注樁的截面。本實(shí)用新型的圖1字形鋼模管，靜壓沉入土層至設(shè)計(jì)高程，置入鋼筋骨架4，灌入砼5，振動(dòng)拔出圖1字形鋼模管，為保證圖3字形砼灌注樁截面的成形質(zhì)量，鋼模管1靠近底部截面均分四等分焊接封閉凸邊2為十字形、均分三等分焊接封閉凸邊2為Y形、圓形鋼管1靠近底部焊接凸邊2的長(zhǎng)度不少于0.8米，上拔圖1字形鋼模管過程，凸邊2隨圖1字形鋼模管上拔凸邊2在土體的滑移過程的護(hù)壁作用、使孔形完好，因砼比重遠(yuǎn)超出土體比重，圓鋼模管1的管內(nèi)砼5液面標(biāo)高灌至高位，使圓鋼模管1內(nèi)砼5的自重壓力足以超出土體回彈力、使圓

6、鋼管1內(nèi)砼5完全充填凸邊隨圖1字形鋼模管上拔滑移瞬間留出的空間、即呈圖3字形截面樁。圖1.1.1 圖1.1.2圖1.1.3- 1 -實(shí)例1：寧波中外運(yùn)物流有限公司北侖中外運(yùn)國(guó)際物流中心地坪沉降加固處理設(shè)計(jì)與施工：一. 工程概述北侖中外運(yùn)國(guó)際物流中心位于北侖區(qū)霞浦鎮(zhèn)，場(chǎng)地東臨永定河路，南面為白云山路，西側(cè)為開挖中的康康山。工程總占地面積132933.35m2，1#中轉(zhuǎn)庫(kù)14922m2，2#中轉(zhuǎn)庫(kù)14772m2，3#中轉(zhuǎn)庫(kù)15645m2，4#中轉(zhuǎn)庫(kù)15645m2，地面荷載35kPa，及相應(yīng)辦公與生活設(shè)施，室外堆場(chǎng)6600m2，地面荷載65kPa。有頂雨堋10440 m2，砼地坪下有硬殼層2a層粘土

7、厚度僅0.03.5，下層土為2b層為淤泥質(zhì)粘土，平均厚度達(dá)2.88.4，軟弱土層淤質(zhì)土是強(qiáng)度低壓縮高高靈敏的結(jié)構(gòu)性軟土，在長(zhǎng)期車間地面荷載作用下，軟土緩慢產(chǎn)生壓縮變形，變形的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，大面積中轉(zhuǎn)庫(kù)房地坪與堆場(chǎng)地坪會(huì)產(chǎn)生較大沉降或不均勻沉降，影響正常生產(chǎn)和使用。經(jīng)多方案復(fù)合地基與復(fù)合樁基方案計(jì)算優(yōu)化對(duì)比，制訂出加固地坪、減少沉降的施工圖設(shè)計(jì)。二. 地坪加固設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)與計(jì)算：1. 地坪止沉加固范圍：地坪止沉加固范圍包括：1#中轉(zhuǎn)庫(kù)地坪，2#中轉(zhuǎn)庫(kù)地坪，3#中轉(zhuǎn)庫(kù)地坪、4#中轉(zhuǎn)庫(kù)變形，室外堆場(chǎng)地坪地基強(qiáng)度與變形見復(fù)合樁地基處理總平面圖。有頂棚裝卸作業(yè)區(qū)考慮重車裝卸、有短期堆存的可能、也作為地坪止

8、沉加固范圍、加固要求可適當(dāng)放低、見復(fù)合樁地基處理總平面圖二。2. 方案選擇：1 廠房地坪加固方案選擇：北侖中外運(yùn)國(guó)際物流中心未擴(kuò)大前巳作過復(fù)合樁基加固軟基設(shè)計(jì)、選擇了工字形沉管灌注樁復(fù)合樁基方案、樁長(zhǎng)選用9改為10.5m即可，考慮工字形模管變形問題（樁長(zhǎng)10.5m因短樁變形問題不大）、為可靠性本次設(shè)計(jì)選用字形砼樁復(fù)合樁基、模管不存在變形問題、同樣具有側(cè)表面積大、樁承載力值高的特性。與目前高速公路采用素砼筒樁(現(xiàn)澆砼管形樁)、樁的直徑1000mm、壁厚100mm的復(fù)合樁基類似，就選擇高速公路采用素砼筒樁與字形樁作對(duì)比。2 地質(zhì)條件：層號(hào) 土的名稱 厚度(m) 承載力特征值fa(kPa) qs(k

9、Pa) qp(kPa)2a 粘 土 0.9 70 142b 淤泥質(zhì)粘土 6.0 50 93 軟粘土 6.0 180 20 400注：因山區(qū)地基層面標(biāo)高與層厚起伏變化大，計(jì)算時(shí)選用平均場(chǎng)地標(biāo)高2.7m。設(shè)計(jì)要求軟基地坪復(fù)合地基承載力特征值fa80kPa。道路作業(yè)區(qū)地坪復(fù)合地基承載力特征值fa70kPa。3地面荷載：庫(kù)房地面荷載3.5噸平方米。地坪復(fù)合地基承載力特征值=80kPa35（4427）×20=69 kPa。堆場(chǎng)地面荷載6.5噸平方米。堆場(chǎng)地坪復(fù)合地基承載力特征值=80kPa65（3.02.7）×20=71 kPa。3. 復(fù)合樁基計(jì)算：1 字形砼樁：十字形砼樁承載力特征

10、值計(jì)算字形砼樁的樁長(zhǎng)10.9m。字形砼樁承載力特征值：Ra= U1·qsi·li+ i+A·qp (kN)U1字形砼樁的截面周長(zhǎng)； (m)qsi樁穿越土層i層土的側(cè)摩阻力； (kPa)qp樁端持力層端阻力； (kPa)A沉管灌注樁截面水平投影面積。 (m2)Ra=2.14 ×0.9×(14×0.9+9×6+20×3.6) +0.1507×400=327.22 (kN)庫(kù)房與堆場(chǎng)地坪復(fù)合樁基承載力特征值計(jì)算：樁的平面布置為2.5m×2.5m方格布樁。復(fù)合樁基承載力特征值：按“上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”

11、DGJ0811199911.6節(jié)(沉洚控制復(fù)合樁基fak=327.222.5×2.5×0.55+55=83.79 kPa >35+45=80kPa作業(yè)區(qū)（棚屋內(nèi)）復(fù)合樁基承載力特征值計(jì)算： 復(fù)合樁基承載力特征值計(jì)算樁的平面布置為3m×3m方格布樁。復(fù)合樁基承載力特征值：按“上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”DGJ0811199911.6節(jié)(沉洚控制復(fù)合樁基fak=327.223×3×0.55+55=74.99 kPa > 70kPa2 砼筒樁：.庫(kù)房與堆場(chǎng)地坪 砼筒樁承載力特征值計(jì)算砼筒樁的樁長(zhǎng)10.5m，樁的平面布置為3m×3m方格

12、布樁。砼筒樁承載力特征值：Ra = U1·qsi·li+ i+A·qp (kN)Ra = 3.14×1.0×(14×0.9+9×6+20×3.6) +0.283×400 = 548.4(kN) 復(fù)合樁基承載力特征值計(jì)算按“上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”DGJ0811199911.6節(jié)(沉洚控制復(fù)合樁基fak=548.43.0×3.0×0.55+55=88.5 kPa >35+45=80 kPa3 426沉管灌注樁： .庫(kù)房與堆場(chǎng)地坪 426沉管灌注樁承載力特征值計(jì)算：426沉管灌注樁的樁

13、長(zhǎng)10.5m，樁的平面布置為2m×2m方格布樁，426沉管灌注樁承載力特征值：Ra = U1·qsi·li+ i+A·qp (kN)Ra=3.14×0.426×(14×0.9+9×6+20×3.6)+0.142×400=219.7(kN) .復(fù)合樁基承載力特征值計(jì)算：按“上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”DGJ0811199911.6節(jié)(沉洚控制復(fù)合樁基fak=219.72.0×2.0×0.55+55=85.2 kPa >35+45=80 kPa4 沉降計(jì)算分析：復(fù)合地基沉降計(jì)算主

14、要發(fā)生在復(fù)合土層內(nèi)即S1，按復(fù)合土層的計(jì)算壓縮變形。 S1=(PZPZL)L/2ESPPZ砼樁復(fù)合土層頂面的平均附加壓力值；（kPa）PZL砼樁復(fù)合土層底面的平均附加壓力值；（kPa）L樁長(zhǎng)； (m)ESP砼樁與土的復(fù)合壓縮模量；ESP =m·EP+(1-m) ·ESEP樁身的壓縮模量，砼樁復(fù)合地基即砼樁身壓縮模量；ES樁間土的壓縮模量。按砼樁與土的復(fù)合壓縮模量按分層總和法可得變形值。因砼壓縮模量大大超出土的壓縮模量，所以滿足強(qiáng)度要求則變形同時(shí)滿足。5 異型樁在計(jì)算分析中問題的說明： 異型樁的側(cè)摩阻力. 字樁的側(cè)表面積計(jì)算字樁的側(cè)表面積計(jì)算樁的側(cè)表面積計(jì)算沿十字形外壁

15、15;0.9計(jì)算，.砼筒樁的側(cè)阻力計(jì)算砼筒樁只計(jì)算外筒的側(cè)摩阻力，砼筒樁的內(nèi)壁與土的側(cè)摩阻力不能計(jì)算，可在樁的端阻力計(jì)算時(shí)考慮，當(dāng)樁端仍在軟土中內(nèi)壁與土的側(cè)摩阻力為零，當(dāng)樁端進(jìn)入良好持力層，內(nèi)壁土塞力大于或等于持力層端阻值，則樁端阻力按外徑實(shí)體面積計(jì)算樁端阻力，如土塞力小于持力層端阻值按折扣計(jì)算樁端阻力。三. 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析：選擇砼筒樁技術(shù)已被交通部門高速公路復(fù)合樁基應(yīng)用、并有逐步推廣的條件，選擇相同沉管樁型、相同的砼厚度的復(fù)合樁基，相同的復(fù)合樁基承載力特征值fak=80kPa，沉樁的擠土率影響與經(jīng)濟(jì)造價(jià)對(duì)比如下：1. 每平方米地坪擠土量計(jì)算：1 砼筒樁砼筒樁由二根同心鋼模管施工，二根

16、同心鋼模管底用預(yù)制圓環(huán)形鋼筋砼樁靴封底，采用進(jìn)口高頻振動(dòng)錘振動(dòng)沉拔施工，根據(jù)寧波試成樁錄像資料分析，試成樁同心外管直徑為1500mm、內(nèi)管直徑1300mm、筒樁壁厚為200mm、長(zhǎng)度為22m、排土口離管頂2000mm，當(dāng)沉管入土層15m時(shí)初見排土口出土，則可得到實(shí)測(cè)擠土量，鋼管厚度按15mm計(jì)算。 平均每米樁長(zhǎng)擠土量計(jì)算：.初見排土口出土實(shí)測(cè)擠土量(1.5×1.5×3.14)/4-(1.085×1.085×3.14/4)×20/15/(1.5×1.5×3.14)/4=0.3023立方/m.按圓環(huán)形鋼筋砼樁靴中心計(jì)算以圓環(huán)形鋼

17、筋砼樁靴中心為界向心向?yàn)榕磐?，背心向?yàn)閿D土。(1.5×1.5×3.14)/4-(1.3×1.3×3.14)/4 =0.4398立方m 高頻振動(dòng)錘實(shí)測(cè)排土量比計(jì)算排土量增大25%左右，屬低擠土性樁，高頻振動(dòng)使管周土體完全液化。 管周土體完全液化的討論管周土體完全液化達(dá)到最大排土量的目的，使擠土影響降至最低，但達(dá)不到完全排土，從工程上應(yīng)有客觀的利弊分析，土體完全液化帶來以下問題：.土體完全液化筒樁鋼內(nèi)管壁與土的側(cè)摩阻力為零，當(dāng)沉管至20m，土柱體自重達(dá)到340 kPa，而寧波軟土深度達(dá)30余米，而軟土載力特征值fa=5070 kPa，樁端土出現(xiàn)剪切破壞，如深

18、度30m土柱體自重達(dá)到510 kPa，不僅不出土而在深層大擠土。.土體完全液化在管內(nèi)砼自重作用下，砼在完全液化土體內(nèi)坍塌，據(jù)實(shí)際施工數(shù)據(jù)砼量比實(shí)際樁體高出30%40%，據(jù)工程量數(shù)砼量增加30%結(jié)算已成慣例。c.土體完全液化對(duì)樁承載力值影響，土體重新固結(jié)所須時(shí)間等不再贅述。2每平面擠土率計(jì)算： .砼筒樁每平面擠土率計(jì)算砼筒樁由二根同心鋼模管外管直徑為1000mm、內(nèi)管直徑800mm、筒樁壁厚為100mm3.14×(1-0.8×0.8/4×0.5/(3×3) = 0.0157立方/m20.5按實(shí)測(cè)出土量?jī)?nèi)外各半計(jì)，. 字砼樁每平面擠土量每平面擠土率計(jì)算：0.

19、152/(2.5×2.5) =0.024立方m2.426沉管灌注樁擠土量每平面擠土率計(jì)算：0.142(2.0×2.0) =0.0355立方m23擠土量對(duì)比：樁型 每平面擠土量(立方m2) 對(duì)比(%)砼筒樁 0.0159 100十字砼樁 0.024 157.2426沉管灌注樁 0.0355 226.1從每平方米加固范圍擠土量分析，字砼樁擠土量與砼筒樁相比有所增加，與426沉管灌注樁相比可減少32.34%。2. 每平米地坪地基處理費(fèi)用的對(duì)比：1 估算綜合單價(jià)：C20商品砼十字砼樁：450元/m3426沉管灌注樁：420元/m3砼筒樁：550元/ m3(包括沉樁特殊鋼模管加工充盈

20、系比圓形沉管樁增大10左右.施工也可選用現(xiàn)場(chǎng)攪拌砼)2 每平米地坪加固費(fèi)用計(jì)算：砼筒樁：(0.283×1.25×10.5×550)/(3×3) = 226.98元/ m2預(yù)制樁靴(150元/只)/(3×3) = 16.7元/m2字砼樁：(0.152×1.15×10.5×450)/(2.5×2.5) =125.86元/m2預(yù)制樁靴(30元/只)/(2.5×2.5) = 4.8 元/m2426沉管灌注樁： (0.142×1.05×10.5×420)/(2×2)

21、 =164.38元/m2預(yù)制樁靴(50元/只)/(2×2) = 12.5元/m2砼筒樁： 243.69元/m2。 字砼樁： 130.66元/m2。 426沉管灌注樁：176.88元/m2。 3 對(duì)比方案總價(jià)：A. 復(fù)合樁地基處理總平面圖：砼筒樁：(14922+14772+15645+15645+6600) × 243.69=1646.95萬元 字砼樁：(14922+14772+15645+15645+6600) ×130.66 =883.05萬元 426沉管灌注樁：(14922+14772+15645+15645+6600) ×176.88=1195.4

22、2萬元4 對(duì)比：樁型 總造價(jià)(萬元) 對(duì)比(%)砼筒樁 1646.95 100字砼樁 883.05 53.6426沉管灌注樁 1195.42 72.58通過優(yōu)化分析對(duì)比，字砼樁復(fù)合樁基與筒樁對(duì)比可節(jié)省造價(jià)46.4%，與426沉管灌注樁對(duì)比可節(jié)省造價(jià)26.2%，選用字砼樁為本工程復(fù)合樁基的樁型。5. 字砼樁復(fù)合樁地基：A. 復(fù)合樁地基處理總平面圖：(14922+14772+15645+15645+6600) ×130.66 =883.05萬元 。注：末包括站臺(tái)地基加固費(fèi)用在內(nèi)。B. 復(fù)合樁地基處理總平面圖二：庫(kù)房與堆場(chǎng)地基：(14922+14772+15645+15645+6600)

23、×130.66 =883.05萬元。注：末包括站臺(tái)地基加固在內(nèi)。有棚頂裝卸區(qū)地基：（5220×2）×90.73=94.73萬元合計(jì)：977.78萬元三. 設(shè)計(jì)：1.概述：寧波軟土的廠房地坪沉降帶有普遍性，建廠前或建廠同時(shí)對(duì)地坪地基進(jìn)行地基處理的方法多，而且成本相對(duì)要低一些，廠房建成后發(fā)生沉降因受空間限制對(duì)地坪地基處理一般只能用錨桿樁梁板架空地坪，成本則很高，本工程是與工程樁同步施工，費(fèi)用相對(duì)要低。按本方案實(shí)施，廠房地面荷載每平方米7噸，地坪最大沉降量10cm左右。1十字形砼樁的截面： 圖1 字形灌汪樁截面圖2平面布樁： 2.5 ×2.5布樁平面 3.0&

24、#215;3.0布樁平面圖2 字形灌汪樁的平面布置圖圖3 1-1剖面圖3地坪設(shè)計(jì)：（按建筑設(shè)計(jì)文件施工）復(fù)合樁基設(shè)計(jì)是實(shí)施樁與地基土共同承擔(dān)地坪荷載和變形問題，挖土至樁頂標(biāo)高填200mm厚中粗砂墊層、水浸平板振動(dòng)密實(shí)、然后填級(jí)配塘渣分層壓實(shí)至設(shè)計(jì)高程、達(dá)到密實(shí)墊層方能均勻傳遞地坪荷載給地基土與樁，所以填塘渣墊層的厚度大于500mm。地坪做法按建筑設(shè)計(jì)文件。4設(shè)計(jì)復(fù)合樁基地坪承載力特征值(fak)檢測(cè)：巖土工程是經(jīng)驗(yàn)性與實(shí)踐性的學(xué)科，計(jì)算值須經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)證應(yīng)用于工程最為可靠，全面施工前要求先作設(shè)計(jì)復(fù)合樁基地坪承載力特征值(fak)檢測(cè)。 .四樁復(fù)合地基承載力值檢測(cè)：試驗(yàn)平面見圖4。試驗(yàn)平面為5.0m

25、×5.0m，塘渣地層小面積施工難以達(dá)到密實(shí)，所以用中粗砂墊層替代，層厚500mm，按45度角擴(kuò)散，中粗砂墊層為6m×6m，施工時(shí)用水浸結(jié)合平板振動(dòng)器使其密實(shí)。在砂墊層上施工C15砼墊層，地坪砼厚為160mm，上下各配12200鋼筋網(wǎng)。試驗(yàn)荷載采用工地建筑用砂袋裝堆載，預(yù)計(jì)堆載重量300噸。 圖4 試驗(yàn)平面圖2-2剖面.單樁復(fù)合地基承載力值檢測(cè)：試驗(yàn)平面見圖5。圖5單樁試驗(yàn)平面圖試驗(yàn)平面為2.5.m×2.5m，塘渣地層小面積施工難以達(dá)到密實(shí)，所以用中粗砂墊層替代，層厚500mm，按45度角擴(kuò)散，中粗砂墊層為3m×3m，施工時(shí)用水浸結(jié)合平板振動(dòng)器使其密實(shí)。在

26、砂墊層上施工C15砼墊層，地坪砼厚為160mm，上下各配12200鋼筋網(wǎng)。試驗(yàn)荷載采用工地建筑用砂袋裝堆載，預(yù)計(jì)堆載重量75噸。設(shè)計(jì)選用四樁復(fù)合地基承載力值檢測(cè)方案三個(gè)、在庫(kù)房位置二個(gè)、堆場(chǎng)位置個(gè)。復(fù)合樁基地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)：.試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量不少于3點(diǎn)、當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30D =700mm時(shí)、可取其平均值為復(fù)合樁基承載力特征值。.加載等級(jí)分為812級(jí)、每加級(jí)前后記錄承壓板沉降量一次、以后每半小時(shí)讀記次、當(dāng)小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1mm時(shí)加下級(jí)荷載。.復(fù)合樁基地基承載力特征值：可取極限荷載的半、當(dāng)Qs曲線平緩光滑可按相對(duì)變形確定、可取SD =006 D =700mm S=42 mm對(duì)應(yīng)的荷載。

27、.終止試驗(yàn)：沉降急劇增大、土被擠出 。承壓枝累計(jì)沉降超過D =700mm的6即42mm。2設(shè)計(jì)說明：（1）.設(shè)計(jì)方案說明：施工圖設(shè)計(jì)方案：庫(kù)房與室外堆場(chǎng)地基復(fù)合樁基字形灌注樁按2.5×2.5樁距方格布樁。庫(kù)房與庫(kù)房之間作業(yè)區(qū)采用碾壓處理。施工圖設(shè)計(jì)方案二：庫(kù)房與室外堆場(chǎng)地基復(fù)合樁基字形灌注樁按2.5×2.5樁距方格布樁。庫(kù)房與庫(kù)房之間作業(yè)區(qū)地基復(fù)合樁基字形灌注樁按3.0×3.0樁距方格布樁。二個(gè)設(shè)計(jì)方案不同之處即裝卸作業(yè)區(qū)地坪是杏處理？因庫(kù)房與庫(kù)房之間作業(yè)區(qū)是有頂蓋的室內(nèi)作業(yè)區(qū)、存在地坪上有臨時(shí)堆放的條件、由業(yè)主選取決定。（2）樁頂標(biāo)高：.庫(kù)房地坪相當(dāng)黃每系標(biāo)高4

28、.4m，復(fù)合樁基字形灌注樁頂標(biāo)高相當(dāng)黃每系標(biāo)高2.2m。室外堆場(chǎng)與裝卸作業(yè)區(qū)地坪相當(dāng)黃每系標(biāo)高3.00m，復(fù)合樁基字形灌注樁頂標(biāo)高相當(dāng)黃每系標(biāo)高2.0m。（3）.字形灌注樁砼強(qiáng)度：字形灌注樁砼強(qiáng)度為c20。3設(shè)計(jì)總概算：（1）.復(fù)合樁基總平面一：14庫(kù)房與室外堆場(chǎng)費(fèi)用：（11319）×816.625×1.08998.28萬元。注：包括站臺(tái)地基加固。1.08為不可予見系數(shù)?？?計(jì)為998.28萬元。（2）.復(fù)合樁基總平面二：14庫(kù)房與室外堆場(chǎng)費(fèi)用，及棚屋裝卸區(qū)費(fèi)用：（14523）×816.625×1.081280.86萬元注：包括站臺(tái)地基加固。1.08為不

29、可予見系數(shù)。（1280.86萬元總 計(jì)為1280.86萬元。四. 施工：1. 設(shè)計(jì)布樁面密度：設(shè)計(jì)布樁面密度為2.4、對(duì)于飽和軟土地層屬中等擠土影響的設(shè)計(jì)布樁、施工須控制沉樁擠土土中超靜孔隙水壓力累加遞增、隙水壓力泄壓與時(shí)間有關(guān)，隔一打連續(xù)進(jìn)行，返回原地沉樁擠土產(chǎn)生土中超靜孔隙水壓力完全泄壓盡，沉樁擠土土中超靜孔隙水壓力不會(huì)累加、沉樁程序須控制土體位移對(duì)相鄰樁質(zhì)量影響。2. 隔一打沉樁程序的土體位移計(jì)算：施工沉管式字形灌注為擠土樁，采用隔一打一施工程序確保沉管濟(jì)土相鄰樁不受擠土影響與確保沉管濟(jì)土孔隙水壓不累加，按小孔擴(kuò)散原理計(jì)算對(duì)相鄰樁產(chǎn)生最大變形量確定隔一打一計(jì)算假設(shè)： .為均質(zhì)軟粘土。.土

30、的擠密性為零。. 沉入樁體砼均勻向圓周擴(kuò)散。對(duì)相鄰樁產(chǎn)生最大變形量：1平面擴(kuò)散理論計(jì)算：圖1 周圍土體所產(chǎn)生的位移式中：土體的水平位移，注入土體中的混凝土的量 字形樁，樁中心距2.5m：隔1打1，對(duì)相鄰樁產(chǎn)生最大變形量為 24 mm。2小孔擴(kuò)散理論計(jì)算：參見黃院雄的理論來進(jìn)行計(jì)算：式中：等代圓的半徑；樁的長(zhǎng)度；樁周土體同樁軸線的距離；計(jì)算點(diǎn)的深度。（由于土體表面處豎向荷載所產(chǎn)的水平位移很小，這邊可以不考慮）隔1打1，對(duì)相鄰樁產(chǎn)生最大變形量為 23 mm。3.保證單樁質(zhì)量的必要條件與措施：1.地表以下1.5m樁底范圍振動(dòng)拔管施工過程、模管內(nèi)砼液面標(biāo)高始終不低于地面標(biāo)高。使模管內(nèi)砼自重壓力足以充填

31、拔菅留出土體的空間、保證字型灌注樁的成形質(zhì)量。2.模管內(nèi)砼灌滿僅占樁體積的46，振動(dòng)拔管施工過程、模管內(nèi)砼液面標(biāo)高始終不低于地面標(biāo)高，須多次高空加料，不僅管內(nèi)砼自重壓力難以保證，而且高空加料效率與安全存在問題？地面以上宜用600直經(jīng)鋼模管連接，或釆取可靠補(bǔ)料措施，使?jié)M灌砼占樁體積90以上，不足時(shí)適當(dāng)二次補(bǔ)料。4.未說明之處均按沉管灌注樁施工質(zhì)量控制與驗(yàn)收進(jìn)行。第二節(jié)剛?cè)峤M合樁復(fù)合地基實(shí)例2：寧波市星箭航天機(jī)械廠新廠區(qū)軟土地坪的復(fù)合地基：. 概述：1軟土地坪的地基處理概述：飽和軟土地層工業(yè)廠房和公共建筑的大面積地坪的地基隨著填土荷載和使用荷載增加飽和軟土的持續(xù)固結(jié)沉降量大而且不能穩(wěn)定，伴有大面積

32、的不均勻沉降，致使地坪開裂高低起伏不平影響正常物流與車行對(duì)正常生產(chǎn)和使用帶來困難。寧波是港口城市港口吞吐量?jī)H集裝箱一項(xiàng)就超出一千余萬標(biāo)準(zhǔn)箱，堆場(chǎng)的軟地基處理任務(wù)很重，在諸多的地基處理方案（砂井或塑料排水板采用堆載或真空預(yù)壓方案）中，用“上誨港灣地基處理研究院”的快速“超真空擊密” 軟地基處理方法為優(yōu)，對(duì)于含砂性的軟地基處理是最為可靠有效而且造價(jià)低、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)很好，對(duì)于純粘性的軟地基不僅滲透性極小、極細(xì)顆粒土之間結(jié)合水因電場(chǎng)作用不易析離、在高真空作用下抽排的是泥水混體，也有可能出現(xiàn)堵塞排水通道，會(huì)影響軟地基處理的質(zhì)量，說明每項(xiàng)優(yōu)秀技術(shù)均有一定的適用范圍，另外即為復(fù)合地基（水泥攪拌樁石灰樁碎石樁

33、低強(qiáng)度砼樁等）或樁基采用梁板架空（造價(jià)昂貴）的剛性堆場(chǎng)方案的工程價(jià)每平方米地坪須250元350元之間。本方案己排除，為探求經(jīng)濟(jì)實(shí)用的復(fù)合地基方案，研究在水泥攪拌樁的中心用沉管樁的工法施工低強(qiáng)度（C10）砼樁，稱為“剛?cè)峤M合樁”的復(fù)合地基，應(yīng)用于軟基地坪或堆場(chǎng)軟地基處理，對(duì)照水泥攪拌樁復(fù)合地基方案作技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比。2本工程軟土地坪設(shè)計(jì)要求：(1). 軟地基處理后的復(fù)合地基承載力特征值= 75 KPa。(2). 軟地基處理后地坪沉降量小于200mm。(3). 軟地基處理每平方米工程價(jià)小于等于150元。二. 結(jié)合地質(zhì)參數(shù)計(jì)算與技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比:1. 地質(zhì)條件:層號(hào) 土的名稱 厚度(m) 承載力

34、特征值fa(KPa) qs(KPa) qp(KPa)12 粘 土 0.8 65 1221 淤泥質(zhì)粘土 3.3 45 523 淤泥質(zhì)粘土 16.9 48 7 4 淤泥質(zhì)粘土 6 52 961 粘土或圓礫 90 18 1200 2300 設(shè)計(jì)要求軟基地坪復(fù)合地基承載力特征值fa75 KPa。2. 剛?cè)峤M合樁復(fù)合地基: 布樁平面見圖2(1) 剛?cè)峤M合樁承載力特征值計(jì)算:砼樁為剛性樁水泥攪拌樁為柔性樁，水泥攪拌樁中心插入砼樁禰為剛?cè)峤M合樁，剛性樁與土的模量差過大，由水泥攪拌樁過渡，有利于樁土協(xié)同工作，樁過進(jìn)入好的土層，阻止組合樁的刺入變形，從而使樁周土的側(cè)阻力達(dá)到最大發(fā)揮，使組合樁的承載力值大幅度提高

35、。600水泥攪拌樁的中心沉入325沉管灌注樁，水泥攪拌樁擠擴(kuò)后的直徑為683，剛?cè)峤M合樁承載力特征值:Ra= U1qsili+U2qsili+A2qp (KN)U1-水泥攪拌樁的截面周長(zhǎng)(m)U2-沉管灌注樁的截面周長(zhǎng)(m)A2-沉管灌注樁截面水平投影面積(m2)Ra=2.13（12×0.8+6×3.3+7×3.9）+1.02（7×13+9×6）+0.083×1200=368.27(KN)圖1 圖2 (2). 復(fù)合地基承載力特征值計(jì)算: 見圖2=m×1（1m）×置換率m=（0.683×0.683×

36、;3.14）4（2.5×2.5）=0.0591 =（0.683×0.683×3.14）4=0.366 m2=60 KPa=0.3=0.059×368.270.3660.3×（10.059）×60=76.3 KPa3. 水泥攪拌樁復(fù)合地基: 布樁平面見圖3剖面見圖4圖3 圖4 為降低復(fù)合地基的工程造價(jià)，采用長(zhǎng)短樁結(jié)合的水泥攪拌樁的復(fù)合地基，長(zhǎng)樁為12米短樁為8米間隔排列，長(zhǎng)樁承載力特征值Ra=1.884(0.8×123.3×69.9×7)=185KN短樁承載力特征值Ra=1.884(0.8×123

37、.3×65.9×7)=133.2 KN水泥攪拌樁平均承載力特征值Ra=（185133.2）2=159.1KNm=0.283（1.8×1.8）=0.087=0.5=60 KPa=0.087×159.10.2830.5×（10.087）×60=76.3 KPa4沉降計(jì)算分析: 復(fù)合地基沉降計(jì)算主要發(fā)生在復(fù)合土層內(nèi)即S1，按復(fù)合土層的計(jì)算壓縮變形。 S1=(PZPZL)L2ESPPZ-攪拌樁復(fù)合土層頂面的平均附加壓力值。（KPa）PZL-攪拌樁復(fù)合土層底面的平均附加壓力值。（KPa）L-樁長(zhǎng)。(m)ESP-攪拌樁與土的復(fù)合壓縮模量。ESP=

38、mEP（1m）ESES-樁周土的壓縮模量為2.1 PaEP-樁身的壓縮模量。水泥攪拌樁復(fù)合地基即水泥攪拌樁身壓縮模量。剛?cè)峤M合樁復(fù)合地基即水泥攪拌樁身與沉管灌注樁加權(quán)平均后的壓縮模量。ES-樁間土的壓縮模量。先將水泥攪拌樁身與沉管灌注樁加權(quán)平均后的壓縮模量再按上式計(jì)算的ESP值。水泥攪拌樁身壓縮模量為100120，砼壓縮模量為2000000 KPa，計(jì)算結(jié)果：剛?cè)峤M合樁復(fù)合地基S1=120 mm，水泥攪拌樁復(fù)合地基S1=320 mm。5. 地基處理費(fèi)用計(jì)算對(duì)比:(1). 綜合單價(jià):水泥攪拌樁加固每立方土體為130元。C10低標(biāo)號(hào)無筋砼每立方為250元。(2). 每平方米復(fù)合地基費(fèi)用計(jì)算:剛?cè)峤M合樁復(fù)合地基（0.283×7×1300.083×27.×250）（2.5×2.5）=130.84元/平方米。水泥攪拌樁復(fù)合地基（0.283×12×130）（1.8×1.8）=136.25元/平方米。(3). 計(jì)算結(jié)果匯總:方案 復(fù)合地基承載力特征值(KPa) 沉降計(jì)算值S1 每平方米費(fèi)用(元/平方米)剛?cè)釓?fù)基方案 76.30 120 mm 130.84攪拌樁復(fù)基 76.33 320