強(qiáng)夯地基處理方案

1、合福高速鐵路涇縣及旌德制梁場地基處理山東志合建筑設(shè)計(jì)院有限公司二零一零年十月十六日工程概況新建工程中鐵六局合福高速鐵路涇縣及旌德制梁場，位于安徽省涇縣及縣旌德境內(nèi)，毗鄰合福高速鐵路，場地狹窄，場地為山區(qū)填土地基；主要建(構(gòu))筑物有制梁臺(tái)座、存梁臺(tái)座等，山區(qū)填土地基承載力偏低，沉降量較大，因此采用換填法與振沖法、強(qiáng)夯法、深層攪拌法地基處理方式，來提高地基的承載力，處理面積約為5000m2,。以減小臺(tái)座擴(kuò)大基礎(chǔ)的面積，從而減少混凝土的數(shù)量。設(shè)計(jì)依據(jù)采用規(guī)范與檢算依據(jù)(1) .混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)(2) .建筑地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)(3) .建筑結(jié)構(gòu)

2、荷載規(guī)范(GB50009-2001)(4) .建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JDJ79-2002)(5) .通橋(2005)2322-II;跨度31.5m；(6) .鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10002.3-2005)三、存梁臺(tái)座基礎(chǔ)1 .地基承載力的計(jì)算荷載：每側(cè)基礎(chǔ)承重G=824.8/2=412.4t,基礎(chǔ)自重V=40.3成G=40.3X2.4=96.72t。基礎(chǔ)底壓應(yīng)力Pk=9.8X(GL+Gj)/S=9.8X(412.4+96.72)/(3.8X8.7)=151.0kPa基礎(chǔ)埋深d=0.8m,基礎(chǔ)底持力層fak=120kPa,重力密度=17kN/m3,修正后地基承載

3、力fa=fak+t1dxYmx(d-0.5)=120+1X17X(0.8-0.5)=125.1kPa基礎(chǔ)底壓應(yīng)力PK=151.0kPa新填土地基容許承載力考慮未固結(jié)、施工中受到推土機(jī)的碾壓等因素取fak=70kPa,地基承載力不滿足要求，應(yīng)對地基進(jìn)行換填處理，基底采用換填Z=0.8m厚3:7灰土墊層，壓實(shí)系數(shù)入c應(yīng)不小于0.95,承載力特征值取用fak=200kPa,壓力擴(kuò)散角為28度?；彝翂|層修正后地基承載力fa=fak+71dxYm><(d-0.5)=200+1x17x(0.8-0.5)=205.1kPa>基礎(chǔ)底壓應(yīng)力PK=151.0kPa灰土墊層承載力滿足要求。壓力擴(kuò)散

4、角8=28°墊層底面處附加壓力值Pz=bXLX(Pk-Pc)/(b+2xZXtg9)/(L+2xZXtg9)=3.8X8.7(151.0-17X0.8)/(3.8+2X0.8乂tg28)/(8.7+2X0.8乂tg28)=102.3kPa。墊層底面處的自重壓力值Pcz=16X0.8+18.2X0.8=27.4kPa墊層底面處白總壓力為Pz+Pcz=102.3+27.4=129.7kPa灰土濕密度Y=18.2Kn/m3。在d=1.6m以上土的平均重力密度：T=(1.6X0.8+18.2X0.6)/1.6=17.1KN/nf故經(jīng)深度修正后墊層地基承載力的特征值：fa=fak+td>

5、<ym><(d-0.5)=80+1X17.1x(1.6-0.5)=98.8kPa<墊層底面處白總壓力為Pz+Pcz=129.7kPa墊層底面地基承載力不滿足要求，應(yīng)對墊層底新填土地基處理。2 .沉降計(jì)算梁端雙支點(diǎn)位于同一整體基礎(chǔ)上，地基經(jīng)過換填處理后均勻受力，不存在不均勻沉降的問題。梁體四支點(diǎn)支撐實(shí)為梁兩端雙支撐，為簡支結(jié)構(gòu)，能夠滿足存梁使用要求。四、制梁臺(tái)座基礎(chǔ)1、受力荷載計(jì)算：荷載a：梁體碎V=317.22m3,濕重Gi=317.22X2.6=824.8t。荷載b:模型自重212.2t,(外模137.8t,內(nèi)模38.3t,端模6.04t,底模30t)o荷載c：設(shè)備及

6、人員等輔助力取13t合計(jì)：824.8+212.2+13=1050t。臺(tái)座基礎(chǔ)頂面荷載P=(a+b+c)X9.8=10290KN2、制梁臺(tái)座基礎(chǔ)工況1:澆注階段設(shè)計(jì)跨中部分：擬采用三條條型基礎(chǔ)?；A(chǔ)圖見附圖?；A(chǔ)每延米：G=4.38t,0每延米GM1=1050=32.21t32.6(GmiGj)9.8(32.214.38)9.8二二=108.7kpa>fak=80l1.103地基承載力不滿足要求，進(jìn)行換填處理。工況2:初張拉階段基礎(chǔ)圖見附圖，基礎(chǔ)埋深大于0.8m,基礎(chǔ)埋深取用d=0.8m,基礎(chǔ)底持力層fak=80kPa,重力密度=17kN/m3,修正后地基承載力fa=fak+71dxrmx

7、(d-0.5)=80+1X17X(0.8-0.5)=85.1kPa在張拉后，端部受載為最不利的情況，此時(shí)模型已拆除，每側(cè)梁重為412.4t。基礎(chǔ)圖見附圖：可知，端部基礎(chǔ)自重G=103.6t。底模估值按均重偏大原則取3t,則=120.4kpa>fa=85.1kPa6.56.5(G|Gj-Gm)9.8(412.4103.63)9.8地基不滿足承載力要求。進(jìn)行地基處理五、地基處理方案:1 .振沖法方案主要目的是提高地基土的強(qiáng)度和降低壓縮性，使地基承載力趨于均勻，減少地基的沉降。根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范采用55kW振沖器，等邊三角形布樁，問品E采用S=1.4m,樁徑d=0.8m,de=1.05S

8、=1.05X1.4=1.47m。d20.82de2-1.472=0.296初步設(shè)計(jì)時(shí)復(fù)合地基的承載力特征值按下式估算Fspk=1+m(n-1)fsk=1+0.296乂(4-1)乂70=132.2kPa存梁臺(tái)座基礎(chǔ)墊層底面處的總壓力為Pz+Pcz=129.7kPa初張拉階段制梁臺(tái)座基礎(chǔ)底壓力、二=120.4kpa振沖樁支撐相對硬層上。根據(jù)以上計(jì)算資料，在正式施工前通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其復(fù)合地基承載力特征值和沉降量后，對振沖法分案進(jìn)行調(diào)整。2 .強(qiáng)夯法方案2.1 地基承載力不滿足要求，應(yīng)對地基進(jìn)行處理；擬采用強(qiáng)夯地基處理方式,主要目的是提高地基土的強(qiáng)度和降低壓縮性，使地基承載力趨于均勻。(1)根據(jù)基礎(chǔ)

9、中點(diǎn)的地基變形計(jì)算深度的簡化公式：Zn=BX(2.5-0.4lnB)(B是擬采用的基礎(chǔ)寬度)=3.8X(2.5-0.4ln3.8)=7.5m.(2)根據(jù)強(qiáng)夯地基處理的經(jīng)驗(yàn)公式，加固影響深度為式中H加固影響深度(m)W錘重(kN)h一落距(m)口一系數(shù)，其值為0.51.0;國內(nèi)學(xué)者認(rèn)為一般粘性土取用0.5。由地基變形計(jì)算深度Zn=7.5m,取用地基處理加固影響深度H=7.5m,根據(jù)強(qiáng)夯地基處理的經(jīng)驗(yàn)公式初步計(jì)算單擊夯擊能W?HfH<r75：olWh=10MH=10M75=10M(15)2=2250kNm、.u0<0.5；(3)確定地基加固的深度和單擊夯擊能建筑地基處理技術(shù)規(guī)范第6.2

10、.1“強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定”。由表6.2.1查得，對于粘性土，有效加固深度6.07.0m的單擊夯擊能為3000KN?MO因此采用單擊夯擊能為3000KN?M作為試夯區(qū)的夯擊能。試夯區(qū)夯擊后經(jīng)對試夯區(qū)的測試，第十擊和第九擊之間的沉降差在2cm左右，小于建筑地基處理技術(shù)規(guī)范第6.2.2“最后兩擊的平均夯沉量的數(shù)量不宜大于：當(dāng)單擊夯擊能小于4000KN?M時(shí)，平均夯沉量為4cm”的要求。根據(jù)對試夯區(qū)的地基測試，此時(shí)地基承載力達(dá)到250Kpa以上，故確定夯擊次數(shù)為10次，強(qiáng)夯單擊夯擊能為3000KN.m,地基強(qiáng)夯后承載力特征值fak>250Kpao地基強(qiáng)夯后承載力見地基測試報(bào)告。強(qiáng)夯地基處理后，修正地基承載力fa=fak+71dxTm><(d-0.5)=250+1x17x(0.8-0.5)=255.1kPa>基礎(chǔ)底壓應(yīng)力PK=151.0kPa強(qiáng)夯地基處理后，地基承載力滿足要求2.2夯點(diǎn)間距設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)按照錘底直徑2.5m設(shè)計(jì)。2.3根據(jù)現(xiàn)場情況，制梁臺(tái)座采用等腰三角形布點(diǎn)，采用隔夯法，第一遍先夯兩個(gè)邊排夯點(diǎn)，第二遍夯中排夯點(diǎn)，為了提高地基的擠密效果，能級為3000KN-M,錘擊擊數(shù)第一遍10擊，第二遍10擊，停夯要求為最后兩擊平均沉降量不