CFG桩地基处理详解Word文档格式.doc
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~60°
,北西盘上白垩统夹关组往南东逆冲于南东盘灌口组之上,垂直断距约200m,西盘地层均发育牵引褶曲,破碎带数米至数十米。
该断层南西段地貌特征明显,西北盘往往形成山脊和陡崖,南东盘则多为低缓的平坝。
区域上毗邻龙门山地震带、安宁河地震带,是其地震波及区,区域内地震强度不大,多小于5级,烈度小于7度,属稳定区域,但一些断裂常发地震,在一定程度上影响了区域的稳定。
新桥断层地震活动性较强,挽近时期来,多次发生中强地震,最大震级约5级,有记录的2次5级地震震中就在场地附近,为一发震断层,对场地的稳定性有较大影响。
但由于整个区域覆盖层较厚,区域主要表现为“丘包”地貌,受地震影响相对减小。
2.2气象资料
乐山市地处中亚热带季风湿润气候区,其气候的主要特点是:
气温温和、霜雪少、雨量充沛、日照较少、无霜期长、四季分明、高湿而风少。
在水平方向上,气候无显著性的区域差异。
在垂直方向上,存在地带性差异。
地区内多年平均年日照时数为1010.1小时;
多年平均气温17.4℃,气温的年变化为“单峰型”,年内最高气温为7月,最低为1月,坝丘区7月平均气温26.3℃,1月平均气温为7.2℃;
区内常年降水在920.7~1899.9mm,区域多年平均降雨量1349.9mm,红层丘陵区多年平均降雨量1362.0~1396.7mm,多年平均月降雨量最大为8月,占年降雨量的22.9-23.7%,多年平均月降雨量最小为1月或2月,占年降雨量的1.47-1.85%,降雨日数平均为185天左右,最多年份210天,最少年份150天。
2.3地质条件
根据我院长期积累的工程经验,乐山地区分布的地层主要为为人工填土(Q4ml)、第四系全新统(Q4al+el)残积层和冲积层、白垩系下统夹关组(K1J)砂岩及白垩系下统灌口组砂质泥岩和泥质粉砂岩(K1g)。
人工填土层主要由低液限~中液限粘质土组成,并夹杂有建筑垃圾或生活垃圾。
残积层和冲积层主要为粘土、粉质粘土、粉土及细砂等,局部可见泥炭质土,其中粘土及粉质粘土主要呈软塑或可塑状,承载力低,变形较大。
2.4地下水
区域地下水主要为上层滞水、孔隙潜水及基岩裂隙水。
第四系松散堆积层上层滞水,主要受大气降水和地表径流(场地北侧的水沟)补给,水量一般较小,水位无规律,无统一的地下水位;
赋存于卵石中的孔隙潜水,同样主要受大气降水和地表径流补给,水量一般较小,水位无规律,无统一的地下水位。
基岩风化裂隙水赋存于基岩风化带的裂隙中。
该种地下水一般赋存于块状强风化砂岩下部及泥岩中,主要受邻区地下水侧向补给,水量受构造、岩性、裂隙发育程度等影响显著,存在水量分布不均的特点。
总体上看,该类水水量不大。
从区域上分析,场地地基处理受地下水的影响相对较小。
2.5地下水、土的腐蚀性
根据以往类似场地水、土腐蚀性报告评价表明:
地下水对混凝土结构多为微腐蚀,对钢筋混凝土结构中的钢筋微腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。
3CFG桩法地基处理方案
3.1加固原理
CFG桩法复合地基是水泥粉煤灰碎石桩与桩间土的复合体,鉴于粉煤灰对环境影响较大,目前的CFG桩中未加入粉煤灰。
CFG桩系高粘结强度刚性桩,其受力特性及变形特性与素混凝土桩无异。
鉴于场地所在地区的地层特性,常规的CFG桩取土设备,如取土钻机、螺纹钻机等能满足施工要求,因此本次设计采用CFG桩,填筑素混凝土成桩,结合褥垫层,使CFG桩与桩间土共同作用,形成复合地基。
对于粘质土类场地,优先选用螺纹钻机成孔,中心压灌商品混凝土的工艺成桩。
按照合理的布桩间距及布桩方式,CFG桩复合地基能有效的改良地基土的承载能力。
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)中第7.7.3条水泥粉煤灰碎石桩法的规定:
本法适用于本场地复合地基处理。
3.2桩端持力层及桩长
根据区域岩土工程地质条件,选择卵石层、含卵石粘土层或强风化泥岩作为桩端持力层。
设计桩径取350mm,有效桩长初步估计为7.0m,施工桩长7.3m,桩长需满足桩端进入持力层深度要求。
3.3成桩工艺
基坑开挖至设计标高(基底垫层底标高以下200mm)→测放桩位→成孔至设计深度→中心压灌混凝土并提升钻杆→缓慢提升钻杆直至设计桩顶标高→桩身完整性检测→人工捡底并裁桩→铺设并压实褥垫层→褥垫层夯填度检测→基础施工。
3.4桩体材料
桩体为素混凝土桩,材料主要由碎石、机制中粗砂、水泥和水组成。
采用C15及以上标号商混灌注。
长螺旋中心压灌成桩工艺,混凝土坍落度为160~200mm。
3.5保护桩
基于螺旋钻机工艺本身的特殊性,CFG桩桩顶约300mm桩体质量相对较差,因此在施工过程中需保证不短于300mm保护桩长。
保护桩在褥垫层清底时采用人工破除。
3.6地基加固设计
3.6.1设计依据
(1)项目所在地区域工程水文地质资料;
(2)我院以往成功工程经验;
(3)项目总平图及基础平面布置图;
(4)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
(5)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2012);
(6)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(7)《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51/T5026-2001);
(8)《混凝土结构设计规范》(GBJ50010-2010);
(9)《普通混凝土配合比设计规范》(JGJ55-2000);
(10)《四川省建筑地基基础质量检测若干规定》(66号文)修定本。
3.6.2检测及设计技术要求
(1)根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)中有关条文要求,复合地基的承载力特征值由测试确定,检测方式采用中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)第“7.7”节执行。
(2)相关设计要求及对常规厂房的经验估计。
3.6.3确定单桩承载力特征值
(1)确定桩间土承载力特征值fsk
鉴于区域内软塑~可塑状粘性土居多,加固后桩间土承载力特征值根据经验取fsk=80kPa。
(2)估算单桩承载力特征值Ra
借用《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)第7.1节,按下列式计算且结合地区经验确定。
根据公式:
①
②
③
④
式中:
fspk——复合地基承载力特征值;
d——桩的平均直径,取0.35m;
de——等效圆影响直径;
Ap——桩的平均截面积,0.0962m2;
m——面积置换率;
fsk——桩间天然地基土承载力特征值,取80kPa;
λ——单桩承载力发挥系数,按以往工程经验取λ=0.8;
β——桩间天然地基土承载力折减系数,按以往工程经验取β=0.90;
αp——桩端端阻力发挥系数,按以往工程经验取αp=1.0;
Ra——单桩竖向承载力特征值;
fcu——桩身试块的抗压强度平均值;
lpi——桩周第i层土的厚度;
qsi——桩侧第i层土的摩擦力特征值;
qp——桩端天然地基土的承载力特征值。
取相对不利情况计算,取裁桩后桩长为7.0m,桩侧土为粘土,层厚li=3.00m,qsi=12kPa;
粉质粘土,层厚li=2.50m,qsi=15kPa;
泥炭土,层厚li=1.00m,qsi=0kPa;
强风化基岩,层厚li=0.50m,qsi=35kPa;
桩端土为强风化基岩,取qp=500kPa;
桩径为0.35m,则单桩承载力特征值为:
Ra=πd∑liqsi+αpApqp
=3.14×
0.35×
(3.0×
12+2.5×
15+0.5×
35)+1.0×
0.0962×
500
=149.7kN
根据上述计算,实际取Ra=140kN。
3.6.4布桩设计
1、消防水池
(1)估算荷载
根据总平图中消防水池的平面尺寸,以及消防水池的截面尺寸,消防水池在蓄满水时的总荷载约13550KN,考虑荷载分项系数及结构安全系数,基底承载力要求取180kPa。
(2)计算面积置换率
根据复合地基的承载力计算公式fspk=λm(Ra/Ap)+β(1-m)fsk,得
0.099
(3)确定桩距
根据面积置换率公式m=d2/de2,得
1.1m
按正方形布置:
S≤de/1.13=1.1/1.13=0.973m
按矩形布置:
S1×
S2≤=1.12/1.132=0.948m2
按等边三角形布置:
S≤=1.1/1.05=1.048m
根据计算结果,即按正方形布置边长不大于0.973m,按矩形布置纵横布桩间距乘积不大于0.948m2,按等边三角形布置边长不大于1.048m。
消防水池拟作筏板基础,采取正方形布桩,桩间距0.9m,实际最小置换率为11.84%。
(4)估算复合地基承载力特征值
m按面积置换率11.84%计算,Ra值取140KN,
fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk=201.4kPa>180.00kPa
经初步估算,在满足单桩承载力特征值的情况下,此种布桩方式满足建筑复合地基承载力设计要求,实际复合地基承载力根据最终检测确定。
(5)计算桩体强度
fcu≥,
要求桩身强度不小于4.7MPa,建议采用C20混凝土制桩。
注:
fcu为桩体混合料试块(边长150×
150×
150mm)标准养护28d抗压强度平均值。
2、污水处理池
根据总平图中污水处理池的平面尺寸,以及污水处理池的截面尺寸,污水处理池在蓄满水时的总荷载约44500KN,考虑荷载分项系数及结构安全系数,基底承载力要求取250kPa。
0.163
0.867m
S≤de/1.13=0.867/1.13=0.767m
S2
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