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    深层水泥搅拌桩【深层搅拌法在地基处理中的应用】

    时间:2019-04-17 03:26:06 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘 要:深层搅拌法是软土地基处理中的一项常用技术,具有技术成熟、安全可靠、经济实用的优点。本文通过某建筑工程地基施工实例,就该工程中采用深层搅拌法处理软土地基施工及应用的相关问题进行简要的阐述和分析。对今后深层搅拌法工程的设计和施工具有一定的参考作用。
      关键词:建筑工程;软土地基;深层搅拌;施工; 应用
      一、前言
      深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土与固化剂(水泥、石灰等掺合剂)就地进行强制搅拌,经搅拌后土体与固化剂发生一系列的物理化学反应,形成具有一定整体性、水稳定性和一定强度的加固体。这种地基处理技术适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、饱和黄土、粉土、粘性土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。与其他施工方法相比较,深层搅拌法具有设计比较灵活、施工成本相对较低;其在施工中无振动、无噪声、无污染,可以在市区及建筑物密集区施工;对地基土侧压力小,对附近建筑物无响应;施工工作面较小,极大地利用原有土层等优点。
      二、实例的地质情况
      某工业厂房占地面积为2107m2,两端的高差较大,场址的场地自然高程(1985国家高程基准)为528.42~543.08m ,频率为1%,高水位为532.01m。因厂地高差较大,设备的设计高程取535.9m,场地需要回填约7.48m,地基土层分布分别为:(1)层含碎石粉质粘土,地基承载力特征值fak=140kPa;(2)层碎石混粉质粘土,地基承载力特征值fak=300kPa。(3)层全风化花岗岩,地基承载力特征值fak=200kPa。以下均为花岗岩。
      鉴于回填土厚度较大,范围有限,为防止场地电气设备及构建筑物不均匀沉降,同时考虑经济技术条件,地基处理方案采用购买优质粘土分层压实,回填到设计高度且达到90天后,对场地采用深层搅拌法(湿法,桩直径?500间距1000mm长8m)加强,处理面积为2107平方米,采用复合处理地基;以减少场地沉降,提高基础地基承载力特征值fak及弹性模量M。
      三、深层搅拌法的设计
      1、水泥选择为42.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆水灰比0.50︸0.55,水泥掺入比(掺加的水泥重量和软土湿土重量之比)αw=15%,根据《特种结构地基基础工程手册》表2-26可知:fcu=1.35MPa;由于地基持力层位于(1)层含碎石粉质粘土,地基承载力特征值较大,桩长较大,回填深度较大,预估单桩竖向承载力特征值由桩身材料强度确定控制。由《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002公式11.2.4-2得:Ra=μfcu Ap=0.3x1.35x2502x3.142/1000=79.53kN; μ=0.3,fcu=1.35MPa,Ap= 2502x3.142=196375mm2
      2、复合地基承载力特征值预估
      根据临近项目分层压实处理场地经验,分层压实且待90天后场地地基承载力特征值 ≥90kPa,根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002公式9.2.5:
      fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk=0.196x79.53/(0.196375)+0.80(1-0.196)x90=79.4+57.9=137.3 kPa,计算得m= Ap/A=196375/10002=19.6%。
      3、复合地基总桩数
      改项目占地总面积约A=2107m2。复合地基面积置换率m=19.6%, 桩径d=500mm ,需要处理面积A1=mA=421.9 m2,桩数n=421.9/0.196375=2148根,考虑实际布桩时误差及边缘布桩因素,实际桩数为在2240根。对于部分场地回填较深部分可以根据实际情况酌情补桩,以满足设计要求。
      4、复合地基的沉降计算
      竖向承载深层搅拌桩复合地基的总垂直沉降S包括桩土复合层本身的平均压缩变形S1和桩土复合层底面以下土的沉降量S2,即S=S1+S2。考虑到桩底部地基较好,同时在分层回填施工结束后一段时间的场地自沉降,桩土复合层底面以下土的沉降量S2不考虑,本工程仅考虑深层搅拌桩复合地基平均压缩变形S1。根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002公式11.2.9-1,桩土复合层的压缩变形S1可按下式进行计算:S1=(Pz+Pz1)l/(2Esp)。再根据公式计算出桩土复合体变形模量和桩身水泥土变形模量。最终看出经过处理后复合地基的变形模量Esp比未处理回填土压缩模量ES是否有所提高,若有所提高则满足基础沉降量的规范要求。
      四、施工质量控制
      1、施工前已清除地上及地下的障碍物,回填分层压实;搅拌桩施工严格遵照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)及相关的规范标准进行。
      2、试桩及桩位误差:试桩3根;桩位水平成桩误差不超过50mm,垂直度偏斜不超过1.0%H。
      3、通过整袋水泥数量控制水泥用量,保证水泥掺入比。
      4、对于部分搅拌下沉困难桩位,采用适量冲水,同时放慢提升速率。
      5、施工记录设有专人负责,深度记录偏差不得大于50mm;时间记录误差不得大于2秒。
      五、结束语
      从设计、施工到现场情况,本场地采用深层搅拌法进行回填土软土地基加固处理是成功的。经深层搅拌桩法(水泥浆搅拌)加固处理的地基,其复合地基承载力特征值、弹性模量均较天然地基有显著提高,场地沉降量减小明显。深层搅拌法对软土地基的处理有着良好的加固效果,以及较好的经济效益,希望为以后进一步的推广及发展提供参考。
      参考文献
      [1] 顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,汪时敏主编.《地基与基础》第三版,2003年
      [2] 中华人民共和国行业标准 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
      [3] 朱炳寅,娄宇,杨琦编著《建筑地基基础设计方法及实例分析》,2007年
      [4] 鞠建英 主编《特种结构地基基础工程手册》,2000年

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