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作者:salon365沙龙来源:原创日期:2011-9-25人气:
摘要:复合载体夯扩桩广泛应用于工程中,由于其在经济性、环境效益方面的优势,使得夯扩桩技术迅速推广。本文通过工程实例,介绍夯扩桩方案选择、复合载体夯扩桩的作用机理、基桩检测,并进行效益分析。 关键词:夯扩桩,复合载体,地基 1.工程概况
洛阳某学校教学楼,总建筑面积24362 m2,是由A、B、C、D四座楼环绕而成的庭院式建筑群。
A楼为主楼,内设教室、办公等。地上14层,地下一层,建筑面积12832 m2,框架剪力墙结构。
B楼建筑面积7258 m2,为六层框架结构。
C楼三层,建筑面积3447 m2,框架结构。设有大阶梯教室及多功能厅,因为使用上的要求而具有大跨度大空间的特点。
D楼是连接A楼与C楼的连廊,同时也是整座建筑物的入口,建筑面积556 m2,五层框架结构。
相邻楼之间用抗震缝脱开。
2.地质条件及基础选型
该建设场地地质条件复杂,地貌单元属于洛河Ⅰ级阶地,地层以冲、洪积作用形成,分布规律差,厚度变化也大,同一层土层面坡度大者超过10%。场地地基土不均匀,属于不均匀地基。场地自上而下共分以下几层:
(1)填土:主要由粉质粘土及粉土组成。层厚0.40~1.30m;
(2)黄土状粉质粘土及粉土:属中等压缩性土层,具湿陷性,为新近堆积黄土,层厚3.10~4.30m;fk=120KPa;
(2-1)黄土状粉土:属中等压缩性土,为新近堆积黄土层,分布于(2)黄土状粉质粘土及粉土下部,层厚0.30~3.70m;fk=100KPa;
(3-1)中砂:层厚0.30~2.70m;fk=180KPa;
(3-2)卵石:层厚0.40~3.90m;fk=350KPa;
(3-3)圆砾:层厚0.50~3.60m;fk=250KPa;
(4)卵石:层厚2.80~6.80m;fk=800KPa;
(5)卵石:最大层厚8.70m;fk=1000KPa;
(5-1)粉质粘土:属中低压缩性土,在7#孔揭露厚度为1.60m;fk=210KPa;
地下水静水位在5.90~6.21m之间。地下水属潜水类型,补给来源为洛河水。
由于基底内力较大,天然地基不能满足承载力要求,需对地基进行处理或采用其它基础形式。设计过程中曾提出强夯的地基处理方案及钻孔灌注桩的基础形式。由于建设场地周边紧邻教学楼,强夯因其震动大、噪音大的缺点而无法在本工程中实施。钻孔灌注桩的基础持力层(4)卵石和(5)卵石均在地下水位以下,施工过程不易保证桩端质量及桩承载力,且具有噪音大、泥浆护壁污染环境的缺点,在方案讨论中也被否定。根据实际地质情况,结合上部结构特点及基础埋深, A楼有地下室、基础埋置较深接近持力层中砂及卵石层,采用砂卵石垫层处理地基筏板基础,对持力层中局部软弱土层采用高压注浆进行处理,以提高其承载力和压缩模量,后经检测达到设计要求。B、C、D楼埋深较浅、单柱荷载较大,采用以(3-2)卵石为持力层的复合载体夯扩桩基础。3. 复合载体夯扩桩作用机理
复合载体夯扩桩是由上部桩身和下部复合载体组成。它具有挤密地基及扩大桩端面积的双重作用。桩身为钢筋混凝土结构,复合载体是以碎砖、碎石、碎混凝土块等为填充料,将干硬性混凝土及填充料等经细长锤夯扩加固挤密形成的挤密实体。复合载体由干硬性混凝土、填充料、挤密土体、影响土体四部分组成。
该桩与其它桩型的最大区别在于它不是通过桩身形状、桩径、桩端面积的改变来提高承载能力,而是利用重锤对填充料进行夯实挤密,挤密区土体受到很大夯击能量后缓慢释放,对侧向周围影响土体施加侧向挤压力进行有效加固挤密,土体得到密实,变形模量提高很大,所以较大幅度地提高地基承载力。
复合载体夯扩桩关键之处主要有三点:
一是扩大了桩端的承载面积;
二是桩身承受的集中荷载能通过“复合载体”的分层扩散作用,消除了桩端的应力集中现象,将桩端的应力水平逐层降低至天然土体能够承受的程度,从而改善了土体的受力状态,提高了桩的承载能力。
  三是在夯扩“复合载体”的过程中,对其所在的土层进行了有效的加固挤密,显著地改善了原状土层的土性。呈层状分布的、由不同材料组成的“复合载体”连同其周围被挤密的土体,形成了深层复合地基,其承载能力较原状土体的承载能力有较大幅度的提高。
4. 桩基检测
由于复合载体夯扩桩是一种新技术,在设计阶段还未发布国家正式规范规程,设计时对桩基的试验、检测提出了严格要求。要求施工方应在桩基施工前进行成桩试验,确定施工参数、取得经验;并通过静载荷试验确定单桩竖向承载力。工程桩严格按桩基规范要求进行静载及小应变试验及检测,在两倍单桩最大承载力设计值的荷载下其最大变形不得超过8mm。
根据《桩基检测成果报告》,试验结果如下:
1)单桩竖向抗压静载荷试验7根,其中试桩3根,桩号分别为S1、S3、S4;工程桩4根,桩号分别为2#、86#、264#、365#。
2)桩身完整性检测80根,均为合格桩。其中Ⅰ类桩(桩体完整、混凝土密实均匀,无缺陷)77根,占所检测桩数的96.3%;Ⅱ类桩(桩体基本完整,局部存在缺陷但程度较轻,可作合格桩使用)3根,占所检测桩数的3.7%;无Ⅲ类桩(桩体存在严重缺陷)。
5. 效益分析
1)经济效益
复合载体夯扩桩之所以在几年时间内得以推广,是因其安全可靠的质量和经济合理的造价。由于该技术本身所具备的合理性和先进性,故相对于一般的地基处理方法,在提供相同承载力的情况下,采用该技术可为建设单位节约10-20%的基础投资。
2)社会效益
复合载体夯扩桩施工工艺简单,施工质量易控制。施工中,无需场地降水、基坑开挖等工序,减少了工程量,缩短了工期。施工速度快,安全文明。处理一栋5000m²的楼房地基,仅需要10-15天。经有关检测部门按国家规范对试验桩和工程桩进行的检测,均达到设计的要求。从建成使用的情况看,使用正常,建筑物整体沉降量很小且均匀。
3)环境效益
复合载体夯扩桩的施工技术可消纳大量的建筑碎砖、混凝土块等,变废为宝,保护环境,利国利民。施工过程中,无污染、低噪声。
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