载体桩在湿陷性黄土地基处理中应用论文

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载体桩在湿陷性黄土地区的应用——以秦安二中教学楼工程为例

载体桩在湿陷性黄土地区的应用——以秦安二中教学楼工程为例

该工程的桩身质量检测采用低应变动测法检验 桩身 的完整性 , 共抽检 3 O根 桩, 占总桩数 的 2 % 0 多, 检测结果显示 , 3 O根桩 中 I 类桩 占 8% , 类桩 5 I I 占 1% , 5 未出现 I Ⅱ类桩 , 基桩完整性满足设计 和工
程使用要求。
5 2 单桩 竖 向承载 力检 测 .
注砼成桩 。由于其承载力高 , 造价低 , 施工快 , 在国 内得到 了广 泛 的应用 。
2 基础方案 比较
该 地 区 习惯采 用 人 工挖 孔 和 机 械钻 孔 灌 注桩 ,
下面就人工挖孔桩 , 机械钻孔桩 , 载体桩的各指标 比 较见 表 2 。
3 载体桩 的设计
1 工 程 概 况
图 1 桩 长 示 意
速度过快易出现缩颈现象 , 严重者甚至断桩。护筒 提出后 , 插入 振捣棒 进行 振捣 , 注意插 入深度 , 并 “ 快插慢拔” 。
R。=2 6  ̄4 4 0 =1 3 . 6 >9 0 N . 7 .6 225 0 k
3 配筋及截面 ) 桩径取 04 m, . 1 主径 6 1 , 中 2箍筋 6 0 , @20 桩顶 15 . m范围内加密 @10 0。
地质情况见表 1 。
采用细长锤夯击冲孔 , 反压钢管 ( 护筒 ) 而成孔。将 护筒反压到设计标高后 , 分批向孔内投入填充料 , 用 35 的细长锤夯击 , .t 形成从外向里的影响土层 , 挤密 土层 , 夯扩体的载体 , 砼 载体宽度约为 2— m, 3 深约 3 5 而这些土层从外向里承载力逐渐增大 , — m, 恰好 符合 了上部结构对地基应力扩散的要求 , 从而提高 了桩的承载力 , 当载体施工完 成后 , 置钢筋 笼, 放 灌

湿陷性黄土地区地基处理对策研究及应用

湿陷性黄土地区地基处理对策研究及应用

湿陷性黄土地区地基处理对策研究及应用【摘要】本文对湿陷性黄土的概念、工程特性、化学成分进行了简要说明,对影响黄土湿陷的关键因素以及几种不同的地基处理方法进行了分析讨论,为黄土地区施工的地基处理提供了方法。

【关键字】湿陷性黄土、地基处理一、前言黄土主要分布在我国的北方地区,特别是西北地区的黄土更具代表性,黄土的湿陷特性,往往会对工程造成不利影响,掌握黄土的工程特性以及地基处理对策意义很大。

二、湿陷黄土概述1.湿陷性黄土概念浅析我国黄土按成因可分为冲积黄土和风积黄土,其中风积黄土分布更普遍,更具代表性;按形成年代又可分为老黄土和新黄土。

黄土分布区域气候一般比较干燥,当土壤内的水分散失到一定程度时,其内部结构就会产生很多大大小小的空隙而呈现出疏松状态,当这种土壤遇到水时,内部土壤粒子就会因移动而占据空隙,且易溶盐发生溶解,最终表现出黄土的湿陷现象。

湿陷性黄土主要为新黄土,包括新近堆积黄土、黄土状土、马兰黄土,其中,新近堆积黄土具强烈湿陷性,黄土状土和马兰黄土一般也具有湿陷性。

老黄土中的离石黄土上部具有一定的湿陷性,其它部分无湿陷性,午城黄土呈密实状态,无湿陷性。

2.湿陷黄土的颗粒组成及物质成分我国黄土颗粒组成跟分布区域有关,自西北向东南颗粒组成由粗变细,粘粒含量由少变多,易溶盐由多变少。

黄土的主要物质成分有石英、长石、黏土矿物等十余种,其中二氧化硅所占的比重最大,氧化铝、碱金属钙、镁、碳酸盐等含量都很高。

在湿陷性黄土的化学成分中,最有意义的是其湿陷性密切相关的水溶盐,水溶盐对黄土的湿陷性有一定程度的控制作用。

3.湿陷性黄土的工程特性湿陷性黄土成因为风积和冲积,由于所处的地质环境特殊,其沉积过程比较缓慢,在此漫长过程中上覆土层形成的土压力增长速率始终比颗粒间固化键强度的增长速率缓慢,导致黄土颗粒间保持着黄土固有的空隙结构,处于欠固结状态,因此,湿陷性黄土实质是欠压密土。

湿陷性黄土在天然状态下,多呈非饱和状态,其承载力较高,变形量较小;而一旦受水浸湿后,在自重或一定荷载作用下,土的结构迅速破坏,土体的抗剪强度、承载力都显著降低,产生显著的附加下沉。

CFG桩在湿陷性黄土处理中的应用

CFG桩在湿陷性黄土处理中的应用

CFG桩在湿陷性黄土处理中的应用摘要:本文介绍了CFG桩在处理湿陷性黄土地基中的设计及施工方案,并对处理效果进行了分析。

关键词:CFG桩、湿陷性、黄土Abstract: This paper introduces the design and construction program of CFG pile processing collapsible loess foundation, and makes an analysis of the effect.Key words: CFG pile; collapsible; loess1工程概况某段工程,属黄土丘陵地貌,第四系中更新统黏质黄土(其PS=2020~2300kPa ),钙质结核层,厚5~30m;局部表层松软土厚0~26m ( ps =950~2300kPa),下伏第三系砾岩、泥岩、砂泥岩。

地下水位埋深2~30 ,对混凝土无侵蚀性。

工程勘察在3个探井内共采取不扰动土试样70件进行了室内黄土自重湿陷性试验,各探井自重湿陷量计算值自现地面起算,至其下非湿陷土层顶面止;地基湿陷量计算值自现地面下0.5m起算,累计至其下非湿陷土层顶面止。

试验计算结果列于表1。

表 1 自重湿陷量计算结果按《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004),进行的有关规定判定,勘察场地属自重湿陷性黄土场地,场地地基湿陷等级为IV级(很严重)。

由荷载板试验,处理前场地地基的基本承载力为95kPa,不满足工程要求。

2 CFG桩设计与施工CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即Cement-FIy-Gravel pile)。

它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,一般情况下可以全桩长发挥桩的侧阻作用,当桩端落在好土层时可很好地发挥端阻作用;CFG桩和桩间士、褥垫层一起形成复合地基。

无论桩端落在一般土层还是坚硬土层,均可保证桩间土始终参与工作。

由于桩体的强度和模量比桩间土大,在荷载作用下,桩顶应力比桩间士表面应力大,桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载,使复合地基承载力提高,变形减小。

湿陷性黄土场地上的桩基础

湿陷性黄土场地上的桩基础
sr e ds
-
W p W l - W p (1)
式中 I l ——土的液性指数; S r ——土的饱和度,可取 O.85: e——土的天然孔隙比; d s ——土粒的相对密度; W l ——土的液限含水量(%);
Hale Waihona Puke Wp——土的塑限含水量(%)。 在自重湿陷性黄土场地,当桩周土层受水浸湿产生自重 湿陷时,其相对位移远远大于桩的下沉量,因而沿桩身侧面 产生向下作用的负摩擦力,此负摩擦力相当于给桩施加一个 向下的附加荷载(简称下拉荷载),并与桩顶上的荷载全部由 桩身传给桩底端的持力层所承受。 .确定单桩承载力时,除 不计算湿陷性土层范围内桩侧的正摩擦力外,并应扣除桩侧 的负摩擦力。 桩身钢筋砼的压缩变形很小。通常忽略不计,建(构)筑 物在使用过程中,桩侧之所以产生负摩擦力,主要是由于防 水措施失效,管道长期漏水或地面经常积水等原因,致使桩 周土体由浅至深受水浸湿引起自重湿陷,此外,采用桩基的 自重湿陷性黄土场地,大面积地下水位上升亦能导致桩侧产 生负摩擦力。 据测试结果,在湿陷性黄土层厚度、总湿陷量、自重湿 陷量均较大的自重湿陷性黄土场地,不论预制桩或挖、钻孔 灌注桩,当桩周土层充分浸水时,桩侧平均负摩擦力可达 16—20kPa,甚至更大,具体数值见表 1。 桩侧平均负磨擦力(kpa) 自重湿陷量 挖 、 钻 孔 (cm) 7~20 灌注桩 10 15 表l 预制桩
也不致因浸水引起湿陷,以保证建筑物的安全与正常使用。
1.灌注桩和预制桩的应用 灌注桩和预制桩作为端承型桩,在湿陷性黄土地区都获 得广泛应用,但二者的成型工艺各有特点,选用时应根据场 地工程地质条件确定。 灌注桩有扩底和不扩底的灌注桩两种。桩孔直径一般为 60—80cm,底端扩大头直径一般为 90~120cm,最大直径达 180em, 入土深度一般为 10—25m, 最大人土深度达 30m 以上。 二者可采用人工挖孔,也可采用钻机或其它设备成孔。 为了提高桩基的承载力,充分发挥和利用桩底端下部土 (岩)层的潜力, 通常采用扩底灌注桩。 1966—1968 年在陕西、 甘肃等省的建筑物中,广泛采用爆扩灌注桩,此种桩型也属 于扩底灌注桩。 桩孔直径为 80 一 lOOcm 的不扩底灌注桩,在工程实践 中通常称为井桩。20 世纪 60—70 年代,兰州连城铝厂、兰 州 279 厂等建成投产后,有些车间地基受水浸湿发生严重湿 陷事故,影响安全使用,采用井桩(直径为 80cm,桩底端支 承在卵石层,人土深度为 28~32m)对原有基础进行托换后, 使濒临报废的若干车间得以恢复生产,给国家挽回了巨大的 经济损失。 采用桩基础成功的实例尽管很多,但也有由于设计、施

水利工程湿陷性黄土地基处理措施论文

水利工程湿陷性黄土地基处理措施论文

水利工程湿陷性黄土地基处理措施论文摘要:近年来在坝体建设中湿陷性黄土的地基处理被广泛使用,都取得了良好的效果。

随着科学技术的迅速发展,对新型材料的研究使用.对湿陷性黄土地基的处理方法越来越多,也有了一定的施工经验。

黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物,在生成初期,土中水分不断蒸发,土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。

同时,细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。

试验研究表明,粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用,由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接触,能直接接触的大多为粗粉粒。

细粉粒通常依附在较大颗粒表面,特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。

粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的盐类等,多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用,作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒,在天然状态下,由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着,故使湿陷性黄土具有较高的强度,而遇水时,水对各种胶结物的软化作用,土的强度突然下降便产生湿陷。

1湿陷性黄土的特点其最大特点就是湿陷变形,有两个显著特征:1)变形量大,常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍;2)发生快,一般在浸水1h~3h就开始湿陷。

就一般的湿陷事故而言,往往在1d~2d内就可能产生20cm~30cm的变形量,这种量大、速率快而又不均匀的变形往往使水利工程发生严重变形甚至破坏。

所以在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,来选择适宜的地基处理方法,避免或消除因地基的湿陷或少量湿陷所造成的危害。

2影响黄土湿陷性的因素(1)粒间的组成对湿陷性的影响试验说明,粘粒含量越少,湿陷性越强。

粘粒在黄土的结构中主要起胶结作用,尤其是小于0. 002 mm的细粘粒,它所起的胶结作用更加明显。

粘粒含量少时,黄土骨架的胶结形式主要是薄膜式,所以这种胶结强度教低,容易破坏,从而湿陷性强;粘粒含量高时,黄土骨架的胶结形式多为镶嵌式,故这种胶结强度高,不容易破坏,从而湿陷性弱。

常用的处理湿陷性黄土地基的方法_浅论湿陷性地基处理方法的应用论文

常用的处理湿陷性黄土地基的方法_浅论湿陷性地基处理方法的应用论文

常用的处理湿陷性黄土地基的方法_浅论湿陷性地基处理方法的应用论文摘要:介绍了湿陷性黄土的特征,及湿陷性黄土地基处理的方法。

以某高速实际工程为例,说明了湿陷性黄土地基处理方法的选择及应用要点。

关键词:湿陷性黄土;地基处理方法;强夯法1黄土的湿陷特征湿陷性黄土是一种十分特殊的土质,俗称大孔土,主要分布于我国陕、甘、宁等缺水少雨的干旱地区。

湿陷性黄土有如下几种典型特征①湿陷性。

黄土在自然状态下受到地表水的侵蚀,黄土中易溶盐溶解,颗粒间的作用力遭破坏,形成蜂窝状结构。

在水分进一步侵蚀下,土颗粒间的空隙连通、扩展,形成大空隙陷穴,在外荷载作用下,土体结构遭破坏,产生大量剧烈的变形,强度随之降低,产生湿陷性。

②膨胀性。

湿陷性黄土遇水膨胀,干燥后收缩,多次反复形成裂纹并剥落,影响路基稳定。

③崩解性。

湿陷性黄土浸入水中,很快会崩解,进而影响路基强度和稳定。

这种土质的基础处理与其它土质相比,施工难度大,进度慢,程度复杂,耗用时间长,特别是大面积的土质夯填及水利坝体处理。

2湿陷性黄土地基的处理方法湿陷性黄土地基处理的根本原则是:破坏土的大孔结构,改善土的工程性质,消除或减少地基的湿陷变形,防止水浸入建筑物地基,提高建筑结构刚度。

我国常用的湿陷性黄土处理方法主要有一下几种:2.1垫层法土(或灰土)垫层是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法,在湿陷性黄土地区使用较广泛,具有因地制宜,就地取材和施工简便等特点。

实践证明,经过回填压实处理的黄土地基湿陷性速率和湿陷量大大减少,一般表土垫层的湿陷量减少为1。

3cm,灰土垫层的湿陷量往往小于lcm,垫层法适用于地下水位以上,对湿陷性黄土地基进行局部或整片处理,可处理的湿陷性黄土层厚度在1—3m,垫层法根据施工方法不同可分为土垫层和灰土垫层,当同时要求提高垫层土的承载力及增强水稳定时,宜采用整片灰土垫层处理。

2.2强夯法强夯法叫动力固结法。

是利用起重设备将80~ 400 kg的重锤起吊到10。

工程地质勘察毕业论文设计

工程地质勘察毕业论文设计

工程地质勘察毕业论文题目:管桩加固湿陷性黄土地基施工设计摘要本篇论文主要分析了湿陷性黄土的基本机理和地基处理方法。

湿陷性黄土泛指饱和的结构不稳定的黄色土,在自重压力或自重压力与附加压力作用下,受水浸湿后,土的结构迅速破坏,发生显著下沉的现象。

它的这种特性,会对结构物带来不同程度的危害,使路基及结构物大幅度沉降、折裂、倾斜,严重影响其安全和使用。

因此对于湿陷性黄土地基要进行有效地加固处理。

通过分析这种特殊地基的基本特性,针对此种地基,采用管桩基础进行加固。

从而引入了管桩施工的优点及缺陷以及施工工艺。

管桩作为一种新桩型以其桩身质量可靠、承载力高、施工速度快、现场整洁、较为经济等优点越来越得到广泛的应用。

但由于管桩的应用时间不长,在研究和应用等方面都还存在着不少亟待解决的问题。

简要分析了管桩的承载力以及影响承载力的因素。

最后通过一个实例说明了管桩施工的要点和一般步骤,了解到在实际施工过程中施工进度和成本意识的重要性!在这次设计中运用在大学期间所学理论知识对设计进行了整体把握。

加深了对理论知识的理解。

文中如有不当之处,望指正!关键字:湿陷性黄土、管桩、预应力管桩AbstractThis paper analyzes the collapsible loess foundation of the basic mechanism and treatment. Collapsible loess saturation refers to the yellow unstable soil, the pressure in the self-respect or self-pressure and under additional pressure, soaked by water, the soil structure of the rapid destruction of a significant phenomenon of the sinking. It's these characteristics, the structure will bring about varying degrees of hazards, roadbed and structures so that a substantial settlement, fracture, tilt, have seriously affected their safety and use. Therefore, in collapsible loess foundation reinforcement to effectively deal with. By analyzing this the basic characteristics of a special foundation for such a foundation, based on the use of reinforced pipe. Construction of the pipe so as to bring the strengths and shortcomings, and construction technology. pile as a new type of pile for its reliable quality, high capacity, speed of construction, site clean, more economic and other advantages of the application of more and more widely. However, due to the application of pipe is not long, in research and applications are still many problems calling for urgentsolutions. A brief analysis of the bearing capacity of the pipe, as well as the factors that influence bearing capacity. Finally, through an example of the main points of the pipe construction and general steps to understand the construction process in the actual construction progress and the importance of cost-conscious! In this design at the university during the application of the theory of knowledge to grasp the overall design. Deepened the understanding of theoretical knowledge. If the text is anything wrong with the hope that correction!Keywords: loess collapsible; Pipe; Prestressed Pile目录第一章绪论 (6)一、管桩的优点与现状 (6)二、湿陷性黄土基本机理及地基处理 (7)1、黄土的湿陷机理 (8)2、湿陷性黄土地基的处理方法 (9)3、结语 (11)第二章:管桩承载力分析 (12)1、管桩的承载特性 (12)2、管桩的受力分析 (13)3、管桩设计施工中的问题及质量控制 (14)第三章:预应力管桩施工方案 (16)1 、施工流程 (16)2 、操作工艺 (16)3 、施工质量标准 (20)4、常见问题及处理法 (22)第四章:管桩施工组织设计实例 (26)1、工程概况 (26)2、工期及施工目标 (27)3、施工准备情况 (27)4、施工总体布署 (28)5、施工组织机构及管理网络 (29)6、主要施工工艺及方法 (29)7、针对本工程特点采取的特殊................................. .328、季节性施工措施 (32)9、实现质量目标的措施 (33)10、工期保证措施 (37)11、安全生产和文明施工措施 (38)12、降低成本,提高经济效益措施 (40)13、计划投入的主要施工机械设备及材料进场计划表 (40)14、施工进度计划及劳动力安排一览表 (41)第五章:结语 (43)参考文献 (44)致谢 (45)第一章绪论一、管桩的优点与现状管桩作为一种地基处理及桩基础形式从上个世纪初产生到现在已经得到了很大的发展,在各种建筑基础中得到广泛地应用,并发挥着巨大的作用。

关于湿陷性黄土的地基处理论文

关于湿陷性黄土的地基处理论文

关于湿陷性黄土及其地基处理方法摘要:建设工程越来越多地遇到不良地基。

因湿陷性黄土在我国分布很广,所以尤其以湿陷性黄土不良地基最为广泛。

本文根据黄土特性分析了黄土湿陷性原因,结合工程实际阐述了湿陷性黄土地基的处理方法、存在问题及对策。

关键词:湿陷性黄土地基处理方法1.黄土的分布、分类1.1黄土的分布世界各大洲均有黄土分布,各大洲黄土覆盖面积占其总面积的比例分别为:欧洲7%、北美5%、南美10%、亚洲3%。

中国黄土主要分布在黄河流域,比较集中的是黄河中游,如山西西部,陕西及甘肃大部分地区内。

黄土分布地区气侯干燥,降水量少,蒸发量大,属于干旱和半干旱地区。

黄土分布地区年降水量多为250~500mm,年降水量小于250mm的地区,则黄土较少,而代之的是沙漠和戈壁;年降水量大于750mm的地区基本上没有黄土分布。

黄土是典型的大陆性更新世沉积物,黄土厚度最大可达300米。

1.2黄土的分类及其特征1.2.1黄土的分类从有无湿陷性来分:湿陷性黄土(自重湿陷湿陷性黄土、非自重湿陷湿陷性黄土)、非湿陷性黄土。

1.2.2特征湿陷湿性黄土遇水湿陷,非湿陷性黄土遇水不湿陷;自重湿陷性黄土在自重作用下遇水湿陷,非自重湿陷性黄土在无荷载作用下遇水不湿陷。

2.湿陷湿黄土地基2.1黄土湿陷的原因与主要影响因素内因:黄土内有肉眼可见的大孔隙;黄土颗粒表面含有可溶盐。

外因:水浸入可溶盐溶解。

影响因素:天然空隙比与天然含水量。

天然空隙比大,湿陷性强;天然含水量高,湿陷性低。

2.2 黄土湿陷性的判定黄土的湿陷性判定多用室内侧限压缩试验所得的湿陷系数来判定,试验方法基本同一般土,所不同的是在规定压力作用下并压缩稳定后开始浸水,计算土样在浸水前后并压缩稳定后的高度或孔隙比,求出湿陷系数 ,用来判定黄土是否具有湿陷性,黄土的湿陷系数按下式计算:p p p s h h h /-=δ 或 p p p s e e e +-=1/δ 其中:p h 、p e --分别是保持天然含水量和结构的土样,在侧限条件下加压到规定压力P (KPa )时,压缩稳定后的高度(cm )和孔隙比;--//,p p e h 分别是上述加压稳定后的土样,在浸水作用下压缩稳定后的高度(cm)和孔隙比;--o o e h ,分别是土样的原始高度(cm)和原始孔隙比;当015.0 s δ时,定为非湿陷性黄土; 当015.0 s δ时,定为湿陷性黄土。

CFG桩在湿陷性黄土中的设计与应用

CFG桩在湿陷性黄土中的设计与应用
荷 载引 起 的 , 随时 间 的增 加而 减弱 , 当地 基 压力 不超 过 地基 的容许 承 载 力 时 ,
地基 的压缩 变 形通 常在 上 部结 构 的容许 变 形范 围 之 内 , 不会 影 响 结构 物 的安
全 和正 常使 用 。 一
计算单摩擦桩桩侧和桩尖平面处土阻力的基本参数是土的凝聚力 、 内摩
二、 CF G桩作 用机 理分 析
C F G 桩 复 合 地基 受 力 过 程及 施 工 工 艺决 定 了其加 固湿 陷 性 黄 土 的 机理
主 要有 以下 三 个方 面 : 1 、 挤 密作 用 。C F G 桩 一般 采 用 振动 沉 管成 孔 , 由 于桩 管振 动 和桩 尖 土侧
垫层 厚 度宜 取较 大 值 。本工 程 取2 0 0 mm 厚 砂 石骨 料为 垫层 材 料 。
2 、 沉 降计 算
湿 的外 界条 件 , 土 体结 构很 容 易破 坏 , 发 生 变形 。 湿 陷 性黄 土地 基 变形 主要 包 括压 缩 变形 和湿 陷 变形 。 压 缩变 形是 任何 一 种地 基 均具 有 的 , 是天 然 含水 量 下上 部 结 构 向下传 递
刖 肓
R k= 【 , 一 ( 1一m k I A , n

近年来 , 出现 的C F G 桩法 以其 施工 工艺 简单 , 复 合地 基承 载力 高, 沉
降变形 小及 费用低, 在 湿 陷 性黄土地 基加 固中使用较少 , 特别 是对高 重建( 构) 筑 物 地 基 加 固 缺 乏 成
施 工技术 与应 用
曰囫四j 圜
CF G桩在 湿陷性黄土 中的设计与应用
摘要: C F G桩复合地基便是其中一种, 近年来在多高层建筑中逐步得到了应用, 经济效果较好, 但其在湿陷性黄土地基处理中使 用较少 , 特别是对大荷载的高层建筑物地基处理缺乏成熟经验。本文结合C F G桩在湿陷性黄土地基处理 中的应用实例 , 对其作用机 理 和适 宜 性进 行 了初 步探 讨。 关 键词 : C F G 桩 湿 陷性 黄土 设计 应 用

CFG桩在处理湿陷性黄土地基中施工技术及应用

CFG桩在处理湿陷性黄土地基中施工技术及应用

CFG桩在处理湿陷性黄土地基中施工技术及应用摘要:黄土是一种比较常见的土质,主要分布在亚洲,约占三分之一;其次是欧洲、前苏联。

我国黄土面积有60万平方公里,其中43万平方公里的黄土具有湿陷性。

分布在黄河中游的甘肃、陕西部分地区,其中兰州地区有记录的揭露黄土最厚达为409.93 m,为全世界最厚。

关键词:湿陷性;黄土地基;CFG桩1.CFG桩的施工1.1材料要求混凝土、混凝土外加剂和掺和料:缓凝剂、粉煤灰,均应符合相应标准要求,其掺量应根据施工要求通过试验室确定;严格按照配合比配制混合料;长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160~200mm,振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30~50mm,振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制,拔管速度应控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度应适当放慢;1.3施工过程的注意事项长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩施工和沉管灌注成桩施工除应执行国家现行有关规范外,尚应符合下列要求:施工时应按设计配比配置混合料,投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制,长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩施工的塌落度以为180-200mm,沉管灌注成桩施工的塌落度宜为30-50mm,成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应同拔管速度相配合,以保证管内有一定高度的混合料,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制,拔管线速度应控制在1.2-1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度可适当放慢;施工时,桩顶标高应高出设计桩顶标高,高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定,一般不应小于0.5m;成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm的立方体),标准养护28d,测定其抗压强度;沉管灌注成桩施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响,当发现桩断裂并脱开时,必须对工程桩逐桩静压,静压时间一般为3min,静压荷载以保证使断桩接起来为准;复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖,机械、人工联合开挖时,予留人工开挖厚度应由现场开挖确定,以保障机械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高,且桩间土不受扰动。

水电站湿陷性黄土地基处理论文

水电站湿陷性黄土地基处理论文

水电站湿陷性黄土地基处理论文【摘要】湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。

在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。

当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加沉陷,强度迅速降低。

故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑物产生危害。

【关键词】湿陷性黄土钢筋砼灌注桩 CFG桩1 工程概况西北某水电站为引水式电站,电站工程主要由引水渠首、引水渠、前池、压力管道、泄水陡坡、厂房、尾水渠和防洪堤等组成。

电站设计水头135m,设计引水流量60.6m3/s,设计发电流量56.8m3/s,装机容量66MW,设计年发电量2.55亿kW.h。

2 工程存在的主要地质问题本电站存在的主要工程地质问题是前池基础、压力钢管及泄水陡坡上段基础位于黄土地层,黄土地基承载力低且具自重湿陷性,影响建筑物工程安全性。

厂区前池黄土厚度自地表起可达45m,建基面以下湿陷性黄土厚度15m,地基主要持力层岩性为上更新统卵砾石,地基承载力400kPa。

压力管坡地层岩性复杂,其中全新统坡积物及低阶地冲洪积含砾粉土工程地质条件差,不适宜作为建物地基,第三系泥岩具崩解性和弱膨胀性,地基承载力300~400kPa。

3 厂区建筑物地基处理方案3.1 厂区建筑物工程地质概况3.1.1 前池工程地质条件前池位于Ⅳ级阶地第四系上更新统风积(Q3eol)黄土边坡上,地基土自上而下分为三层:①第四系上更新统风积(Q3eol)黄土,土黄色,干燥,稍密~中密,具孔隙,且孔隙杂乱,土层内含白色物和蜗牛壳。

前池建基面以下黄土层厚度约32m,建基面至1186m高程之间为自重湿陷性黄土,建基面以下9m范围湿陷系数多大于0.03,为中等―强烈湿陷,9m~16m湿陷系数多小于0.03,为轻微湿陷,湿陷起始压力100KPa~175KPa,地基承载力90KPa。

桩基础在湿陷性黄土地基处理中的应用

桩基础在湿陷性黄土地基处理中的应用

桩基础在湿陷性黄土地基处理中的应用摘要:本文首先分析了湿陷性黄土的工程特性,然后结合具体工程案例详细阐述了灰土夯扩桩在湿陷性黄土地基处理中的应用。

关键词:湿陷性黄土;地基处理;灰土夯扩桩;成桩一、湿陷性黄土的工程特性黄土是指第四纪以来在干旱、半干旱气候条件下陆相沉积的一种特殊土,分为老黄土和新黄土,老黄土一般没有湿陷,承载力较高,新黄土广泛覆盖在老黄土之上,与工程建筑关系密切,一般都具有湿陷性,湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,下沉稳定后,因浸水土的结构迅速破坏而发生显著附加变形,强度迅速降低,体现在建筑物方面: 在框架结构中,对于上部结构的刚度较大的建筑物,发生不均匀沉降,随着不均匀沉降的发展,可能造成上部结构出现45℃斜裂缝,甚至发生破坏,甚至是倒塌; 在砖混结构中,主要体现墙体开裂并附加不均匀沉降引发危险。

所以在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,我们应先查明建筑工程特征,根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度来采取适宜的地基处理方法,防止地基湿陷引起附加沉降对工程造成危害。

二、工程概况沙井子矿区刘园子煤矿位于甘肃省庆阳市环县,坐落在湿陷性黄土分区上。

本工程为刘园子煤矿选煤厂主厂房,地基长度为43.4m,宽度为32.4m。

其地质条件是:根据西安中勘工程有限公司提供的《甘肃华能天竣能源有限公司刘园子煤矿选煤厂的岩土工程勘察报告》(详勘),本场地为自重湿陷性场地,湿陷等级为Ⅱ级。

地层自上而下分为:①素填土:主要由粉土组成,在主房地段,在开挖地基坑时素填土基本被挖除,其剩余厚度小于1.0m。

②黄土:浅黄色,主要为粉土,可塑-硬塑,稍密,稍湿。

具中等~强湿陷性。

本层在场地内普遍分布,层厚12.6~18.6m,其承载力特征值135kpa;③黄土:浅黄色,主要为粉土,可塑-硬塑,稍密,稍湿。

中等压缩性。

该层局部具弱湿陷性。

本层在场地内普遍分布,层厚8.2~11.1m;其承载力特征值160kpa;④卵石:杂色,稍湿,中密-密实,卵石母岩主要成分为灰岩、砂岩等,砂及粘性土充填。

湿陷性黄土地基处理方法及工程应用探讨

湿陷性黄土地基处理方法及工程应用探讨

湿陷性黄土地基处理方法及工程应用探讨摘要:湿陷性黄土是指在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土,它也是是黄土的一种,属于特殊土,有些杂填土也具有湿陷性。

其广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。

在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,选择适宜的地基处理方法,因此本文主要研究探讨了湿陷性黄土地基的常规处理方法及其适用条件。

关键词:湿陷性黄土;处理方法;适用条件一、引言湿陷性黄土地基的湿陷特性,会对结构物带来不同程度的危害,使结构物大幅度沉降、开裂、倾斜,甚至严重影响其安全和使用。

而目前我国湿陷性黄土地基处理方法还处于初级阶段,本文将对湿陷性黄土地基处理方法及其适用范围进行研究讨论。

二、湿陷性黄土在物理力学性能指标上的特点(一)颗粒组成1、我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~70%,而粉土颗粒中又以0.05~0.01mm的粗粉土颗粒为多,占总重约40.60%,小于0.005mm 的粘土颗粒较少,占总重约14.28%,大于0.1mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。

由于湿陷性的土壤具有较好粘结作用,所以在进行处理时可通过加入一定量钙质材料来提高抗压强度。

颗粒组成的不同,对湿陷性黄土地基材料所产生的影响也是不一样。

在实际处理中,如果选择了粒径相同、形状相差较大或者形状差别大的细砂颗粒作为填料的话会导致水分流失严重。

因此采用不同粒度和尺寸比密实易接近或大于均质时可以有效提高土体强度,当粗颗粒之间空隙大小>0.05mm时可使湿陷性黄土地基具有较好的抗压能力,且能充分将水排出而不会产生渗漏现象。

2、由于颗粒的组成不同,在湿陷性黄土地基处理中,对其地基稳定性和强度要求也不尽相同。

如果土层比较密实时就可以使用粉砂或者碎石来进行增强,若是土壤较软则需要加入水泥等材料使之更加紧密结合从而达到更好地效果;而对于室外基层来说最重要的是要选择合适的粘土、粗细沙以及含泥量不同的颗粒组成。

湿陷性黄土路基施工作业论文.doc

湿陷性黄土路基施工作业论文.doc

对于设置构造物的路段需原地面处理结束后,方可进行构造物基础的开挖施工。

1.2 黄土路基填筑(1)当利用挖方黄土填筑路基时,CBR不满足要求时,掺灰处理。

(2)路床0~30cm部分采用砂砾填筑。

(3)当使用黄土作为路基填料时,路基填筑施工每隔2.0m填高采用500kN.m的夯击能进行强夯补压。

(4)设置构筑物的冲沟内的路基,台后换填范围(不小于6m)的路基不容许采用强夯处理;采用填筑时构筑物顶部4m范围内也不容许采用强夯处理;4m以上采用强夯时,夯击能不得大于1000kN.m。

1.3 挖方路段处理挖方路段挖至设计标高后,进行强夯处理,并对强夯后的沉降采用6%灰土补填,为保证施工车辆对路基不行车破坏,顶部15cm设置砂砾。

灰土隔水层采用分层路拌法施工。

外掺石灰,石灰采用钙、镁质Ⅲ级生石灰。

1.4 路基挖方段边坡黄土路段挖方边坡应一次性挖成型,避免原状土扰动,严禁超挖后采用同填方式修整边坡。

黄土路堑的边坡率为1:0.75或1:1。

黄土段落的具体位置请查阅相应的地质报告,如果在施工中发现地质与实际不符,应及时与设计部分联系进行调整。

1.5 边坡防护(1)填方路基边坡采用适合于当地生长的植被进行绿化防护,填方路基自第二级边坡(1:1.75)以下采用网格骨架防护。

(2)挖方边坡的碎落台两泄水槽之间布置绿化带,绿化带缘石高出碎落台5cm。

(3)边坡平台采用25cm厚浆砌片石防护,并设置30×30cm 浆砌片石平台排水沟。

(4)对边坡为2级及2级以上的,在土质第一级边坡范围内设置空心六角型预制块防护。

如果挖方段设置挡土墙,则只在土质范围内设置六角型预制块防护,并在挖方坡率过渡段内做好挡土墙高度过渡。

(5)路基挖方段在冲沟处设置的急流槽,注意将进口防护应深入冲沟壁,边坡急流槽下及两侧可以根据需要设置干砌片石防护。

(6)黄土路基边坡防护在施工过程中根据开挖情况适当布置。

1.6 黄土路基排水(1)路基排水系统由边沟、截水沟、泄水槽、急流槽、渗(盲)沟及桥涵结构物等组成,排水系统均采用浆砌片石或混凝土预制材料,排水沟构造物底部设置15cm厚度的2:8灰土(体积比),边沟的灰土垫层下铺设涂沥青的土工布,以防渗水。

浅谈水泥土挤密桩在湿陷性黄土路基中的应用

浅谈水泥土挤密桩在湿陷性黄土路基中的应用
使 桩 间土得 到 挤密 效果 ,加强 地基 土 的承 载力 。 1 )水 泥土挤 密桩 的夯 实挤 密作用 :水 泥和土
在D I K 2 4 1 + 2 o 0 ~D I K 2 4 1 + 4 0 0 ,隶属水 电三局大西 客专指挥五项 目部施工 ,该段 以低填浅挖形式通 过山前黄土缓坡地带,地形较为平坦,线路中心 最大填高 0 . 7 4 m 。 地层:新黄土,褐黄色~黄褐色,坚硬~硬 塑,土质不均匀,厚度 3 4 . 1 ~4 1 . 8 m ,普遍分布。 表 层新黄 土 4 . 9 ~5 . O m ,具湿 陷性 , 湿 陷系 数
质量标准 备注
桩体压 实系数 桩 间土平均挤密系数 水泥 土 最 小桩间土挤密系数 湿 陷性系数 6 S
最优含水率偏 差
≥O . 9 7 ≥0 . 9 3 ≥0 . 8 8 ≤0 . 0 1 5
≤2 %
抽检总桩数的 3 ‰ ,桩身钻孔,每 2 m测定干密度
延 米 。区 间黄 土分 布广 泛 ,湿 陷性 较为 严 重 。路
3工程实例
为保证水泥土挤密桩施工质量 ,在大面积施
工前 进行 了水 泥土 挤密 桩 工艺 性试 验 ,试 验段 选
基采用水泥土挤密桩进行加 固,取得了很好 的效
果。
2水泥土挤密桩作用原理
水泥土挤密桩是将水泥和土按适当配合 比进 行拌制,然后将拌制合格后 的水泥土分层 回填至 桩孔 内并采用夯锤进行强夯击实,使水泥土形成 具有一定强度的水泥土固体。 通过分层 回填夯实,
安定性和凝结时间检测一次。
( 3 )水 :施 工用水 采用井 水 ,并有 水质 检验 合 格证 。 2 ) 施工质 量控制
l O 0 0 m 3 一批,不足 1 o 0 O Ⅱ l 3 也按一批计,每批进

湿陷性黄土地区地基处理方法论文

湿陷性黄土地区地基处理方法论文

湿陷性黄土地区地基处理方法论文【摘要】研究加固湿陷性黄土地基的方法对于促进国民经济发展和提高人们生活质量具有很大的实际意义。

在设计施工过程中要根据建筑物的体量、结构、形式及使用要求,承载力、工期要求,结合现场地质、水文、地形、地貌等实际情况,综合考虑,选择合理的施工方法,以期达到预定的处理效果。

一、湿陷性黄土的概念及分布黄土是在干燥气候条件下形成的多孔性具有柱状节理的黄色粉性土。

由于其垂直人孔性的松散多孔结构和遇水则降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力,在压力及水的外部作用下,容易发生湿陷天然黄土在上覆土层自重应力或者自重应力和附加应力共同作用下,浸水后,土的结构破坏发生显著附加变形的土称为湿陷性黄土。

湿陷性黄土广泛分布在我国华北、西北等地在湿陷性黄土区进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起的附加沉降对建筑造成的潜在危害因。

因此,选择适宜的地基处理方法,避免或消除地基湿陷造成危害,就显得相当重要。

二、湿陷性黄土的湿陷机理和湿陷变形特性1.湿陷变形的突变性与非突变性。

湿陷变形是黄土在承受一定压力时,由于浸水作用而使土体在短时间内物理状态和力学性质发生突变引起的附加变形。

它的特点是速度快(常常在地基浸水1~2h后产生)和变形量大,常常超过建筑所允许的程度。

此外,黄土湿陷变形的突变程度还取决于温度、应力状态和增湿水平。

黄土的天然含水量越低,注水速度越快,在较大压应力作用下浸水湿陷的突变程度就越高;反之,突变程度就降低了。

在分级浸水的湿陷试验中就不易出现突变性的特点。

2.湿陷变形的不连续性和连续性。

从微观上看,湿陷是黄土骨架颗粒间胶结强度弱化与天然结构的崩解,在湿陷变形过程中,不仅有颗粒间的相对滑移,还有小颗粒落入架空孔隙和大孔隙的跃迁。

从宏观上看,湿陷变形是整个变形的不连续过程,具有跳跃性。

然而,如果从黄土湿陷变形与总变形过程的空间特征来看,湿陷变形只是黄土总变形过程中的一个阶段,是一个连续过程。

大量工程实践经验表明:地基湿陷变形随含水量和应力的增加而增大,是连续的变化过程。

载体桩在湿陷性黄土中的应用

载体桩在湿陷性黄土中的应用

载体桩在湿陷性黄土中的应用程峰【摘要】载体桩作为一种利旧的桩基,具有技术可行、造价低廉等特点.针对载体桩在湿陷性黄土的实际应用,并结合某电厂工程的实例分析,说明载体桩技术在湿陷性黄土的优势,在技术可行的条件下值得大力推广.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)031【总页数】2页(P41-42)【关键词】载体桩;湿陷性黄土;地基处理【作者】程峰【作者单位】中国大唐集团科技工程有限公司,北京100097【正文语种】中文【中图分类】TU473.1湿陷性黄土尤其是自重湿陷性黄土在建筑实施中属于特殊地基,在工程建设时需要对建筑物的地基采取一定的处理措施,消除全部(部分)湿陷性方能保证建筑的安全使用。

而湿陷性黄土地基处理措施的合理选择对工程造价控制起着至关重要的作用。

本文通过工程实例针对一种自重湿陷性黄土在地基处理方案——载体桩的应用进行分析对比,为后续相关建设提供参考。

载体桩工艺是通过柱锤夯击土体成孔,然后采用钢护筒沉底护壁,进行底部填料夯扩形成桩端载体,最后放置钢筋笼,灌注桩身混凝土而成桩。

载体桩由上部的桩身和下部的载体组成,桩身本体为钢筋混凝土结构,载体是以碎砖、碎石、混凝土块等位填充料,在持力层内夯扩加固挤密形成的多种材料组成的复合体。

载体由干硬性混凝土、填充料、挤密土体三部分组成,见图1。

载体桩优势:传力体系明晰、安全,基础结构形式简单;合理的结合了扩大头灌注桩的设计理念,节约了桩基成本提高了受载性能;可与上部结构体系完美结合形成整体结构体系,有效地减少地基不均匀沉降问题。

载体桩劣势:受力角度上由于载体桩成桩直径偏小,单桩水平承载力偏低。

对于水平力要求高的工业构筑物实用性差。

施工过程中,有振动,对有噪声限制的区域施工受到一定限制;挤土效应,施工时对周围建筑或管线产生挤土效应。

某发电有限责任公司,中水处理分别位于主厂房的正北侧,水处理系统为新建工程,场地宽敞。

在勘察揭露深度内地层为第四系全新统素填土、上更新统黄土状粉土、粉土。

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载体桩在湿陷性黄土地基处理中的应用【摘要】针对陕西某生物质能发电厂主厂房湿陷性黄土地基处理为例,对载体桩方案在此湿陷性黄土地基处理中的应用进行了引证分析,从工程概况、场地地基土工程地质条件、地基处理方案、载体桩桩基础设计、载体桩复合地基处理方案地基试桩报告及结果等方面进行了论述,提出载体桩方案在此种湿陷性黄土地基处理中应用的优点。

【关键词】湿陷性黄土地基;厂房结构荷载;单桩极限承载力;载体桩1 工程概况本工程为陕西某生物质能发电项目工程,依据《建筑抗震设计规范》(2008年版)gb50011-2001,当地设计地震分组属第一组,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,场地特征周期为0.45s。

根据《岩土工程勘察报告》,建筑场地类别为ⅲ类,拟建场地地面标高为525.21~529.62m,平均高程为526.25m,最大高差达4.41m,地貌单元属渭北黄土台塬。

本工程主厂房为框排架结构,纵向柱距7m,总长85.360m,共14轴,横向排架跨度24m,框架跨度9m,单柱竖向荷载考虑10000kn。

排架部分为主厂房汽机房,汽机房内零米及零米下有大量中小型设备基础以及汽轮发电机基础;框架部分为除氧料仓间,料仓间零米下有较复杂的地下沟道及电缆隧道。

根据《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002表3.0.1规定,本工程主厂房地基基础设计等级为甲级。

主厂房场地自然地坪标高约为525.8m,基础承台底标高初步定为521.3m。

2 场地地基土工程地质条件2.1 地基土根据勘察报告,勘探深度范围内的地基土自上而下分别描述如下:①-素填土q4ml,具湿陷性,属中压缩性土。

本层厚度为0.30~2.90m,层底标高为523.71~528.52m,层底深度0.30~2.90m。

②-黄土状土q4al+p。

坚硬~硬塑~可塑(部分土样为软塑),具轻微~强烈湿陷性和自重湿陷性,属高压缩性土。

本层厚度为2.30~5.90m,层底标高为520.71~523.73m,层底深度为3.20~6.40m。

本层土承载力特征值为fak=160kpa。

③-黄土q3eol。

硬塑~可塑(部分土样为软塑),具轻微~强烈湿陷性和自重湿陷性,属中等偏高压缩性土。

本层厚度为5.00~8.10m,层底标高为514.21~517.65m,层底深度为9.50~12.80m。

本层土承载力特征值为fak=150kpa。

③-1黄土q3eol。

软塑~流塑(部分土样为可塑),属中压缩性土。

本层厚度为2.20~5.30m,层底标高为510.65~514.62m,层底深度为13.70~15.00m。

本层土承载力特征值为fak=135kpa。

④-黄土q3eol。

可塑~软塑(个别土样为流塑),属中压缩性土。

本层部分钻孔未穿透,揭露厚度为0.30~10.00m,层底标高为501.62~512.45m,层底深度为15.00~24.30m。

本层土承载力特征值为fak=140kpa。

⑤-黄土q3eol。

可塑~软塑,属中压缩性土。

本层部分钻孔未穿透,揭露厚度为4.40~6.50m,层底标高为496.02~499.82m,层底深度为27.90~29.80m。

本层土承载力特征值为fak=160kpa。

⑥-古土壤q3el。

可塑(个别土样为软塑),属中压缩性土。

本层未穿透,最大揭露厚度为0.20~2.10m,相应层底标高为495.62~499.62m。

本层土承载力特征值为fak=180kpa。

2.2 地下水厂区地下水属潜水类型,主要由大气降水和地下径流补给。

勘察期间属丰水期,稳定水位埋深为13.50~15.50m左右,相应标高为511.41~514.43m。

根据区域水文地质资料及现场调查,地下水年变化幅度约1~2m。

本场地环境类型为ⅲ类,场地内分布的各层粘性土均为弱透水层。

2.3 地基评价根据勘测报告,场地湿陷类型为自重湿陷性黄土场地,地基的湿陷等级为ⅱ(中等)级。

综上,场地地质特点如下:(1)湿陷性场地,其中②、③层为ⅱ级自重湿陷,深度为8.5m-11.5m。

(2)土层的液性指数较高,其中③-1为软塑~流塑;④、⑤层均为可塑~软塑。

(3)地下水位较高。

很显然,现有地质条件在不做地基处理的情况下天然地基是不能满足主厂房地基基础设计等级为甲级的要求,首先,地基基础下②、③层为ⅱ级自重湿陷;其次,根据《岩土工程勘察报告》可知,现有天然地基的承载力特征值不能满足上部结构荷载的要求,所以需要进行必要的地基处理。

3 地基处理方案针对火力发电厂主厂房这种框排架结构类型,且地下设施较为复杂需要做大面积地基处理的特点,同时单柱竖向荷载考虑10000kn,又对地基变形、地基基础设计等级为甲级有相应要求,结合地形、土层结构、地质条件、地下水特征、施工机械以及施工工期等因素进行综合分析。

因此主厂房地基处理方案,首先要考虑消除湿陷土层全部湿陷量,使处理后的地基变为非湿陷黄土地基,或采用桩基础穿透全部湿陷黄土层,使上部荷载通过桩基础传递至压缩性低或较低的非湿陷性黄土层上;其次考虑地基基础下②、③层为轻微~强烈湿陷性和自重湿陷性土层,③-1层为软塑~流塑,④、⑤层均为可塑~软塑,如考虑桩基湿陷性土层不仅不能提供有效桩侧阻力反到产生负摩阻力;再次地基处理时必需考虑到较高的地下水位,针对以上几点考虑,地基处理方案分析如下。

3.1 换垫层法换垫层法主要适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理,结合现场地质条件及上部荷载要求,不适合做为本次主厂房地基处理方案。

3.2 灌注桩灌注桩持力层放在⑥-古土壤层(⑥-古土壤层之下初步勘察报告未作勘察),桩径考虑800mm,桩长30m,根据《建筑桩基技术规范》jgj94-2008,单桩竖向极限承载力标准值按照下式计算:quk=qsk+qpk=u∑qsikli+qpkap其中:quk——单桩竖向极限承载力标准值;qsk、qpk——分别为单桩总极限阻力和总极限端阻力;u——桩身周长qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,可按《建筑桩基技术规范》表5.2.8-1取值;li——桩穿越第i层土的厚度;qpk——极限端阻力标准值,可按《建筑桩基技术规范》表5.2.8-2取值;ap——桩端面积。

当桩穿越自重湿陷性黄土层时,桩周土可能引起桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载。

单桩负摩阻力标准值可按下式计算:qsia——桩侧第i层土的侧阻力标准值,可按《建筑桩基技术规范》表5.2.8-1取值;li——桩穿越第i层土的厚度;qpa——经深度修正后的载体桩持力层地基承载力特征值;ae——载体等效计算面积,在没有当地经验值时其值可按《载体桩设计规程》jgj/135-2007表4.3.2选用。

qpa=fa+ηd(d-0.5)γ0=160+1.4×(25.5-0.5)×10.0=510kpa 取三击贯入度10cm,查《载体桩设计规程》jgj/135-2007表4.3.2,ae=2.3m2侧摩阻力估算:(5×52+5×28+8×40)×0.5×3.14÷2=565.2kn单桩竖向承载力特征值:ra=up∑qsiali+qpa?ae=565.2+510×2.3=1738.2 kn设计取值单桩承载力特征值为1500kn。

3.4.3 桩身强度验算根据《载体桩设计规程》jgj/135-2007式4.3.3,桩身强度c35 n≤ψcfcap=0.75×16.7×0.785×500/2=2458.03kn≥1738.2kn因此桩身强度满足承载力的要求。

综上,通过理论计算,考虑单柱承台4.5m×4.7m时,载体桩布置见“单柱承台载体桩平面布置图”,可知单承台承载力可达到8×1500=12000kn≥10000kn,可满足上部建筑结构荷载的承载力要求。

为进一步确定载体桩在此地基条件下应用的合理性及载体桩单桩承载力特征值,还需要进行试桩,做试验检测。

3.5 地基处理方案通过以上论述及计算,我们可知采用素土挤密桩可以消除上部土层的湿陷性;采用载体桩可以满足上部结构荷载要求。

所以,初步决定地基处理方案为:先在基坑开挖范围内采用ddc素土挤密桩法通片处理,消除基坑上部土层湿陷性,并为主厂房内部中小型设备基础提供持力层;在柱承台范围内再做载体桩为柱承台提供承载力。

为确定方案的合理性,选择场地内有代表性场地做复合地基试桩试验。

4 地基试桩报告为进一步论证素土孔内强夯工艺(ddc桩)消除地层上部湿陷土层的湿陷性,再采用钢筋混凝土载体桩做承台基础此种地基处理方案的可行性及可靠性,在拟建场地选择主厂房轴线1、a轴线外有代表性的区域进行了试桩试验。

4.1 试桩设计(1)素土挤密桩,桩径550mm,桩长6m,桩间距900mm,等边三角形布置,处理后消除地基湿陷性,地基承载力特征值不小于200kpa。

(2)载体桩,桩径500mm,桩长18米并桩端进入持力层⑤层黄土层,混凝土强度等级c35,载体桩单桩极限承载力为3000kn。

4.2 试桩结果4.2.1 复合地基静载试验根据2处单桩复合地基载荷试验绘制的p-s(荷载-沉降)、s-lgt (沉降-时间)曲线图,分析结果如下:⑴.试桩s1、s2在最终压力400kpa内,最终沉降量分别为14.373mm,31.896mm和30.383mm,由3根桩的q~s曲线看,均为缓变型,没有明显的陡降段,s~lgt曲线尾部没有明显向下弯曲。

根据《建筑桩基检测技术规范》jgj106-2003第4.4.2和4.4.4规定,3根桩试桩的竖向抗压极限承载力均不小于3000kn,综合考虑该厂区建筑物沉降变形要求和本场地地质情况载体桩在桩身质量满足设计要求的前提下,单桩竖向承载力极限值可取3000kn,承载力特征值可取1500kn。

4.2.4 低应变试验结果在单桩竖向抗压静载试验前对3根桩进行了低应变试验,由低应变结果可知:⑴桩身混凝土波速介于4147m/s~4380m/s之间,平均值4299m/s;⑵共检测3根桩,均为完整桩。

4.3 试验结论及注意事项通过对素土挤密桩和载体桩单桩竖向抗压静载试验及桩身应力测试,低应变法试验,得知采用素土挤密桩消除上部土层的湿陷性、采用载体桩提高地基承载力的地基处理方案与理论计算相符合,满足设计要求,可以应用于具体工程。

但是需要注意的是,载体桩在具体施工时载体部分的填充料填充多少需根据现场情况定,此参数直接影响载体桩最终单桩承载力特征值,需要现场施工时有专业监管人员监管,以防偷工减料情况的发生;其次载体桩载体部分和桩身接头处容易出现跑偏现象,这需要具体施工时边施工边观察,发现后立即修正。

5 结语素土挤密桩消除上部湿陷性黄土层的湿陷性的同时提高了复合地基的承载力,也符合了主厂房地下设施复杂需要大面积做地基处理并提高承载力的要求;载体桩因桩长较灌注桩短,也为工程总造价节约了不少成本。

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