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CM復(fù)合地基處理

2007-05-10 14:16    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  1、概述

  杭州鐵路水電段綜合樓位于杭州鐵路新客站南側(cè),框架結(jié)構(gòu),地面7層,半地下室1層,建筑面積8700m2.根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告,場(chǎng)地地基土質(zhì)由上至下依次為:填土厚1.6~2.4m; 粉土厚2~2.9m, fk=135kPa;砂質(zhì)粉土厚3.6~4.0m,fk=150kPa;粉砂厚8.4~9.8m, fk=160kPa,粉土層為中等偏高壓縮性土,其下土層均為中等壓縮性土。原設(shè)計(jì)采用了預(yù) 應(yīng)力混凝土管樁ф550,240根,樁長(zhǎng)11m;ф600,82根,樁長(zhǎng)11.5m.由于管樁將穿過(guò)較厚的粉土層,即俗稱(chēng)的“鐵板砂層”,且樁直徑較大,間距較密,因此無(wú)論采用何種貫入方法都非常困難。筆者對(duì)附近先期施工的鐵路新客站附樓樁基施工情況進(jìn)行了調(diào)查,其地質(zhì)資料與本工程雷同,采用ф500預(yù)應(yīng)力混凝土管樁靜壓法貫入,結(jié)果至地下5m左右粉土層處受阻。此情況足以說(shuō)明該工程不宜應(yīng)用管樁基礎(chǔ)。

  2、CM復(fù)合地基方案的提出

 。1)本工程若采用天然地基,則基底為粉土層,屬中等偏高壓縮性土,會(huì)造成變形較大且不均勻,地基承載力也偏小。采用CM復(fù)合地基,正是對(duì)這些缺陷的補(bǔ)償。

 。2)CM復(fù)合地基的可行性。CM復(fù)合地基是由C樁(剛性樁)、M樁(亞剛性樁或柔性樁)、樁間土及褥墊層等四部分組成的,通過(guò)交叉布置CM樁及褥墊層,使樁和土共同作用并構(gòu)成平面及豎向合理的剛度級(jí)配梯度,達(dá)到理想的協(xié)同工作應(yīng)力狀態(tài),亦即:其一通過(guò)采用長(zhǎng)C樁(進(jìn)入深層良好土層)與短M樁(進(jìn)入淺層較好的土層)的合理布置,形成三層地基剛度,從而調(diào)整地基的剛度分布,以達(dá)到有效地控制基礎(chǔ)沉降;其二通過(guò)合理確定樁的間距形成土的三維應(yīng)力狀態(tài),使土的強(qiáng)度得到大幅度提高和較充分利用;其三通過(guò)布置褥墊層使地基與上部結(jié)構(gòu)柔性連接,在水平荷載作用下,可以有效地傳遞垂直荷載。CM復(fù)合地基這種剛度的調(diào)整,符合天然土層“淺弱深強(qiáng)”的一般規(guī)律和地基應(yīng)力傳遞特征,補(bǔ)強(qiáng)了深淺部的地基剛度分布,并使之充分利用和提高樁間土的參與作用,有效地加強(qiáng)了地基強(qiáng)度。同時(shí),與單一的樁基礎(chǔ)相比,由于CM復(fù)合地基充分發(fā)揮了樁間土作用,其C樁(剛性樁)的用量較少,且間距較大,而直徑較小,從而使樁間土的擠壓作用大為減弱,在降低了施工難度的同時(shí)既減少了工程量,也降低了造價(jià)。

  3、CM復(fù)合地基的實(shí)施

  根據(jù)以上分析和調(diào)查提出改用CM復(fù)合地基的方案,經(jīng)設(shè)計(jì)方同意后,C樁采用加厚的ф400預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,樁長(zhǎng)9m,共167根,M樁采用ф500水泥攪拌樁,樁長(zhǎng)5.5m,共178根。褥墊層為厚350mm砂石墊層,其配合比為中砂∶瓜子片∶水=5∶3∶1.先由北向南進(jìn)行C樁施工,為減少噪音,采取靜壓貫入法,單樁壓力控制值為:1500—2000kN.M樁施工待C樁施工過(guò)半后實(shí)施,鉆孔中采取了加壓法,配重量250kg,采用二噴二攪,其水泥含量為300kg/m3,水灰比0.5.實(shí)際施工過(guò)程表明,進(jìn)展相當(dāng)順利。

  4、效果

  (1)動(dòng)測(cè)與靜載試驗(yàn):經(jīng)國(guó)家海洋局第二海洋研究所動(dòng)測(cè)結(jié)論為:所抽檢的18根C樁均為I類(lèi)完整樁;各樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)浙江大學(xué)土木工程測(cè)試中心靜載測(cè)試結(jié)論為:CM復(fù)合地基荷載板的極限承載力至少可取277.2kPa,此時(shí)對(duì)應(yīng)的板頂沉降量為18.04mm,相對(duì)于復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值160kPa(上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的地基承載力),其安全系數(shù)已高于1.7倍。而且沉降也小于設(shè)計(jì)允許沉降量50mm.

 。2)工程進(jìn)度加快,工期縮短:CM復(fù)合地基施工中避免了單一樁穿過(guò)“鐵板砂層”的技術(shù)難題。與附近同類(lèi)工程管樁樁基施工處理工期約4個(gè)月相比,本工程樁基施工為時(shí)僅30天,效果非常明顯。

 。3)工程造價(jià)大幅度降低:原預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)的造價(jià)為285.73萬(wàn)元,改用CM復(fù)合地基后造價(jià)為158萬(wàn)元,節(jié)約了44.7%。

  5、結(jié)束語(yǔ)

 。1)地基與基礎(chǔ)的處理涉及費(fèi)用較大,正確選擇基礎(chǔ)類(lèi)型,非常重要。本工程改用CM復(fù)合地基,解決了施工難題,保證了工期和質(zhì)量,且節(jié)約了大量投資,應(yīng)為較成功的一例。

 。2)單一的樁基礎(chǔ)對(duì)土固有承載力的發(fā)揮和利用很低,實(shí)際上是一種有效資源的浪費(fèi),因此應(yīng)重視挖掘利用和提高樁間土的作用。

 。3)預(yù)制樁基礎(chǔ)遇“鐵板砂層”地基時(shí)要慎重,特別是對(duì)大口徑、高密度預(yù)制樁,不適宜用于此類(lèi)地基。

 。4)由本工程實(shí)踐表明,凡是天然地基無(wú)法滿(mǎn)足補(bǔ)償性基礎(chǔ)要求以及對(duì)變形控制較為嚴(yán)格的工程項(xiàng)目,CM復(fù)合地基是一種較好的選擇。

延伸閱讀:CM 復(fù)合地基 建筑
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