前言
剛性樁復(fù)合地基與其它類型樁復(fù)合地基一樣，具有加固深度大，能把上部荷載直接傳遞到樁周土體和樁端處土質(zhì)較好的地層，加上褥墊層設(shè)置，充分發(fā)揮樁間土體的承載作用。當(dāng)由樁體、土和墊層構(gòu)成的復(fù)合地基受到荷載時，在加荷初期，樁土體共同分擔(dān)了相同的荷載，但由于樁的模量比土大，樁間土表面發(fā)生的沉降大于樁頂，產(chǎn)生了不均勻沉降，布置在樁頂處柔性墊層也隨著樁土沉降差異逐漸起荷載調(diào)節(jié)作用，由于墊層為散體材料，在一定的條件下可以形成土拱，利用拱效應(yīng)的受力原理或土工織物的拉膜效應(yīng)，使荷載向樁體轉(zhuǎn)移。當(dāng)上部荷載逐漸加大時，樁頂"刺入"墊層，褥墊層中的散體材料受到不均勻力的作用不斷調(diào)整，補充到樁間土表面上，使樁間土能與基礎(chǔ)接觸，始終參與分擔(dān)荷載，這也是剛性復(fù)合地基與樁基的區(qū)別所在。
作為復(fù)合地基的重要形式，增強體復(fù)合地基在建筑工程中得到廣泛的應(yīng)用。我國從20世紀70年代就開始用碎石樁加固地基，形成散體材料樁，在砂土和粉土中取得很好的效果。但是近年來，隨著高層建筑的日益增多，要求大幅度提高承載力，于是剛性樁復(fù)合地基應(yīng)運而生，為充分調(diào)動樁間土的承載力，通常在樁頂設(shè)置褥墊層。剛性樁復(fù)合地基中的樁體可全長發(fā)揮樁的側(cè)阻，因其單樁承載力高，復(fù)合地基承載力高，變形小，在工程中被廣泛應(yīng)用。
根據(jù)本工程工程地質(zhì)條件、結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點、當(dāng)?shù)厥┕ぜ夹g(shù)水平及技術(shù)先進、可靠等，采用預(yù)應(yīng)力管樁剛性樁和褥墊層處理形成復(fù)合地基是一種安全、經(jīng)濟的方法，施工難度小，能充分發(fā)揮樁和樁間土的承載力，達到了減少樁數(shù)，減小投入等經(jīng)濟目的，取得了較好的社會和經(jīng)濟效益。
1．工程概況
某商住小區(qū)位于西昌市南壇，工程共為9棟，層數(shù)均18F+1層，均設(shè)1層地下車庫，結(jié)構(gòu)型式為剪力墻結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)型式全部為筏板基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋深約為4.6m。由于場地內(nèi)基底地基土承載力及變形指標(biāo)不能滿足設(shè)計要求，因此，設(shè)計要求對基底下地基土進行地基處理，處理后承載力特征值fspk不小于300kPa，壓縮模量達到15MPa。根據(jù)本工程場地地質(zhì)條件、工程特點、施工技術(shù)，對本工程采用預(yù)應(yīng)力管樁剛性樁復(fù)合地基加固方案。
2．工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件
2.1工程地質(zhì)條件
本場地屬邛海盆地海河沖、洪積扇中-前緣地帶。經(jīng)勘探揭示，擬建場地中的地基土主要由現(xiàn)代填土（Q4ml）和第四系沖洪積相（Q4al+pl）的粉質(zhì)粘土、粉土、卵石層等土層組成，地基土共分為7層。
?。?）填土：該層土包括雜填土、○1-1耕土及○1-2素填土層，稍濕-濕，松散-稍密狀。以粉土為主，含少量建筑、生活垃圾及卵礫石。（2）粉土：褐、暗灰、灰褐等色，很濕，松散，中～高壓縮性。含少量云母碎片及氧化物，呈透鏡體分布。（3）卵石：褐紅色為主，松散~稍密狀，濕，卵石含量約60%，成分以長石、石英砂巖為主，亞圓形，一般粒徑約2~12cm不等，中等風(fēng)化?？紫队煞弁?、砂和圓礫充填。（4）粉土：褐、暗灰、灰褐等色，很濕，松散~稍密，中等壓縮性。含少量云母碎片及氧化物，局部淤泥質(zhì)浸染。局部地段夾薄層粉砂、粘性土或卵石層，全場地分布且分布較為穩(wěn)定。（5）卵石：褐紅色，稍密狀為主，濕，卵石含量約60%，成分以粉砂巖為主，亞圓形，一般粒徑約2~12cm不等，中等風(fēng)化。孔隙由砂和圓礫充填。（6）粉土：褐、暗灰、灰褐等色，很濕，稍密，中等壓縮性。含少量云母碎片及氧化物，局部地段夾薄層粉砂、粘性土或卵石層。（6）-1粉質(zhì)粘土：以褐~深灰色，濕，可塑狀，中壓縮性，含少量云母碎片、氧化物及有機質(zhì)和腐植物。（7）卵石：褐紅色，稍密~中密狀，濕，卵石含量約65%，成分以長石、石英砂巖為主，亞圓形，一般粒徑約2~15cm不等，中等風(fēng)化，孔隙由砂類土和少許礫石充填。全場地僅在場地控制孔中被揭露。
地層情況及巖土物理力學(xué)性質(zhì)主要指標(biāo)、設(shè)計參數(shù)表
2.2水文地質(zhì)條件
場地處于邛海盆地海河沖、洪積扇邊緣地帶。地層以沖洪積相沉積的粉土、粘性土及卵石層為主。場地地下水類型孔隙潛水，主要分布于粉土及卵石層的孔隙中。地下水主要接受大氣降水、地表水及海河地下水流補給。勘探期為枯水期，孔內(nèi)測得場地地下水位為0.00~0.90m。地下水位隨季節(jié)變化，年變化幅度約1.50m左右。
根據(jù)鄰近場地的地下水樣分析成果顯示，該場地地下水對混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。
3．預(yù)應(yīng)力管樁剛性樁復(fù)合地基設(shè)計計算
3.1預(yù)應(yīng)力管樁樁型及樁長的確定
1.樁型：樁型采用PHC-A400-95型(樁徑400mm，壁厚95mm)。
2.因場地內(nèi)樁端普遍沒有良好持力層，僅局部持力層埋深較小，為減小場地不均勻性，沉降樁長采用8~12m。在地層變化地段，樁長采取漸變的過渡措施。
3.2面積置換率
設(shè)計依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002/J220-2002)及《福建省工程建設(shè)標(biāo)準-建筑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》(DBJ13-59-2004)等提供的計算公式進行，公式如下：
fspk＝mRa/A+β(1-m)fsk
式中：fspk----復(fù)合地基承載力特征值(kPa)，本工程為300kPa；m----面積置換率；Ap----樁的截面面積(m2)，為0.1256m2；fsk----樁間土地基承載力特征值(kPa)，(根據(jù)勘察報告卵石層③取230kPa，粉土④取160kPa)；β----樁間土強度發(fā)揮系數(shù)，取0.85；Ra----單樁豎向承載力特征值(KN)，當(dāng)無單樁靜載試驗資料時，按下式計算；
式中：Up----樁的周長，為1.256m；
qsia----管樁樁周第i層土的側(cè)阻力特征值(根據(jù)勘察報告指標(biāo)卵石層③取35kPa，粉土④取25kPa)；qpa----管樁樁端端阻力特征值，粉土④取1000kPa；Li----第i層土的厚度。
a.對樁深度范圍內(nèi)卵石層較厚的勘探孔附近區(qū)域，樁長采用8m，按最危險勘探孔計算，卵石層③層厚按7m計算，粉土④層厚按1m計算：
=1.256×(7×35+1×25)+0.1256×1000=464.6KN
fspk＝mRa/Ap+β(1-m)fsk
計算得面積置換率m為0.03。
0.030×464.6/0.1256+(1-0.030)×0.85×230＝300.6kPa>300kPa
滿足設(shè)計要求。
b.沒有良好持力層的地段，以最危險勘探孔計算，樁長12m(樁周土均為粉土④厚12m，樁端地層為粉土④)；
=1.256×(10×25+5×45)+0.1256×1500=785KN
fspk＝mRa/Ap+β(1-m)fsk
計算得面積置換率m為0.027，m取0.03。
0.03×785/0.1256+(1-0.03)×0.85×160＝319.0kPa>300kPa
滿足設(shè)計要求。
3.3樁位布置
以加固處理后所形成的剛性樁復(fù)合地基fspk≥300kPa為前提，由置換率m＝0.03，實際單樁置換面積取4m2，樁的間距采用2.0m×2.0m，正方形布置。
3.4預(yù)應(yīng)力管樁樁身混凝土強度等級
預(yù)應(yīng)力管樁采用PC管，型號為B型，樁身混凝土強度等級為C60，管樁樁身結(jié)構(gòu)對應(yīng)的單樁豎向承載力最大特征值為1300KN，樁身結(jié)構(gòu)豎向承載力設(shè)計值1750KN。所以管樁樁身混凝土強度等級滿足強度要求。
3.5復(fù)合地基壓縮模量
根據(jù)公式：Es----樁間土的壓縮模量（MPa）。
ζ＝fspk/fsk
a：ζ＝fspk/fsk=300/0.75×1.1×160=2.27；Esp=28.4MPa。Es--粉土為12.5MPa；b：ζ＝fspk/fsk=300/0.75×1.1×160=2.27；Esp=28.4MPa。Es--取粉土④12.5MPa。經(jīng)預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基加固處理后，能夠滿足設(shè)計要求。
3.6褥墊層。為充分發(fā)揮管樁樁間土地基承載力，形成剛性樁復(fù)合地基，本工程復(fù)合地基與基礎(chǔ)底面之間設(shè)置的褥墊層厚度采用300mm。
4復(fù)合地基檢測
由建設(shè)單位委托具有法定資格的地基檢測單位進行樁身完整性檢測及復(fù)合地基檢測；承載力檢測方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002/J220-2002)及《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202-2002)的要求，同業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等共同研究采取檢測手段（如單樁豎向靜載試驗、單樁復(fù)合地基豎向靜載試驗、小應(yīng)變試驗）。
5總結(jié)。根據(jù)本工程工程地質(zhì)條件，可采用的復(fù)合地基不多，即使能采用，施工質(zhì)量較難保證。本工程選用了預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基，解決了成樁困難、施工質(zhì)量不易保證的問題；在設(shè)計中，考慮地層的變化，采用樁長漸變的措施，能有效解決場地不均勻沉降的問題。本工程地基檢測結(jié)果表明，地基承載力及壓縮模量均完全滿足設(shè)計要求。本工程主體完工已兩年，根據(jù)沉降觀測資料表明，地基沉降一般在20mm左右，最大不超過30mm，地基加固效果良好。
參考文獻
[1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002/J220-2002).
[2]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202-2002).
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）