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脆弱地基的松木桩办理
摘要:脆弱地基是一种不良地基。因为软土拥有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特征,所以在软土地基上修筑建筑物,一定重视地基的变形和稳定问题。在脆弱土地基上的建筑物常常会出现地基强度和变形不可以知足设计要求的问题,因此经常需要采纳举措,进行地基办理。办理的目的是要提升脆弱地基的强度,保证地基的稳固,降低脆弱土的压缩性,减少基础的沉降和不均匀沉降。当前针对脆弱地基的不一样组成有好多不一样的办理方法,本文联合工程实践,对用松木桩办理脆弱地基的问题作一些商讨。
重点词:地基办理松木桩施工
一、脆弱地基的种类及常有的办理方法
脆弱地基的种类好多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖相堆积而成的含淤质黏土类地基;各样山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的黏土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性,它们的共同特色是承载力低、压缩性高。当前对厚度较大的脆弱地基一般采纳各种钢筋混凝土桩进行办理,对含水量和孔隙比较大的脆弱地基一般采纳砂桩、水泥搅拌桩,化学灌浆或堆载预压等方法办理。各样办理方法都有较强的针对性,办理方法选择能否合理,直接影响到建筑物的设计能否安全和节俭。在实质工程中,松木桩办理脆弱地基的问题较少说起,笔者以为在条件允许的状况下采纳短木桩办理某些脆弱地基不单施工较为便利,并且花费也较为经济合理。
二、用松木桩办理地基的实例
在实质工程中脆弱地基广泛存在,关于一些桥梁支架基础遇局部脆弱地基的状况,大多是采纳松木桩办理地基的。下边就北涝圩大桥现浇箱梁的地基办理作一简要介绍。
1、工程的地质概略依据钻孔资料,堤基土(岩)按其时代、成因及岩性不一样,自上而下分为人工填土和耕土(Qml,层号①-1、①-2),②-3淤泥质粉质黏土。
支架地基主要位于②-3淤泥质粉质黏土,该层层厚,平均。联合支架构造型式和荷载散布及支架工程对地基的要求,并参照专家论证会的地基办理建议,支架地基基础采纳松木桩基础。
2、松木桩的设计计算依据钻孔资料,堤基土(岩)按其时代、成因及岩性不一样,自上而下分为人工填土和耕土(Qml,层号①-1、①-2),②-3淤泥质粉质黏土。
支架地基主要位于②-3淤泥质粉质黏土,该层层厚,平均。联合支架构造型式和荷载散布及支架工程对地基的要求,支架地基基础采纳松木桩基础。
(1)桩身及其部署设计计算
依据《建筑地基办理规范》(JGJ79-2002),单桩竖向承载力特色值应经过现场单桩荷载试验确立,关于初步设计报告阶段,可按以以下公式估量:
n
RaupqsiliqpAP;
i1
式中:up——桩的周长,m;
p
2/10
软、Wk地^基H71松/木处
3/10
qsi
桩周第i层土的侧阻力特色值,取11kPa;li
桩周第i层土的厚度,取4m;桩端天然地
基土的承载力折减系数,取0・5;
qP
桩端天然地基土未经修正的承载力特色值,摩擦
软、Wk地^基H71松/木处
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桩时取0kPa;
AP——桩端截面积,m2;
每平方米所需桩数:nR/Ra
式中:R支架的基底应力,取最大值131kPa;
单桩竖向承载力特色值,
kPa;
依据以上公式,松木桩单桩竖向承载力特色值计算成就见表1。
软、Wk地^基H71松/木处
11/10
计算项目
单位
特色参数
备注
桩的周长up
m
侧阻力特色值qsi
kPa
11
层土的厚度-
m
4
折减系数a
/
地基承载力qp
kPa
0
桩端截面积Ap
2m<
挡土墙的基地应力R
kPa
131
取最大值
单桩竖向承载力特色值Ra
kPa
每平方米所需桩数n
根
取5,即按500X
500mm梅花型部署
表1
单桩竖向承载力特色值计算成就表
软、Wk地^基H71松/木处
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松木桩桩身尾径©=200mm,单桩长4m,按500X500mm间距
呈梅花型部署。
(2)复合地基设计计算
依据《建筑地基办理规范》(JGJ79—2002),复合地基承载力应经过现场复合地基载荷试验确立,关于初步设计报告阶段,可按以以下公式估量:
fsk
办理后桩间土承载力特色值,无实验成就时可取
复合地基承载力:
R
fma(1m)f1
spk~ask
式中:
fk复合地基承载力特色值,KPa;
spk
m面积置换率;
r单桩竖向承载力特色值,KPa;
a
AP桩端截面积,m2;
桩间土承载力折减系数,取;
天然地基土承载力特色值。
依据以上公式,松木桩复合地基承载力计算成就见表2。
表2复合地基承载力估量成就表
计算项目
单位
特色参数
备注
面积置换率m
/
%
单桩竖向承载力特色值Ra
kPa
桩端截面积Ap
m2
软、Wk地^基H71松/木处
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折减系数B
/
桩间土承载力fsk
kPa
80
取50
复合地基承载力fspk
kPa
取140
复合地基承载力fk=140kPa>地基基底应力最大值131kPa,spk
知足设计要求。
(3)下卧层强度验算
依据依据地质勘探资料可知复合地基下卧层为粉砂层,属于脆弱下卧层。依据《建筑地基基础办理技术规范》(JGJ79-2002),当地基受力层范围内有脆弱下卧层时,应验算脆弱下卧层的强度,可按下式验算:
PPf
czaz
式中:Pz――脆弱下卧层顶面处的附带压力值(kPa);
Pcz――脆弱下卧层顶面处的复合地基自重压力值(kPa);
faz――脆弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa);
对条形基础,Pz值可按下式简化计算:
b(PkPc)
b2ztan
式中:b
基础底面宽度(m);
Pk——基础底面压力设计值(kPa);
Pc——基础底面处土的自重压力(kPa);
z――基础底面至脆弱下卧层顶面的距离(m);
软、Wk地^基H71松/木处
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0——复合地基压力扩散角,由《建筑地基基础设计规范》查得。
脆弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特色值faz按下式计
算:
^az^akb(b3)dm()
式中:fak地基承载力标准值(kPa);
nb、nd基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
Y――基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度
(kN/m3);
Ym——基础底面以上土的加权均匀重度,地下水位以下取浮重度(kN/m3);
d——基础埋置深度(m)o
依据以上公式,下卧层强度验算成就见表3o
表3下卧层强度验算成就表
计算项目
单位
特色参数
备注
基础底面压力Pk
kPa
131
基础底面处土的自重压力Pc
kPa
下卧层地基承载力标准值fak
kPa
80
脆弱下卧层顶面处的附带压力Pz
kPa
软、Wk地^基H71松/木处
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脆弱下卧层顶面处的复合地基
自重压力Pcz
kPa
脆弱下卧层顶面处经深度修正后的
—
kPa
—
地基承载力特色值faz
Pz+Pcz=+=
故脆弱下卧层强度知足要求。
(4)复合地基沉降量计算
依据《建筑地基基础办理技术规范》(JGJ79-2002),复合地基的变形包含松木桩复合土层的均匀压缩变形S1与桩端下未加固土层的压缩变形S2。
松木桩复合土层的压缩变形s1按下式计算:
(Pz+Pzl)
gwp=inEp+(1百s
式中:Pz—松木桩复合土层顶面的附带压力值,(Kpa);
Pzl—松木桩复合土层底面的附带压力值,(Kpa);
Esp—松木桩复合土层的压缩模量,(Kpa);
sp
Ep—松木桩的压缩模量,取(100〜120)fcu(Kpa);
Es—桩间土的压缩模量,(Kpa)。
依据以上公式,松木桩复合土层压缩变形S]计算成就见表4。
表4松木桩复合土层压缩变形S]计算成就表
计算项目
单位
特色参数
备注
软、Wk地^基H71松/木处
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面积置换率m
/
%
松木桩的压缩模量Ep
kPa
220000
取110fcu
桩间土的压缩模量Es
kPa
2500
松木桩复合土层的压缩模量E
kPa
顶面的附带压力值Pz
kPa
131
取最大基底应
力值
底面的附带压力值P
z
kPa
松木桩复合土层的压缩变形s1
mm
桩端下未加固土层的压缩变形S2按下式计算:
»P
s2二屮2’=叫EF(矽广J]ai^l)
j=I切
式中:S一地基最后变形量,(mm);
S/—按分层总和法计算出的地基变形量(mm);
屮。—沉降计算经验系数;
n—地基变形计算深度范围内所区分的土层数;
p0一对应于荷载效应准永远组合时的基础底面处的附带压
力(kPa);
Esi—基础底面下第i层土的压缩模量,(MPa);
zi,zi-l—基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m);
ai,ai-1一基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围
内均匀附带应力系数。
软、Wk地^基H71松/木处
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桩端下未加固土层各层沉降量计算见表5
表5桩端下未加固土层各层沉降量计算
岩性
均匀层厚
(m)
压缩模量
(MPa)
各层沉降量
(mm)
累计沉降量
(mm)
淤泥质粉质黏土
粉质黏土
黏土
10
15
S2=屮s*S/==(mm)
复合地基总沉降量
复合地基总沉降量为:S[+S2=+=52(mm),知足规范
要求。
(3)经济成效剖析
依据建筑估量定额,©20cm的松木桩4m长每根桩工料费为
237元/根,总花费2629*237=。若采纳水泥搅拌桩,花费为1980*11*32=,考虑到水泥搅拌桩需28天等强,且不可以达到本项目工期要求,故不予采纳;若用换土垫层则需
3100*10*20=62万元,并且因本项目邻近巢湖,地下水位较高,且淤泥深度达到10米以上,换土施工难度很大,更不可以知足工期要求。明显用松木桩方案为首选。该工程2013年11月施工达成以来,通
过使用和观察证明,构造稳固安全。
三、松木桩办理脆弱地基的适应条件
软、Wk地^基H71松/木处
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