软弱地基施工处理方法

软弱地基施工处理方法

　　软弱地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性,因此在软土地基上修建建筑物,必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题,因而常常需要采取措施,进行地基处理。处理的目的是要提高软弱地基的强度,保证地基的稳定,降低软弱土的压缩性,减少基础的沉降和不均匀沉降。目前针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法,以下对用松木桩处理软弱地基的问题作一些探讨。

一、软弱地基的种类及常见的处理方法

　　软弱地基的种类很多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基;各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性,它们的共同特点是承载力低、压缩性高。目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理,对含水量和孔隙比较大的软弱地基一般采用砂桩、石灰桩,化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性,处理方法选择是否合理,直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。在实际工程中,松木桩处理软弱地基的问题较少提及,但在条件许可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷,而且费用也较为经济合理。

二、用松木桩处理地基的实例

　　在实际工程中软弱地基普遍存在,对于一些层数较低、荷载较轻的建筑物地基或遇局部暗塘的情况,大多是采用松木桩处理地基的。下面就110KV鹿山变电所主控楼的地基处理作一简要介绍。

　　(1)工程的地质概况

　　该工程位于鹿山附近,建筑面积650㎡,两层全框架结构。地质剖面自上而下由杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土及粘土构成。

　　淤质粘土呈软塑状,下部的含淤质砾砂卵石呈中密状,是较为理想的持力层。持力层的实际埋深约4米。当时曾考虑用砼短桩或换土垫层法处理,经技术经济比较确定了松木桩的处理方案。

　　(2)松木桩的设计计算

　　在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计:

　　S=0.95d√(1+ e0)/( e0- e1)

　　n=A/AP

　　S――桩的间距(m)

　　d――桩径(m)

　　e0――挤密前土的天然孔隙比

　　e1――挤密后作要求达到的孔隙比,可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表5-3或5-4确定

　　n――每㎡桩的根数

　　A――每㎡地基所需挤密桩面积,A=( e0- e1)/(1+ e0)

　　AP――单桩横截面积(㎡)

　　在设计中,当桩端有硬壳层存在时,可作为端承桩,按下式计算:

　　Pa=Ψα[σ]A-(a)

　　Pa――单桩承载力

　　Ψ―――纵向弯曲系数,与桩间土质有关,一般可取1

　　α―――桩材料的应力折减系数,木桩取0.5

　　[σ]――桩材料的容许压力,kPa

　　本实例中柱下独立基础附加应力及自重总值为950KN.选③层为桩端持力层,地基土的容许承载力经综合分析后取值130kPa,基础埋深1.5米,经计算基础尺寸为2.6*2.9㎡.持力层埋藏较浅,因而采用端承桩设计。根据(a)式,当以松木为材料,桩直径为15cm时,[σ]为2773.4kPa

　　Pa=1*0.5*2773.4*(0.15/2)2*π=24.5KN/根

　　每平方米所需桩数为

　　n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根/㎡

　　实取5根/㎡

　　该工程的桩基底面积为210㎡,所需桩数:

　　210*5=1050根

　　桩的布置按梅花形:

　　全部打桩完毕后,在桩顶面铺设20cm厚片石灌石子,加以夯实,然后再做基础。

　　(3)经济效果分析

　　根据建筑预算定额,φ15cm的松木桩2.5m长每根桩工料费为15元/根,总费用1050*15=1.575万元。若用12cm*12cm混凝土预制短桩约需5.1万元;若用换土垫层则需2.4万元,并且因地下水位较高,换土施工难度很大。显然用松木桩方案为首选。该工程1999年5月竣工以来,通过使用和观测证明,结构稳定安全。

三、松木桩处理软弱地基的适应条件

　　根据在软土地基上工程建设的实践经验,软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察和土工试验。只有查清土层和土质的情况,才能正确地进行设计和施工;再者,必须从场地的土层和土质的特点出发,对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑,通过方案比较、合理地选择地基处理方案。一般软土厚度小于5m时较为适宜用松木桩处理,为了便于打桩,桩长不宜超过4m.作端承桩时,为了保证桩尖能进入持力层,上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。桩的材料必须用松木,因松木含有丰富的松脂,这些松脂能很好地防止地下水和细菌对其的腐蚀,价格也较为便宜。松木桩适宜在地下水以下工作,对于地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区,不宜使用松木桩。

　　实践证明,短木桩处理软弱地基时,有施工方便、经济效益明显的优点,它可避免大量的土方开挖,因而在松木资源较为丰富的地区,用松木桩处理软弱地基在经济和技术上是可行的,它不失为一种处理软弱地基的有效手段。

篇2:CFG桩复合地基施工方案

　　CFG桩(钻孔压灌素混凝土桩)复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理方案,该方法施工简单、速度快、质量便于控制。某工程中采用此技术,且开创了首次在总高度超过100m的工程中运用此技术,效果良好。

一、工程概况

　　某工程总建筑面积约23万m2,由四栋高档塔式涉外公寓组成,其中1#楼已施工完毕交付施工,现进行2#楼施工,2#楼总建筑面积62089mm2,地下三层,地上34层。主楼基础为箱形基础,主体结构类型为全现浇剪力墙结构。

　　2#楼工程总高度102m,设计±0.00相等于绝对标高38.5m,基底标高为-15.86m、-16.36m、-15.56m,分别相等于绝对高程22.64m、22.14m、21.94m。

二、CFG桩设计情况

　　(一)地质勘测情况:基底持力层为细粉砂⑤层(局部为粘质粉土、粉质粘土⑥层),其地基承载力标准值为220kpa。

　　(二)CFG桩设计要求:

　　1. 建筑物主楼最终沉降量≤80mm;

　　2. 建筑物最大倾斜≤总高度的0.8‰;

　　3. 不考虑地下室的抗浮问题。

　　4. 地基承载力需≥615 kpa。

　　(三)CFG桩设计参数:

　　桩数

　　988根

　　平均桩长

　　11.5m

　　平均桩径

　　420mm

　　混凝土 等 级

　　C20

　　单桩承载力标准值

　　750kN

　　桩间距

　　1.29×1.30m 1.39×1.36m 1.52×1.42m

　　褥垫层

　　150mm厚砂石褥垫层

　　(四)CFG桩复合地基承载力简要验算:

　　1. 复合地基范围的面积为:1795.08m2

　　2. 复合地基承载力为:

　　750×988/1795.08+220=632.79 kPa>615 kPa(设计要求地基承载力)

　　地基承载力符合设计要求。

三、施工工艺:

　　(一)施工准备:

　　1. 主要设备机具准备:

　　长螺旋钻机(45kW×2)

　　1台;

　　混凝土输送泵

　　1台

　　搅拌机

　　1台

　　坍落度测筒

　　1个

　　试块模具

　　2套

　　配电箱

　　1台

　　经纬仪

　　1台

　　水准仪

　　1台

　　2. 材料准备:

　　水泥:32.5#普通硅酸盐水泥;

　　碎石:粒径5-20mm;

　　砂子:细中砂,含泥量≤5%;

　　粉煤灰。

　　3. 劳力准备:

　　施工总指挥

　　1人

　　技术负责

　　1人

　　质检员

　　1人

　　钻机操作

　　6人

　　钻机记录

　　2人

　　钻机指挥

　　2人

　　搅拌机操作

　　3人

　　上料

　　20人

　　4. 现场条件

　　⑴ 基槽开挖完毕,预留土层厚度(300mm),并办理好中间验收记录。

　　⑵ 总包单位对CFG桩施工单位做好测量交底。(包括基槽的高程、控制轴线网、等)

　　⑶ CFG桩施工单位测量人员对基槽槽地底标高进行复测,根据总包单位提供的控制轴线定出2个轴线控制点。

　　(二)施工方法:

　　工艺流程:

　　桩位放点→搅拌混凝土→长螺旋钻机就位、成孔→压灌素混凝土→边提升钻杆,边压灌素混凝土→成桩、桩体养护→检测→清桩间土及预留桩头→铺设砂石褥垫层。

　　1. 桩位放点:按照地基处理图设计的桩位、间距、数量,从已定好的2个轴线控制点引放定出每一个桩的桩位点,并撒白灰作好标识;经监理验线合格后进行下道工序。

　　2. 混凝土搅拌:根据设计好的配合比,(约水泥:砂:碎石:水:粉煤灰=1:2.12:3.48:0.82:0.28)加入碎石、砂、水泥、水搅拌约120S。保证混凝土的实测坍落度为180~220mm。;

　　3. 钻机就位及成孔:

　　将长螺旋钻就位,调整钻机水平并固定,专人检查将钻头锥尖对准桩位中心点;螺旋钻机就位后,司钻人员根据钻机架上的铅锤调节钻机垂直度,确保垂直度偏差≤H%。

　　全部调整到位后,开始钻孔,在钻机架上预先做好深度标记,利用深度标记进行成孔深度控制,并由电流表的数值判断是否进入卵石层。在施工过程中,采用双控标准控制孔深,既满足有效桩长≥11.5m,又保证桩端进入卵石层≥500mm,局部卵石层较薄的场地,控制进入卵石层≥300m。

　　在大面积施工前,首先进行试桩工作,共试验3根桩,由此取得成桩的必需参数(提升速度、混凝土灌注速度、灌注量等),确定出成桩的顺序为:对称、间隔、邻排斜向挑打,严禁从一端开始按顺序逐个施工。

　　1. 拔管、压灌素混凝土成桩:

　　长螺旋钻机钻至设计深度且等钻杆中孔灌满混凝土后,开始提升钻杆、压灌素混凝土。

　　一边泵送素混凝土(C20),一边拔管。设专人指挥协调钻机操作手和混凝土泵操作手保证泵送混凝土和提升钻杆的默契配合,以确保成桩质量。在正常情况下,钻机的提升速度≤2.5m/min,在含水砂层段内,适当放慢提钻速度,以防流砂造成塌孔、断桩现象。

　　提钻的速率与混合料的泵送速率相协调,保证钻杆孔内混凝土表面高度始终略高于钻杆底出料口。直至压灌到场地地面为止。

　　成桩后,采用振捣绑振捣一遍,振捣深度≥5m。

　　4. 混凝土输送量控制:桩顶与施工作业面平齐,桩顶浮浆厚度≤500mm。确保设计桩顶标高内无浮浆;

　　5. 检测:

　　CFG桩施工完,桩体强度达到设计值后,由检测单位进行选桩、检测。

　　⑴ 静载荷检测:

　　选桩:由资质齐全的检测单位现场任意选取5根桩做静载试验;

　　试验方法:采用慢速加载维持荷载法,确定单桩、桩间土及复合地基的承载力标准值。试验加载装置采用重压平台反力装置。但桩检测的最大荷载加至1320kN;桩间土最大荷载加至600 kpa.

　　单桩检测的具体步骤如下:试验荷载分十一级,每加一级荷载Q(110kN),在加载前后计压板沉降一次,以后每15min、15min、30min读记一次,稳定标准为每小时沉降≤0.1mm。

　　桩间土检测具体步骤如下:试验荷载分十级,每加一级荷载Q(60kPa),在加载前后计压板沉降一次,以后每15min、15min、30min读记一次,稳定标准为每小时沉降≤0.25mm。

　　采用公式法和拟合法计算复合地基承载力检测值和变形模量。

　　⑵ 桩身完整性动测:

　　选桩:由专业检测单位现场任意选取100根桩(10%)做桩身完整性检测。

　　检测方法:采用反射波法检测桩身混凝土的完整性,推断缺陷类型及位置。

　　根据检测结果,桩身完整性分为A、B、C、D四类标准。

　　本工程A类桩87根、B类桩13根,无C、D类桩。

　　7. 清理桩间土和桩头:

　　(1)检测合格后,人工清除预留的300mm厚土层;

　　(2)采用钢钎及风镐等工具凿除预留桩头至设计标高。

　　(3)凿桩头时,钢钎水平放置,禁止竖向劈凿桩头,以防破坏桩身质量。

　　(4)斜面(集水坑等坡面)按实际坡度剔除预留桩头。

　　(5)凿除桩头后,及时清运平整到位,保证场地平整度偏差≤±1.5mm。

　　8. 砂石褥垫层施工:

　　(1)四方验槽合格后,铺设150厚砂石褥垫层,砂石配比为砂子:碎石=1:2(体积比)。

　　(2)褥垫层铺设范围为:底板垫层外边缘外扩100mm。

　　(3)先虚铺配好的砂石料约170mm,用平板振捣器振实2~3遍,振实后厚度为150mm。

四、质量控制:

　　1. 材料试验:

　　水泥:以同一水泥厂、同品牌、同强度等级、同以出场编号,每≤200t为一验收批;

　　砂子:同一产地、同规格每≤600t为一验收批;

　　石子:同一产地、同规格每≤600t为一验收批;

　　粉煤灰:以连续供应相同等级的≤200t为一验收批;

　　混凝土:每一工作台班、每≤100m3,

　　为一验收批,取样不得少于一组(三块);其中见证试验数量不得少于30%。

　　坍落度检测:每工作台班不的少于两次,并作好记录。

　　按照规范(GB50204-92)要求进行混凝土强度统计评定。

　　2. 质量标准

　　在施工过程中,设专人对孔径、孔深、桩(孔)垂直度、桩位偏差、原材料配比、提升速度、成桩长度及桩径等参数进行检查,并填写CFG桩施工质量检查记录表;保证各项指标均符合设计和规范要求。

　　允许偏差项目:

　　桩垂直度误差:≤桩长的1%;

　　桩径误差:≤10mm;

　　桩位偏差:≤1/2桩径。

五、沉降观测:

　　1. 由北京市勘测设计研究院负责工程的沉降观测。

　　2. 在基础底板施工施工时埋设沉降观测点。

　　3. 等地下室结构施工完2层(地下室共3层)开始观测,以后每月2次,竣工后半年一次。做好沉降观测记录。