德陽(yáng)怡然居二期CFG樁復(fù)合地基施工方案及施工組織設(shè)計(jì)

1、德陽(yáng)怡然居二期CFG樁復(fù)合地基施工方案及施工組織設(shè)計(jì)1 工程概況怡然居二期為二棟商住樓，6+1F層，呈“L”形，一棟為磚混結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)；另一棟為底框磚混結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋深均約為1.5m。根據(jù)地勘報(bào)告，地基土力學(xué)性質(zhì)不能滿足要求，采用CFG樁地基處理，要求處理后CFG樁復(fù)合地基承載力特征值fspk250kPa，壓縮模量Es15MPa。2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件土層分布情況根據(jù)德陽(yáng)地質(zhì)工程勘察院提供的巖土工程勘察報(bào)告，該場(chǎng)地地貌為成都平原綿遠(yuǎn)河流域左岸級(jí)階地，場(chǎng)地土層自上而下分布的土層有：雜填土：局部分布，松散，層厚0.302.70米。素填土：局部分布，松散，以粉質(zhì)粘土為主，含

2、植少量碎磚瓦，層厚0.301.20米。粉質(zhì)粘土：可塑硬可塑，具鐵錳質(zhì)浸染，局部夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土透鏡體，可塑狀粉質(zhì)粘土，厚0.502.40米；硬可塑狀粉質(zhì)粘土厚0.504.10米。粉土：稍密，濕，具鐵錳質(zhì)浸染，局部夾細(xì)砂及粉質(zhì)粘土透鏡體，層厚0.302.60 米。砂土：松散，潮濕，以中細(xì)粒中粗粒為主，可分為細(xì)砂、中砂和礫砂，表層含約10%的粘土，向下逐漸減少，層厚0.303.20米。圓礫：松散稍密，潮濕飽和，礫卵石含量50%65%，充填物以中粗砂為主，表層含泥質(zhì)約5%，向下逐漸減少，層厚0.301.10米。卵石：稍密中密，潮濕飽和，卵石含量5060%，可分稍密與中密兩個(gè)亞層。該場(chǎng)地基坑開(kāi)挖

3、后，土層變化較大，進(jìn)行了施工勘察，提供了淤泥質(zhì)質(zhì)土的指標(biāo)(見(jiàn)下條)。地基土的物理力學(xué)指標(biāo)表1 土層物理力學(xué)指標(biāo)地 層重度(kN/m3)承載力特征值fak (kPa)壓縮模量Es (MPa)CFG樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik(kPa)CFG樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik(kPa)雜填土、素填土187020粉質(zhì)粘土119.5180575粉質(zhì)粘土219.0130445粉土19.0120430淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土18.080225細(xì)砂18.580525中 砂19.0100735礫砂19.514045圓 礫20.0200801250稍密卵石21.03201001500水文地質(zhì)條件該場(chǎng)地地下水為存于第四系上更新統(tǒng)

4、砂礫卵石層中的孔隙潛水，水位埋深為7.17.3m。對(duì)地基處理施工無(wú)影響。土層液化情況場(chǎng)地地下水位埋藏較深，并根據(jù)土層埋藏條件，按成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DB51026.2001，可不考慮其液化影響。因此，地基處理方案設(shè)計(jì)不考慮土層液化。3 地基處理方案 編制依據(jù)1)場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告。2)怡然居二期施工圖。3)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500072002)；4)建筑地基處理規(guī)范(JGJ792002)；5)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBGB500112001)；6)成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DB510262001。7)建筑地基基礎(chǔ)施工驗(yàn)收規(guī)范(GB502022002)8)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范

5、(JGJ552000)處理方法的選擇根據(jù)場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告、基坑開(kāi)挖后基底土質(zhì)情況、擬建物特征、環(huán)境條件、施工條件，本著“技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理”的原則綜合考慮：第一地段：場(chǎng)地?zé)o淤泥、無(wú)淤泥質(zhì)土分布的地段，采用CFG樁法加固地基。第二地段：1-c軸線至2-3軸線之間的地段、3-26軸線與3-46軸線和3-F軸線與3-A軸線圍成的地段，分布有淤泥、淤泥質(zhì)土，先再采用砂石樁加固地基，再選擇CFG樁加固地基，即采用砂石樁、CFG樁多樁復(fù)合地基；第一地段方案要點(diǎn)及計(jì)算1)方案要點(diǎn)a.平面處理范圍：基礎(chǔ)所在平面范圍。 b.樁徑d：350mm。c.樁長(zhǎng)：選擇稍密卵石為樁端持力層，樁長(zhǎng)大于3m可選擇圓礫為樁端

6、持力層，樁端進(jìn)入稍密卵石或圓礫約0.5m。施工時(shí)，參照?qǐng)龅乜辈靾?bào)告，并根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況確定樁長(zhǎng)。現(xiàn)根據(jù)場(chǎng)地勘察報(bào)告，初步確定樁長(zhǎng)約為2.04.0m。d.樁的平面布置及樁距：置換率m及樁距的確定詳見(jiàn)本節(jié)“2、置換率m的確定”。獨(dú)立基礎(chǔ)：按正方形布置，樁距s取1.1m；并根據(jù)4.2.4節(jié)的方法, 求出各組基礎(chǔ)范圍內(nèi)所需的樁數(shù)Np如表2，對(duì)樁數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算。(Np=mA/Ap其中m為置換率，A 為基礎(chǔ)底面積，Ap為一根樁的截面積)。表2 獨(dú)立基礎(chǔ)所需CFG樁樁數(shù)表基礎(chǔ)編號(hào)J.1J.2J.3J.4J.5J.6J.7J.8面積7.8412.0210.084.848.686.7610.816.25所需樁數(shù)6.

7、39.68.13.96.948.60基礎(chǔ)編號(hào)J.9J.10J.11J.12J.13J.14J.15J.16面積2928.096710.157.156.847.0050所需樁數(shù)4.222.54.58.17564.4說(shuō)明：各基礎(chǔ)實(shí)際所布CFG樁樁數(shù)上表提供的樁數(shù)。條形基礎(chǔ)：采用錯(cuò)位矩形布樁，寬度方向的樁排數(shù)k與長(zhǎng)度方向的間距l(xiāng)按4.2.4節(jié)的方法確定：； l=kAp/(mb)，其中b為條形基礎(chǔ)的寬度，A=Ap/m，m為樁的置換率，Ap為一根樁的截面積。計(jì)算出不同剖面號(hào)的條基寬度方向所需樁排數(shù)k、間距l(xiāng)見(jiàn)表3。樁的平面布置詳見(jiàn)A區(qū)、B區(qū)砂石樁、CFG樁平面布置圖、C區(qū)CFG樁平面布置圖。表3 條形基

8、礎(chǔ)所需CFG樁排數(shù)及間距條基剖面號(hào)1.12.23.34.456.67.78.8基礎(chǔ)寬度0.6m0.9m0.8m1.3m1.9m1.1m1.5m1.7m排數(shù)k11122222間距l(xiāng)(m)2.081.391.561.921.322.281.671.47說(shuō)明：條形基礎(chǔ)實(shí)際所布CFG樁的排數(shù)k表中所提供的值；實(shí)際間距表中所提供的值。e.樁體材料：砂石樁采用含泥量不大于5%的卵石，粒徑宜8cm。CFG樁樁體砼強(qiáng)度用C10(其驗(yàn)算如下)，其配合比通過(guò)試驗(yàn)確定，粉煤灰由細(xì)砂代替。 (2)f.褥墊層：采用厚度為200mm的砂石墊層。要求級(jí)配良好、含泥量5%，卵石最大粒徑不超過(guò)20mm，夯實(shí)后夯填度0.90。2

9、)置換率m的確定a.計(jì)算單樁承載力特征值在場(chǎng)地上選取樁長(zhǎng)較短、土層力學(xué)性質(zhì)最差地段的三根樁進(jìn)行計(jì)算：表4 單樁承載力特征值計(jì)算表選取樁所在軸線位置參考勘探點(diǎn)樁長(zhǎng)樁周土層樁端土層Ra軸線2.A與軸線2.9交匯處Zk74.0m0.4m硬可塑粉質(zhì)粘土，1.2m可塑粉質(zhì)粘土，1.9m細(xì)砂0.5m礫砂圓礫206.1KN軸線3.k與軸線3.24交匯處Zk233.1m0.5m硬可塑粉質(zhì)粘土，1.2m可塑粉質(zhì)粘土，0.5m細(xì)砂，0.9m中砂圓礫191.9KN軸線1.L與軸線1.7交匯處Zk153.6m2.2m可塑粉質(zhì)粘土，1.0m粉土, 0.4m中砂稍密卵石282.1KN根據(jù)第5節(jié)，CFG樁單樁承載力公式為：

10、其中qsik、：人工挖孔樁極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；取值詳見(jiàn)表1qpk：人工挖孔樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；取值詳見(jiàn)表1 Ap:樁身截面積，=0785×0.35×0.35m2=0.1 m2。 樁身周長(zhǎng)，=3.14×0.35=1.1m。Zk7位置的CFG樁： (3)同理可得其余其余兩樁Ra分別為：191.9KN、282.1 KN，見(jiàn)表4。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，該場(chǎng)地CFG樁單樁承載力特征值Ra取190 KN。b.計(jì)算置換率m根據(jù)公式fspk=mRa/Ap+(1-m)fsk (4) 其中取0.9； fsk按2.3.2節(jié)及4.2.2節(jié)的內(nèi)容確定，參照Z(yǔ)K7地質(zhì)條件對(duì)細(xì)砂的承載力進(jìn)行深度修

11、正得：(其中深度修正系數(shù)取 1.0)。 (5)fsk=fa=1.2×99.8=120kPa。將以上各參數(shù)代入fspk公式得： (6)得m=0.08c.計(jì)算樁間距采用正方形布樁方式：根據(jù)公式m=(d/de)2=(d/1.13l)2得：0.08=(0.35/1.13l)2，計(jì)算樁間距l(xiāng)=1.1m。采用正三角形布樁方式。根據(jù)公式m=(d/de)2=(d/1.05l)2得：0.08=(0.35/1.05l)2，計(jì)算樁間距：l=1.18m。第二地段方案要點(diǎn)及計(jì)算1)輔樁砂石樁方案要點(diǎn)要求砂石樁對(duì)淤泥、淤泥質(zhì)土處理后地基土承載力特征值120kPa。a.處理范圍：基礎(chǔ)所在范圍及基礎(chǔ)外邊緣以外設(shè)置一

12、排保護(hù)樁。 b.樁徑d：500mm。c.樁長(zhǎng)：樁長(zhǎng)的確定以樁端穿過(guò)淤泥、淤泥質(zhì)土為原則。施工時(shí)，參照?qǐng)龅乜辈靾?bào)告，并根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況確定樁長(zhǎng)?，F(xiàn)根據(jù)場(chǎng)地勘察報(bào)告，確定樁長(zhǎng)約為2.03.5m。d.樁的平面布置及樁距：按正方形布置，樁距s取1.1m(其計(jì)算過(guò)程見(jiàn)本節(jié)“2)、砂石樁距的確定” )。e.樁體材料：采用含泥量不大于5%的卵石。f.褥墊層：待CFG樁施工完成后，一起鋪設(shè)。2)砂石樁樁距的確定根據(jù)公式fspk=mfpk+(1-m)fsk 其中fspk要求不小于120kPa, 樁體fpk根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)取300kPa；樁間土fsk取80kPa代入公式：120=m×350+(1-m)

13、15;80 得m=0.148 樁按正方形布置，一根樁分擔(dān)的處理面積等效圓直徑de=1.13s, 樁徑d=500mm代入m=d2/de2：0.148=0.5/(1.13s)2得：s=1.15m 取s=1.1m。3) CFG樁各參數(shù)的確定采用砂石樁處理后，地基土承載力特征值120kPa，達(dá)到了第一地段樁間土承載力特征值。因此，第二地段CFG樁各參數(shù)按照第一地段確定，CFG樁樁距取1.1m，按正方形與砂石樁相間布置。砂石樁、CFG樁多樁復(fù)合地基承載力特征值驗(yàn)算：參照補(bǔ)充勘察資料，選取最差的點(diǎn)，地質(zhì)條件為：樁周土，0.4m硬可塑粉質(zhì)粘土，2.5m淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，0.5m粉土，0.5m中砂；樁端土，圓礫

14、。CFG樁單樁承載力力特征值： (7)fspk=m1Ra1/Ap1+ m2Ra2/Ap2+(1-m1-m2) fsk =0.148×350+0.08×197.1/0.1+0.9(1-0.148-0.08)×120=292.9kpa250kPa。 (8)滿足設(shè)計(jì)對(duì)地基承載力要求。地基變形驗(yàn)算在A區(qū)取兩個(gè)相鄰獨(dú)立基礎(chǔ)、，B區(qū)條形基礎(chǔ)縱墻方向取間距為10m的兩個(gè)點(diǎn)、(該兩個(gè)相鄰獨(dú)立基礎(chǔ)及兩個(gè)點(diǎn)的位置詳見(jiàn)砂石樁、CFG樁平面布置圖)。各基礎(chǔ)參數(shù)為：表5 各基礎(chǔ)沉降計(jì)算參數(shù)表平面尺寸柱荷(線)載基底下土層獨(dú)立基礎(chǔ)2.5m×2.5m900KN0.4m硬可塑粉質(zhì)粘土，

15、2.5m淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，0.5m粉土，0.5m中砂，0.5m圓礫，2m稍密卵石獨(dú)立基礎(chǔ)2.6m×2.6m860KN續(xù)上表：條形基礎(chǔ)寬度0.9m112KN/m1.6m硬可塑粉質(zhì)粘土,2m粉土，2.6m中砂，1m稍密卵石條形基礎(chǔ)寬度0.9m112KN/m1.5m硬可塑粉質(zhì)粘土,0.8m可塑粉質(zhì)粘土,1.1m粉土，2.1m細(xì)砂，0.4m礫砂，1m稍密卵石說(shuō)明：基底下土層參照巖土工程勘察報(bào)告(詳細(xì)階段、施工階段)所得。獨(dú)立基礎(chǔ)：基底附加壓力為：(9)獨(dú)立基礎(chǔ)沉降計(jì)算列表如下：表6 獨(dú)立基礎(chǔ)沉降計(jì)算表Zi(m)0.5l/0.5bZi/0.5bZiZiEsiEspisi0.410.320.248

16、50.39760.39761016.33.552.92.320.16191.8781.480427.3229.433.42.720.14681.9960.1184.516.461.043.93.120.13452.09820.1022520.130.744.43.520.12302.16480.066614140.696.4120.09212.3580.193221.28說(shuō)明： Esi、Espi分別為天然地基土的壓縮模量、多樁復(fù)合地基壓縮模量。Espi=12Esi,樁間土按淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土計(jì)算：12=fspk/fak=292.9/80=3.66(式中fsp k=292.9kPa按本節(jié)式7取值)；

17、樁間土按硬可塑粉質(zhì)粘土計(jì)算：12=fspk/fak =292.9/180=1.63。(該12=1.63用于硬可塑粉質(zhì)粘土復(fù)合土層Esp的計(jì)算，其余土層用12=3.66計(jì)算其復(fù)合模量Esp)。 (10)查表得： (11)S= (12)同理，可算出獨(dú)立基礎(chǔ)的沉降量為19.64mm。條形基礎(chǔ)：該基礎(chǔ)下CFG樁單力樁承載力特征值： (13) (14) (14)采用4.3節(jié)的公式計(jì)算：樁土應(yīng)力比：n=fpk/(fsk) (15)fspk=1+m(n.1)fsk=1+0.1(17.7.1)×0.9180×1.05=454.2kPa估算與規(guī)范推薦的公式計(jì)算結(jié)果基本一致。條形基礎(chǔ)沉降計(jì)算見(jiàn)

18、表7。表7 條形基礎(chǔ)沉降計(jì)算表Zi(m)0.5l/0.5bZi/0.5b0.25Zi0.25ziEsiEspisi161036015950.25520.25521023082147013950.2930.03784.511.41.413782010040.37150.0785513.92.8547104009180.43150.0622221.37說(shuō)明： Esi、Espi分別為天然地基土的壓縮模量、多樁復(fù)合地基壓縮模量。Espi= Esi。 (16)查表得：=0.2則0.2(08+1.41+2.85+1.37)=2.14mm。 (17)同理，可算出條形基礎(chǔ)的沉降量為6.36mm。其成果列表如下

19、：表8 各基礎(chǔ)沉降計(jì)算成果表基 礎(chǔ)基底附加壓力p0(kPa)(mm)(Mpa)S(mm)獨(dú)立基礎(chǔ)14536.739.340.6122.4獨(dú)立基礎(chǔ)128.732.749.40.6019.64條形基礎(chǔ)12910.7119.80.22.14條形基礎(chǔ)12914.8014.20.436.36根據(jù)以上數(shù)據(jù)：獨(dú)立基礎(chǔ)與獨(dú)立基礎(chǔ)的沉降差為22.4.19.64=2.76mm6000×2/1000=12mm滿足變形變形特征要求。條形基礎(chǔ)與條形基礎(chǔ)的局部?jī)A斜為：(6.36.2.14)/10000=0.422/10002/1000, 滿足變形變形特征要求。4 施工組織設(shè)計(jì)施工工藝測(cè)放砂石樁樁位砂石樁施工測(cè)放CFG樁樁位取土成孔、鑒定土層、測(cè)孔深拋石夯擊孔底填樁料夯擊至樁頂、測(cè)量樁頂標(biāo)高、完成一根樁的制作完成整個(gè)場(chǎng)地樁的制作檢測(cè)鋪填褥墊層主要設(shè)備表9 擬投入主要施工機(jī)具設(shè)備設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格備注西南15型鉆機(jī)、沖孔機(jī)具8臺(tái)3KW400JDY350C攪拌機(jī)3臺(tái)電焊機(jī)1臺(tái)2KW手推車20個(gè)施工控制措施1)CFG樁