德陽怡然居二期CFG樁復(fù)合地基施工方案及施工組織設(shè)計

1、德陽怡然居二期CFG樁復(fù)合地基施工方案及施工組織設(shè)計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)，采用獨立基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋深均約為1.5m。根據(jù)地勘報告，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 場地工程地質(zhì)條件土層分布情況根據(jù)德陽地質(zhì)工程勘察院提供的巖土工程勘察報告，該場地地貌為成都平原綿遠河流域左岸級階地，場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，以中細粒中粗粒為主，可分為細砂、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亞層。該場地基坑開挖

3、后，土層變化較大，進行了施工勘察，提供了淤泥質(zhì)質(zhì)土的指標(見下條)。地基土的物理力學(xué)指標表1 土層物理力學(xué)指標地 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)阻力標準值qsik(kPa)CFG樁的極限端阻力標準值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。對地基處理施工無影響。土層液化情況場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)計不考慮土層液化。3 地基處理方案 編制依據(jù)1)場地巖土工程勘察報告。2)怡然居二期施工圖。3)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB500072002)；4)建筑地基處理規(guī)范(JGJ792002)；5)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GBGB500112001)；6)成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范DB510262001。7)建筑地基基礎(chǔ)施工驗收規(guī)范(GB502022002)8)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范

5、(JGJ552000)處理方法的選擇根據(jù)場地巖土工程勘察報告、基坑開挖后基底土質(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)濟合理”的原則綜合考慮：第一地段：場地?zé)o淤泥、無淤泥質(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；第一地段方案要點及計算1)方案要點a.平面處理范圍：基礎(chǔ)所在平面范圍。 b.樁徑d：350mm。c.樁長：選擇稍密卵石為樁端持力層，樁長大于3m可選擇圓礫為樁端

6、持力層，樁端進入稍密卵石或圓礫約0.5m。施工時，參照場地勘察報告，并根據(jù)實際地質(zhì)情況確定樁長?，F(xiàn)根據(jù)場地勘察報告，初步確定樁長約為2.04.0m。d.樁的平面布置及樁距：置換率m及樁距的確定詳見本節(jié)“2、置換率m的確定”。獨立基礎(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，對樁數(shù)進行驗算。(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 獨立基礎(chǔ)所需CFG樁樁數(shù)表基礎(chǔ)編號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說明：各基礎(chǔ)實際所布CFG樁樁數(shù)上表提供的樁數(shù)。條形基礎(chǔ)：采用錯位矩形布樁，寬度方向的樁排數(shù)k與長度方向的間距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。計算出不同剖面號的條基寬度方向所需樁排數(shù)k、間距l(xiāng)見表3。樁的平面布置詳見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說明：條形基礎(chǔ)實際所布CFG樁的排數(shù)k表中所提供的值；實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樁樁體砼強度用C10(其驗算如下)，其配合比通過試驗確定，粉煤灰由細砂代替。 (2)f.褥墊層：采用厚度為200mm的砂石墊層。要求級配良好、含泥量5%，卵石最大粒徑不超過20mm，夯實后夯填度0.90。2

9、)置換率m的確定a.計算單樁承載力特征值在場地上選取樁長較短、土層力學(xué)性質(zhì)最差地段的三根樁進行計算：表4 單樁承載力特征值計算表選取樁所在軸線位置參考勘探點樁長樁周土層樁端土層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)摩阻力標準值；取值詳見表1qpk：人工挖孔樁極限端阻力標準值；取值詳見表1 Ap:樁身截面積，=0785×0.35×0.35m2=0.1 m2。 樁身周長，=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，見表4。根據(jù)以上計算結(jié)果，該場地CFG樁單樁承載力特征值Ra取190 KN。b.計算置換率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ZK7地質(zhì)條件對細砂的承載力進行深度修

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，計算樁間距：l=1.18m。第二地段方案要點及計算1)輔樁砂石樁方案要點要求砂石樁對淤泥、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、排保護樁。 b.樁徑d：500mm。c.樁長：樁長的確定以樁端穿過淤泥、淤泥質(zhì)土為原則。施工時，參照場地勘察報告，并根據(jù)實際地質(zhì)情況確定樁長。現(xiàn)根據(jù)場地勘察報告，確定樁長約為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(其計算過程見本節(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算：參照補充勘察資料，選取最差的點，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)計對地基承載力要求。地基變形驗算在A區(qū)取兩個相鄰獨立基礎(chǔ)、，B區(qū)條形基礎(chǔ)縱墻方向取間距為10m的兩個點、(該兩個相鄰獨立基礎(chǔ)及兩個點的位置詳見砂石樁、CFG樁平面布置圖)。各基礎(chǔ)參數(shù)為：表5 各基礎(chǔ)沉降計算參數(shù)表平面尺寸柱荷(線)載基底下土層獨立基礎(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細砂，0.4m礫砂，1m稍密卵石說明：基底下土層參照巖土工程勘察報告(詳細階段、施工階段)所得。獨立基礎(chǔ)：基底附加壓力為：(9)獨立基礎(chǔ)沉降計算列表如下：表6 獨立基礎(chǔ)沉降計算表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的計算，其余土層用12=3.66計算其復(fù)合模量Esp)。 (10)查表得： (11)S= (12)同理，可算出獨立基礎(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)范推薦的公式計算結(jié)果基本一致。條形基礎(chǔ)沉降計算見

18、表7。表7 條形基礎(chǔ)沉降計算表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)沉降計算成果表基 礎(chǔ)基底附加壓力p0(kPa)(mm)(Mpa)S(mm)獨立基礎(chǔ)14536.739.340.6122.4獨立基礎(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)：獨立基礎(chǔ)與獨立基礎(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)的局部傾斜為：(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)計施工工藝測放砂石樁樁位砂石樁施工測放CFG樁樁位取土成孔、鑒定土層、測孔深拋石夯擊孔底填樁料夯擊至樁頂、測量樁頂標高、完成一根樁的制作完成整個場地樁的制作檢測鋪填褥墊層主要設(shè)備表9 擬投入主要施工機具設(shè)備設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格備注西南15型鉆機、沖孔機具8臺3KW400JDY350C攪拌機3臺電焊機1臺2KW手推車20個施工控制措施1)CFG樁