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岩土研究院

CFG桩加固厂房软土地基

349 2022-05-31 10:17:48

(一)工程和地质概况

南京造纸厂轻涂胶印车间位于南京长江大桥西侧,长江北岸的漫滩地貌单元上,为二层(局部三~四层)的框架结构厂房,基础为条形基础,厂房长240m,宽 23.25m,总建筑面积11600m²。场地为第四纪全新世冲积层,场地范围内水塘、沼泽密布,地势低洼,高低不平。各土层自上而下分别为;


(1)杂填土层;主要由炉渣、碎砖石、生活垃圾和粘性土组成,结构松散,土质松软。

(2)淤泥质粉质粘土;呈褐灰~灰色,流塑状,中~高压缩性。

(3)淤泥质粉土; 呈灰色。流塑状,中~高压缩性,并夹有薄层粉质粘土和粉砂。

(4)淤泥质粉土;呈灰色,分布于整个场地,夹薄层粘性土和粉砂,呈流塑状。

(5)淤泥质粉土;呈灰色,分布于整个场区,含云母碎屑,夹薄层粉砂,呈软塑状。

(6)淤泥质粉质粘土;分布不均,呈灰色,流塑状,夹少量泥炭。

(7)粉土;分布于整个场地,呈灰色,软塑状,含云母碎屑,夹薄层粉砂。

(8)粉质粘土;分布于靠江边处,呈灰色,软塑状。

(9)粉砂;分布于整个场地,呈青灰色,含云母碎屑,混粘性土,稍湿。

(10)粉砂;分布于整个场地,呈青灰色,含云母碎屑,混粘性土。稍湿。

地下水位埋深约 lm 左右,中~高压缩性的淤泥质土和粉质粘土厚达15~25m。场地各土层的物理力学性质指标见表 8-45。

由地质勘探和土工试验报告可知。场地土为深厚的中高压缩性的饱和软土。基底下天然地基承载力仅 80kPa,无法满足设计要求的持力层承载力不低于160kPa 及沉降不超过80mm 的要求,因此必须进行加固处理。

(二)地基的处理

由于场地土中的粘土层透水性较好,有振动挤密效果,中~高压缩性的淤泥质土层灵敏度不大,因此适合采用振动沉管法进行地基处理。

1.现场试验

为了选择合理的加固方案,在靠近拟建场地边缘处开辟了试验区分别对碎石桩和 CFG 桩加固方案进行了可靠性论证。


碎石桩和 CFG 桩均采用频率为1500Hz 的振动沉管打桩机打设,钢桩管长12m,管径377mm,试桩桩径控制在 340~400mm 内,桩长 10m,按正方形布桩,碎石桩桩距为l100mm,CFG桩桩距为1200mm,其中 CFG 桩桩顶下6倍桩径的桩长范围内桩体强度等级设计为 C12,6倍桩径桩长以下,桩体强度等级为 C8。


为避免管外投料法拔管后桩孔发生严重的缩孔现象,施工采用了管内投料施工工艺,其中碎石桩的成桩工艺为∶将桩管沉到预定高程后,向管内投入碎石∶石屑∶粉煤灰配比为2;1∶1的拌合料,边填边拔管振动,并用带管靴的沉管加压,直至拔出桩管,填料时要求每米的充盈系数不低于1.2。CFG 桩的成桩工艺为;在桩管沉到预定高程后,向管内投入加水拌合均匀的碎石、粉煤灰、石屑和矿渣硅酸盐水泥混合料,边填边振直到填料与桩管顶口齐平,开始振动拔管,并分三次振动反插,直到拌合料顶面出浆为止。桩体自桩顶向下6倍桩径长度以下的桩身的填料的配比为每0.2m³碎石掺0.1m³的石屑、0.05m³的粉煤灰和 22.5kg 的 325 号矿渣硅酸盐水泥;桩顶向下6倍桩径长度范围内桩身填料的配比为0.2m³碎石掺0.lm³的石屑、0.05m²的粉煤灰和 33.0kg的水泥。


成桩 28天后分别对碎石桩复合地基和 CFG 桩复合地基进行了现场静截荷试验,图8-55为静载试验布置示意,试验 p-s 曲线见图8-56。


由 p-s曲线可见,p-s曲线光滑平缓,弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段不明显,符合一般复合地基的应力-应变规律,表明地基承载力主要由变形控制。因此,对碎石桩复合地取 0.015倍载荷板宽的沉降值所对应的荷载值为其承载力的基本值,对CFG 桩复合地基取0.010倍载荷板宽的沉降值所对应的荷载值为其承载力的基本值。由图 8-56可见,碎石桩复合地基承载力基本值为130kPa,达不到设计要求,而CFG桩复合地基承载力基本值达190kPa 以上,可满足设计要求,因此最终决定CFG桩为地基加固的方案。


2.场区内地基的加固

根据现场试桩的结果,厂区范围内 CFG 桩的加固方案为沿条形基础下双排布桩,桩径

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