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岩土研究院

CFG桩加固多层住宅软土地基

325 2022-05-31 10:43:08

(一)工程和地质概况


南京市浦镇车辆厂厂南生活区一区工程的十幢多层住宅楼位于长江冲积漫滩上,征用前为水稻田,地势低洼,地下水位较高,各土层含水量很高、孔隙比较大,具有较高的压缩性。场地土自上而下分别为∶


(1)新填土;呈黄褐色,可塑状,厚 0.7~1.2m。

(2)粉质粘土;呈软塑状,孔隙比为0.89,液性指数为0.86;地基承载力标准值为90kPa,厚约1.0m。

(3)淤泥质粉质粘土;呈流塑状,含水量为39%,重度为18.3kN/m²,孔隙比为1.04,塑性指数为13%,液性指数为1.48,压缩模量为 2.82MPa,地基承载力标准值为60kPag 其间发育有三层流塑状态的粉土透镜体,承载力在 100~135kPa 之间;该层厚13~18m。


住宅楼为框架结构,条形基础,设计要求承载力不低于160kPa,显然天然地基不能满足设计要求,必须进行加固处理。


(二)地基的处理

1.地基处理方案

鉴于一般情况下碎石桩复合地基承载力比天然地基承载力只能提高 2%~60%左右,在承载力仅 60kPa 的淤泥质土地基上采用碎石桩加固要获得160kPa 承载力是十分困难的,而且采用碎石桩加固后地基的沉降变形一般仍较大,因此决定采用桩体强度较大的CFG桩或素混凝土桩进行地基处理。


2.加固设计

为了比较 CFG 桩和素混凝土桩的加固效果、工程特性和节约造价的情况,对其中九幢住宅楼地基采用了 CFG 桩加固,另一幢楼采用了素混凝土桩加固。各楼的层数、布置、结构形式均一致,地基加固的布桩形式,桩数也一致,见图 8-58。根据条形基础的宽度,条基下双排布设的桩间距分别为沿条基纵轴线1.2m,垂直于纵轴线 1.7m;桩径为 40mm,置换率为10.47%。


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根据要求达到的复合地基承载力标准值,取桩间土发挥系数为0.80,桩间土强度提高系数为 1.0,可推算桩间土发挥度β时的桩土应力比


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实际工程取桩长为15.5m。

为了充分发挥桩间土的承载能力,减少桩体对基底的应力集中,保证桩土共同承担荷载,在桩顶和基底间铺设一层 20cm 厚的级配石屑。


3.地基加固效果

为了检验地基加固效果,评价和比较 CFG 桩和素混凝土桩的工程特性,在地基加固前和加固后 28天,分别进行了天然地基和复合地基静载荷试验。复合地基载荷试验布置见图 8-59,试验取 0.010倍的承压板宽度值所对应的荷载为承载力基本值,试验参数见表 8-47。


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由静载试验可知。经15.5m 长的CFG桩或素混凝十桩加固后。地基承载力基本值均在190kPa 或190kPa 以上,较天然地基提高了近 3倍,满足了设计加固要求,并且由图8-60 可见,由于对复合地基承载力基本值取值时地基的变形值较小,实际地基承载力的储备仍很大,在相当大的 p-s曲线范围内仍保持直线,无破坏迹象。由图 8-60 曲线3 和曲线 4可见。随着桩长的增长,桩的承载能力显著增加,复合地基的承载能力将明显提高。曲线5和曲线 6 则显出。桩体具有明显的端承效应。落在承载力较高的透徽体 上的桩体的复合地基

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较未落在透镜体上的桩体的复合地基具有更高的承载力。

CFG桩与素混凝土桩的单桩试验表明,在桩身材料破坏以前,CFG 桩与素混凝土桩的承戴性能是基本一致的。并未因素混凝土桩身强度提高而显著提高。因而实际工程中采用CFG桩复合地基更加经济。


4.沉降观测

对 CFG 桩和素混凝土桩复合地基上建筑物的连续沉降观测表明(见图 8-62),CFG桩复合地基与素混凝土桩复合地基在上部荷载作用下沉降基本相同,且沉降所需趋于稳定的时间较短,同时由于压缩模量的增大而使建筑物沉降显著减小。


5.经济分析比较

从已建的九懂建物的CEC桩复合地否与一懂建物的索混凝土柱复合地基的处理费用相比较。CFG桩复合地基单方造价为120元,素混凝桩复合地基华方造价为250元。造价比为112.08.九幢住宅楼较采用素混凝土桩进行地基加固共节约投资33.04万元。从单桩CC和单桩索混凝土桩试验霍,二者承教力苦本一致;从对二种柱型的复合地基在建造了相同结构形式和层数的建筑物后的沉隆观测看。二者的沉降并无明显的差异,说明两种方案的加固效果基本一致,但CFG桩更为经济,且利用了"三废",具有很好的社会效益。


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