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岩土研究院

工程实例-CFG 桩用于低层建筑单独基础下的地基加固工程实例

328 2022-03-10 15:01:57

一、工程概况

山西太原冶金工业学校学生食堂,设计为2层,采用独立基础框架结构,附属建筑部分为砖混结构,条形基础,上部结构设计要求处理后地基承载力特征值达 150kPa 以上,并消除8 度地震时产生液化的可能性。1996年,原定地基处理为振挤碎石桩,经设计共需打桩1757根.桩长8m;之后,经研究提出改用CFG桩进行处理,经设计共需打桩334根,桩长 8m,桩位布置如图8.6.4。

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二、工程地质条件

该工程场地位于汾河西岸Ⅰ级阶地上,地基上主要为河床相和河漫滩场堆积物,系第四纪全新统冲击地层,岩土层主要由粉质粘土、粉土,粘土和中细砂层组成,地下水位埋深为 3.3~3.5m,地下水位变化幅度为 1m,地基土液化指数为11~15,属中等液化场地。液化主要发生在中细砂层中。

该场地地基土为中软场地土,建筑物地类别为Ⅲ类。根据该工程的钻探资料,该场地自上而下分为四层,分别为;

①杂填土。杂色,分布于地面下0.1~1m,厚度为1m,松散,主要为灰渣、砖块等系全新统新近堆积物(Qi),为欠固结,分布几乎遍及整个场地,堆积时间短,均为近 10~20年的堆积物,不宜作为天然地基使用。

②粉质粘土。普遍存在于地面下5.2~6m 之间,层厚4.2~5.4m,褐黄色,软~可塑,湿~饱和,含少量粉砂,沉积厚度稳定,但强度低。该层土地基承载力特征值可达10SkPa。

③中细砂。主要为粉砂,其中砂透镜体,松散稍密,层底厚度 12.3~15m,层厚7.0~7.2m,厚度稳定,产状水平。该层为液化层,地基承载力特征值可达 140kPa。

④)粉质粘土、粘土和粉土互层。地基承载力特征值 200kPa,青灰色,可塑~硬塑,孔深18m,,未见底。

各层土的物理力学性能指标如表8.6.2。

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三、设计与施工概况

该工程为独立基础,上部结构设计要求地基承载力特征值达140kPa 以上,但作为主要持力层的粉质粘土,由于沉积时间短,结构松散,地基承载力不能满足上部结构的要求,建设单位原定为用碎石桩进行地基处理,经设计,桩长 8m、桩距1.0m、桩径 φ400mm、总桩数1757 根、累计桩长延米数为14056m,这样,地基处理费用据当时的施工费用计算,共计21.79万元。之后,针对该工程的规模、用途、地质条件等综合考虑,建议采用 CFG桩进行处理,经建设单位审核认可后,决定改为用 CFG桩进行处理。CFG 设计桩长 8.0m,桩距1.0~1.6m,桩径中400mm(用φ377mm套管成孔),总桩数334根,累计桩长延米数为 2672m,桩身 28d抗压强度设计值为10MPa,单桩承载力特征值达 85kN,处理后复合地基承载力为140kPa 以上。

褥垫层的设置;桩顶标高以上设置30crm厚的级配砂石,最大粒径不大于 3cm,或用粗砂。褥垫层的平面处理范围,在基底的各方向向外延伸 30cm,虚填后压实至中密状态。施工采用 φ377mm 振动沉管机施工,桩机就位调整其垂直度不大于1%。

混合料(由水泥、粉煤灰、石屑和碎石组成)配合比按 10MPa进行,坍落度控制在 30~50mm,成桩后浮浆厚度不超过20cm,桩身不得有夹泥、离析等质量缺陷。

为防止成桩过程中出现挤土形成扁桩、断桩,对独立基础下的孔先打中间,再打两侧桩;条形基础桩要隔桩跳打,同时随时观测桩顶位移和隆起。

施工时,启动马达,留振S~10s,开始拔管,拔管速率为1、2~1.5m/min,拔管过程中不允许反插,保护桩长不得少于60cm。沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,用粒状材料或湿粘土封桩顶。施工结束 28d 后,做桩土及复合地基检测。

四、效果及评价

该工程竣工后,于1997年4月1日至 4 日对该工程的10根CFG桩进行了低应变动力检测,对7根 CFG 桩钻取桩身原芯测其抗压强度,对桩间土进行了标准贯人试验和取样进行室内土工试验分析。

桩身抗压强度如表8.6.3。

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