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岩土研究院

灰土桩挤密法处理湿陷性黄土地基

340 2022-04-27 16:36:48

工程概况

陕西省农牧产品贸易中心大楼(现名金龙大酒店)是一幢创括客房、办公、商贸和服务的综合性建筑,主楼地面以上17层,局部19层,高59.7m;地下一层,平面尺寸32.45m ×22.9m。剪力墙结构。地下室顶板以上总重185MN,基底压力 303kPa。主楼三面有 2~3层的裙房,结构为大空间框架结构,柱距4.80m和 3.75m,主楼与裙房用沉降缝分开。主楼基础采用箱形基础,地基为 Ⅱ~Ⅱ级自重湿陷性黄土,设计采用灰土桩挤密法处理地基,经认真的设计与诫工。成功地解决了地基湿陷和承载力不足的问题。 建成后沉隆观察及使用情况表明,沉降景显著减小且基本均匀、至今使用已近十年,一切正常。农贸中心主楼结构平面及剖面如图 8-19和 8-20 所示。近年回访建设单位。认为该楼采用灰土桩济密法处理地基,技术经济效果都十分满意。

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设计计算

一、地基基础方案的确定

从工程地质条件分析,建筑场地具有较强的湿陷性和自重湿陷性,且在27m 以上地基土的承载力偏低。压缩性较高,不能满足建筑的要求。在考虑地基基础设计方案时。曾拟采用双层箱基加深基础,穿越湿陷性土层,同时扩大基底面积的方案。但这种方案使裙房与主楼接合部的沉降差异加大,并使基础高低的物接处理更加困难,且增加一层箱基在建筑功能上亦无此必要。另一种设想的方案是采用桩基础,由于没有较坚硬的桩端持力层。单桩承载力仅为 750~800kN。桩的承载效率低。费用较高。目上部土层为自重湿陷性黄土,负摩阻力的问题也相当棘手。

经反复研究比较后。设计采用一层箱基和灰土桩挤密法外理地基的方案。具体做法是;

1.将地下室层高从4.0m 增大为5. 4m,按箱基设计计算。

2.箱基下地基采用灰土桩挤密法处理,它既可消除地基的全部湿陷量,又可提高地基的承载力,处理深度可满足需要。

3.灰土桩顶面以上设1.1m 厚的3∶7灰土垫层。敦片的灰土垫层可使灰土桩地基的受力趋于均匀,也可使箱基底面积适当扩大。同时可使处理地基的深度加大。

4.对裙楼独立柱基也同样采用灰土桩挤密法处理,以减少其沉陷量;在施工顺序上采取先高层主楼后低层裙楼的作法,尽量降低高低层间的沉降差。

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施工方法

灰土桩施工前,先将基坑开挖到接近设计桩顶以上标高处。灰土桩施工采用沉管法成孔挤密,成孔机械为1.8t的柴油沉桩锤,由 W1001 履带起重机带动。桩孔夯填用2∶8灰土,人工控制填料,电动夯实机连续夯击。

施工及建设单位对成孔及夯填施工进行了严格的监督和检验,除对桩位、孔径、桩身垂直度和桩身灰土的压实系数等逐项检查外,还对每根桩孔的灰土回填量和夯机次数作了记录,对发现的问题及时研究处理,确保灰士桩施工的质置达到设计要求。

灰土桩施工结束后,挖去设计桩顶以上的预留土层,其上再分层碾压作3∶7灰土垫层。

质量检验

现场质量监督和检验,施工及建设单位均由专人负责, 日夜跟班抽检。成孔质量采用目测和尺量等方法及时检查。夯填质量采用深层环刀取样或开剖取样测试桩身灰土的干密度及其压实系数,检查结果均作好记录,出现的问题及时研究处理。

为了综合检验地基处理的效果,在建筑物上预理了17 个沉降观测点。分期进行沉降观测。到主体施工完成并砌完外围墙时,17个观测点测得的最大沉降量为 45mm,最小沉降量 20mm(图 8-19),实测值不包括四层以前未观测到的沉降。预计肆筑物主体完成时的最大沉降量为 64.5mm。估算地基中心的最终沉降量为248.4mm(规范法)和 269.6mm(地基固结沉降法),实测值与计算基本一致。

按最后一次的沉降观测结果计算。主楼基础的倾斜为南北方向 0.00031。东西方向几平无倾斜,西南角对东北角的倾斜最大,为 0.00063,均小于规范允许值 0.005。该建筑建成使用至今已近十年,结构完好,无裂缝破损现象。

技术经济效果

农贸中心建筑在 Ⅱ~Ⅱ级自重湿陷性黄土地上,采用灰土桩挤密法处理地基,既解决了湿陷问题,又提高了地基的承藏力,满足了高层建筑的需要,技术效果十分显著。同时还节约了近一半投资和水泥、钢筋等材料,加快了工程进度,具有明显的经济效益,深得建设等单位的好评。