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旋喷桩复合地基设计计算

345 2021-06-04 14:06:37

1)浆液材料配制与现场喷射试验

为确定喷射浆液的合理配方,必须取现场各层士样,在室内按不同的含水量和配合比进行试验,优选出最合理的浆液配方。对规模较大及性质较重要的工程,设计完成之后,要在现场进行试验,查明喷射固结体的直径和强度,验证设计的可靠性和安全度。

2)固结体尺寸确定

固结体尺寸主要取决于下列因素∶土的类别及其密实程度;高压喷射注浆方法(注浆管的类型);喷射技术参数,包括喷射压力与流量,喷嘴直径与个数,压缩空气的压力、流量与喷嘴间隙,注浆管的提升速度与旋转速度。

在无试验资料的情况下,对小型或不太重要的工程,固结体尺寸可根据表11.3 所列数值选用。对于大型或重要工程,应通过现场喷射试验后开挖或钻孔采样确定。高压喷射注浆法用于深基坑、地铁等工程形成连续体时,相邻桩搭接不宜小于 300 mm。

3)固结体强度确定

固结体强度主要取决于下列因素;土质;喷射材料及水灰比;注浆管的类型和提升速度;单位时间的注浆量。

按规定,取 28d固结体抗压强度为设计依据。试验表明,在黏土中,因水泥水化物与黏土矿物发生作用时间较长,28 d后的强度会继续增长,这种强度增长可作安全储备。

一般情况下,黏性土固结强度为 1.5~5 MPa,砂类土的固结强度为 10 MPa 左右(单管法为3~7 MPa,二重管法为 4~10 MPa,三重管法为5~15 MPa)。通过选用高标号的硅酸盐水泥和适当的外加剂,可以提高固结体的强度。

对于大型或重要工程,应通过现场喷射试验后采样来确定固结体的强度和抗渗透性能。 

4)复合地基承载力确定

旋喷桩复合地基承载力特征值和单桩竖向承载力特征值应通过现场静载荷试验确定。初步设计时,复合地基承载力特征值可按式(5.13)估算。单桩竖向承载力特征值可按式(5.14)估算,其桩身材料强度尚应满足式(5.15)和式(5.16)的要求。

5)软弱下卧层验算

当旋喷桩处理范围以下存在软弱下卧层时,尚须验算下卧层承载力,计算公式见式(5.17)。

6)地基变形计算

旋喷桩的沉降计算应为桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形值之和,计算时应按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)的有关规定进行计算。复合土层的压缩模量可按式(5.24)确定。

7)褥垫层设计

旋喷桩复合地基宜在基础和桩顶之间设置褥垫层。褥垫层厚度宜为 150~300 mm,褥垫层材料可选用中砂、粗砂和级配砂石等,褥垫层最大粒径不宜大于 20 mm,褥垫层的夯填度不应大于0.9。

8)平面布置

旋喷桩的平面布置可根据上部结构和基础特点确定,独立基础下的桩数不应少于 4 根。