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岩土研究院

工程实例-旋喷桩加固砂土液化地基工程实例

308 2022-03-17 09:42:40

一、工程概况

日本静港县清水市位于东海岸边,该市一厂房建于1953年,25年后进行了抗震鉴定。该厂房为3~4层的钢筋混凝土结构,下部为独立的阶梯形基础和板式基础,基础下有直径20cm、长5.45m的松木桩。

结构物的荷载集中在中部,工厂内部生产设施和附属设施的荷载与初始的荷载分布已经有了很大的不同,在这种荷载增减影响下,下部粘土层出现不均匀的压密,于1969年出现明显的不均匀沉降,柱、梁开裂。后又经过9年,才对该厂房进行防震加固。

二、工程地质条件

该场地地基土的构成,从上至下大致为;砾混砂、粉土与细砂互层、砂及粉土。图 10.6.8 为具有代表性的土质柱状图。场地内粉土与细砂厚度均匀,细砂约15cm厚,与粉土交互为层。细砂平均粒径为ds=0.16mm,均匀系数为C=3~4,为颗粒整齐均一的细砂层,砂层可分为以中砂为主混入少量直径在10mm以下的小圆砾的砂层和以颗粒均匀的细粒砂为主的砂层两种。

有可能发生液化的地层中,具有代表性的为平均粒径 ds=0.075~0.2mm,均匀系数C<5的松散砂地基,因此场地内的砂层及粉土、细砂的交互层是有可能发生液化的地基,其深度位于-2.0~-6.0m。参考上述物理性质指标和土质柱状图,应用简易计算方法,假定地面加速度为2m/s2,计算结果如表10.6.7 所示。这两层都得出有液化可能性的结论。

三、设计计算

由地震而引起的砂土地基液化。与地基土的粒径、地下水有着重要关系,因此防治液化的措施,要从改变这些液化的因素入手。防液化措施有∶

1.用难以液化的土置换地基;

2.压实地基土以增加地基的密度;

3.降低地下水;

4. 由持力层直接支撑结构(以不液化土层作为持力层);

5.注人固化剂使地基固化。

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对既有建筑物要完全防治液化是困难的.但可以采用适当的措施,使液化对建筑物和生产设施的影响降低到最小限度。考虑到在厂房内施工,生产设备在运转中,操作空间狭小,要求选用小型机械。为此选用了旋喷法,以达到在地震时暂时支撑建筑物的目的。

加固中将固结体作为一种就地现浇桩处理。基本的想法是,让现浇桩承受短期荷载,设计按现浇桩的标准进行。桩埋入粘土层 2m 深,由此向上到基础底面(约6.5m)作为施工范围。旋喷桩的设计参数如表10.6.8所示。

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四、施工方法

施工顺序和标准工法的顺序大致相同.但是因为在狭小的空间里作业。故钻机兼作提升装置。施工参数如表10.6.9所示。

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5.水泥含量试验

所测定的水泥含量结果列于表 10.6.13中,由表可见,越到下部水泥含量越低,但就整体看,含量仍是均匀的。

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针对设计中所确定的桩径 2m和固结体强度值 1300kPa这两项指标,因离开桩径中心80cm.位置处进行的标准贯入试验 N 值都超过40,故可判断桩径确已达到2m。所有试件抗压强度都在 3700kPa 以上,故满足设计强度的要求。

对为防止桩顶收缩而做的第二次喷注,经取样观察,确认紧贴基础底板下是质地优良的固结体,从而认为确已达到设计目的。