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岩土研究院

​振冲碎石桩加固湿陷性黄土地基

367 2022-05-24 09:45:56

(一)工程地质概况

某五层的钢筋混凝土框架结构库房,位于西安市西郊,建筑面积为23.34m×91.78m,库房共三跨,中跨为8.10m,边跨各为6.50m。场地位于渭河I级阶地和皂河右河道区,地势平坦,场地自上而下土层分别为∶


(1)素填土。褐黄色,以粘性土为主,混有少量碎砖瓦块和土团块,具有湿陷性,湿陷系数θ。为0.016~0.027,土的均匀性差,压缩模量为4.2~20.4MPa之间,平均值为8.5MPa,地基承载力标准值按轻便触探试验结果定为110kPa。厚度为1.85~4.40m,层底标高为394.71~391.96m。


(2)湿陷性黄土。褐黄色,含钙质,偶见蜗牛壳,大孔发育,土质均匀,湿陷系数0。在0.015~0.024之间个别值可达0.068,按现行《湿陷性黄土地区建筑规范》评价,自重湿陷量为3.40~4.00cm,属I级非自重湿陷性黄土。平均压缩模量为8.2MPa,地基承载力标准值根据静力触探试验结果和“黄土规范”的规定,综合评定为130kPa,厚度为1.60 ~2.65m,层底标高为390.50~390.76m。


(3)饱和黄土。褐黄色,软塑~流塑状态,平均饱和度为93%,天然含水量为24%~35%,天然孔隙比为0.80~1.04,平均压缩模量为5.6MPa,地基承载力标准值按静力触探试验结果可评定为130kPa,厚度为6.00~9.55m,层底标高为384.59~382.41m。


(4)古土壤层。浅棕颜色,含钙质结核体,土质均匀,压缩模量为7.8MPa,地基承载力标准值为230kPa,厚度为2.50~2.75m,层底标高379.40~379.91m。


(5)粉质粘土。上部为绿灰色,下部为灰黄色,含大量氧化铁,土质均匀,层理构造明显,钙质结核体随深度的延深而增多,平均压缩模量为12.0MPa,地基承载力标准值根据静力触探和土的物理性质综合评定为 230kPa。土层厚度大于 14.00m(钻孔深度为30.00m 时未钻透),局部有细砂夹层,厚0.50~2.50m,呈透镜体状分布,地基承载力标准值为13~15MPa。

地下水位在地表下 7.66~8.03m,属潜水类型。


建筑物基础为筏式基础,厚 500mm,基础埋深为—2.80m,基底持力层为不均匀的素填土,其下又为湿陷性黄土和饱和黄土层,其承载力均不能满足 200kPa 的设计要求,因此必须进行地基加固处理。


(二)地基处理方案

根据对多种地基处理方案的分析比较,考虑到振冲碎石桩方案具有施工机具简单,施工周期短,费用低,且本工程地基土的不排水剪切强度 c,值均大于 20kPa,具备较好的成桩条件,最后决定采用振冲碎石桩方案加固地基。碎石桩采取满堂布桩方案,呈正方形布桩。 根据选用的振冲器的功能及被加固土层的条件,结合当地的施工经验,洗定桩径为0.90m。根据地基承载力的情况和承载力提高的要求,选用桩与土的应力比为 4.0,则根据


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碎石桩的加固范围主要根据地基应力的扩散角考虑,一般取碎石桩长度的1/3~1/2作为基础外缘的外扩距离。本工程采用1/3,桩长为12m,则基础外缘范围为 4m。


(三)施工控制指标

本工程采用间断填料法按排孔法顺序施工。施工要求桩顶中心与定位中心偏差不得大于18cm。根据当地的施工机械水平,先用ZCQ-30 型振冲器进行施工,制桩密实电流不小于55A,留振时间为30s。制桩时,每次填料量控制在 0.3m³左右、投料后下振冲器振密。振密后每次提升高度一般不大于 0.5m,当提升高度超过1.0m 时,则需继续补振1~2次。单桩的总填料量不低于7m³。


本工程实际完成碎石桩1426根,总长17112延米,总填料量11875.7m³。


(四)加固效果

振冲加固后,分别在库房的不同位置进行了三组桩和桩间于的静数荷试验。试验结果见表7-52。

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