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关键词:软土 钢渣桩 地基处理 承载力 沉降
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1。图1 厂区平面图因为地基软弱,经计算得知地基承载力难以知足要求,因此必需对上述厂房地基进行加固处理,以知足厂房室内地基的使用要求。
3?2 工程地质前提
3?2?1 土层统计及地基土强度指标值各土层的厚度及埋深统计成果及地基土强度指标成果参见表1。土层统计及综合强度指标值表1土层编号土层名称厚度区间(m)均匀厚度(m)底面高程(m)均匀高程(m)土的物理力学性质指标压缩模量(MPa)压缩系数(MPa-1)湿重度(g/cm3)承载力尺度值(kPa)①1人工填土层0?50~0?80 0?68 1?46~1?73 1?67 4?59 0?43 1?98 80①2耕植土层0?40~0?70 0?52 1?03~1?32 1?14 3?96 0?52 1?92 75②褐黄色粘土层0?90~1?40 1?10 -0?08~0?17 0?07 5?42 0?42 1?94 110③灰色淤泥质粘土层最大钻厚2?30钻至-2?10 2?55 0?80 1?82 743?2?2 地下水埋####前提场地地下水水位较高,地下水类型以粘土中的上层滞水为主,地下水与地表水有显著的水力联系,勘察后测得场地地下水不乱水位情况见表2。地下水埋####情况表2埋深(m)高程(m)地下水不乱水位类型最大值最小值均匀值0?52 0?46 0?491?77 1?95 1?86潜水型(其水位随季节而变化)侵蚀性根据临近建筑经验,场地环境水对钢筋混凝土无侵蚀性。各土层的物理力学指标值表3土层厚度h(m)含水量(%)孔隙比e液限IL压缩模量Es(MPa)粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)地基承载力fk(kPa)①10?68 23?8 0?715 0?11 5?79 39?5 18?0 80①20?52 28?8 0?846 0?31 3?96 30?4 2?3 75②1?10 29?8 0?869 0?45 4?34 29?8 6?5 110③2?20 41?5 1?144 0?95 2?55 7?2 2?4 74④4?50 27?4 0?800 0?18 7?02 21?5 11?4 236?06⑤>9 30?1 0?848 0?14 5?00 26?0 13?0 225?963?3 自然地基土层的承载力以及变形计算厂区厂房东要用于堆放原材料和成品,为保证 地基承载力和变形要求,必需首先验算自然地基土层的承载力及变形。以3号厂房为例计算,见图2。图2 3号厂房平面图用角点法求中央点O点下的附加应力[7,8],过O点将原矩形面积分为4个相等矩形。m=lb=3015= 2,n=zb式中:l为矩形长度(m);b为矩形宽度(m);z为计算点离基础底面垂直距(m)。由m,n查表,得应力系数Ks;又σz0= (Ks1+Ks2+Ks3+Ks4)q,即σz0= 4Ks1q。按参考文献[9]中基础中点的地基变形计算深度zn=B(2?5-0?4lnB),式中B为基础宽度(即厂房宽度),计算得zn=34?19m,取35m。按分层总和法求O点的沉降量s=∑ni=1σziEsihi 从表4计算所得的沉降量知,自然地基承载力及变形均不能知足厂房的设计要求,故必需对厂房的地基进行加固处理。3号厂房中央O点地表沉降表4深度z(m)附加应力σz(kPa)厚度hi(m)附加应力均匀值σ′z(kPa)压缩模量Es(MPa)si=σ′z/Es×hi(mm)s=∑si(mm)0?00 90?000?68 89?90 0?68 89?95 5?79 10?56 10?561?20 89?86 0?52 89?88 3?96 11?80 22?362?30 89?75 1?10 89?81 4?34 22?76 45?124?50 88?74 2?20 89?25 2?55 77?00 122?129?00 83?84 4?50 86?29 7?02 55?31 177?4315?20 71?96 6?20 77?90 5?00 96?60 274?0322?0 56?27 6?80 ####?12 7?59 57?44 331?4728?5 45?65 6?50 50?96 7?59 43?#### 375?1130?10 43?27 1?60 44?46 4?96 14?34 389?4535?00 37?15 4?90 40?21 5?57 35?37 424?823?4 加固处理措施
3?4?1 钢渣桩间距的确定根据现有施工前提,此工程拟采用汽车式振动打桩机施工,沉管采用325的钢管。设计成桩后桩径为dw=60cm,桩间距按经验方法L= (2~4)dw,取L=3dw=180cm,按照正三角形布置,可计算出单桩的有效加固直径de=1?05L=1?05×180=189cm,桩的置换率m= (dw/de)2= (60/189)2=0?101,取整数m=10%。
3?4?2 确定桩长因钢渣桩的主要受力范围在桩顶6~10倍的成桩直径范围内,根据地基地质情况以及构造的设计要求,设计桩长时尽量知足桩尖处的附加应力不大于地基承载力尺度。此钢渣桩的成桩直径为60cm,取10倍时,桩长为6m,根据增加桩长有利于减少沉降的规律,同时考虑到施工机器设备情况,最后确定桩长为9m。
3?4?3 复合地基承载力的估算桩周土的极限侧摩阻力和极限桩端承载力取其最小值,即桩周土极限侧摩阻力fs=15kPa,桩端极限承载力fp=150kPa[10]。第④层土自然承载力为fk= 236?06kPa;第⑤层土自然承载力为fk=225?96kPa。(1)钢渣桩的极限承载力为R=up∑fsili+fpAp式中:R为单桩极限承载力值(kN);fsi为第i层土中桩周土极限摩阻力(kPa);li为第i层土中的桩长(m);up为桩身截面周长(m);Ap为桩端截面面积(m2);fp为桩端土的极限承载力(kPa)。经计算R=296?73KN。(2)复合地基的极限承载力值为qf=m[σp1]max+(1-m)σs[8]式中:qf为复合地基极限承载力(kPa); [σp1]max=Rπd2w/4,为单桩极限承载力(kPa),计算得[σp1]max=1050kPa;σs用自然地基快剪强度Su进行计算,σs= (2~3)Su,取σs=3Su,根据表3取Su=26?0kPa;m为面积置换率。计算得qf=175?2kPa。(3)复合地基的尺度承载力值为Ro=qfK式中:K为安全系数,取1?5~2,现取1?6。计算得Ro为109?5kPa,故承载力能知足要求。www.tmgc8.com
3?4?4 桩的布置桩按正三角形布置,桩距为1?8m,桩长为9m。总桩数按文献[9]中公式确定。据公式 np=mAAp48 工程勘察 Geotechnical Investigation &Surveying2007年第1期 式中:np为总的钢渣桩数;m为面积置换率;A为加固地区面积(m2);Ap为桩身截