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文章结合工程特点、现场的实际情况,并综合考虑工期和施工条件,技术能力等方面因素论述了工程的安全可靠,也为园林景观工程提供了经验。
关键词:护坡梁;边坡挡土墙;钻孔灌注桩;施工技术文章编号:1009-2374 #8197;(2010)25-0149-03
1工程概况
南宁市荔园滨水公园荔红亭廊是南宁荔园滨水公园一期工程中园林建筑,是该工程中最重要的园林景观部分,荔红亭廊建筑位于荔园山庄南面,滨江路沿邕江河岸处,场地地形为单向斜坡,地面起伏较大。荔红亭廊地面与主园路地面高差约10～15m;而主园路与邕江滩涂高差也有4～5m,从而形成两个阶梯的斜坡。
2场地工程地质条件及分析
据现场踏勘,场地内未发现大面积崩塌、滑坡等不良地质作用,仅在局部地段发现有因施工开挖引起的小面积坍塌,现状场地基本稳定;本场地无可液化土层;工程的安全等级为二级。场地的抗震设防烈度为6度,场地土类别为Ⅲ类。
2.1场地岩土层分析
场地地层由上至下划分为:素填土、第四系冲积相的粘性土、圆砾及第三系湖相沉积的泥岩系列。自上而下,各岩土层依次为:
2.1.1素填土(Qml)--①黄、灰黄、灰黑色,松散状态,未经分层碾压,回填年限3～5年。成分主要为粘性土,混少量砂、砾石,偶有碎砖。标准贯入试验实测锤击数平均值N=6.0击。该层除BK6号孔外,其他各孔均有分布。层厚1.1m(BK10号孔)～6.2m(BK1号孔)。
2.1.2粘土(Q4al)--②褐黄、棕黄色,硬塑状态为主,局部可塑,发育闭合状微风化裂隙,压缩系数平均值为0.23MPa-1,属中压缩性土,液性指数平均值为0.20。标准贯入试验实测锤击数平均值N=14.5击。该层分布于BK3～BK5、BK9～BK18号孔。层厚3.8m(BK9号孔)～8.7m(BK17号孔)。fco =237EKPa,Es =8.6MPa。
qir钻 =70kPa。
2.1.3粉质粘土(Q4al)--②2灰黄色,可塑状态。压缩系数平均值为0.33MPa-1,属中压缩性土,液性指数平均值为0.43。标准贯入试验实测锤击数平均值N=7.5击。局部发育闭合状微风化裂隙,该层分布于BK1～BK3、BK6～BK8号孔。层厚2.6m(BK3号孔)～10.1m(BK6号孔)。fco =170EkPa,Es =6.2MPa,qir钻=65kPa。
2.1.4粉质粘土(Q4al)--③灰黑色,软塑状态为主,局部可塑。属高压缩性土,液性指数平均值为0.76。标准贯入试验实测锤击数平均值N=4.7击。该层分布于整个场地,层厚0.5m(BK6号孔)～8.8m(BK14号孔)。fco =115EkPa,Es =4.0*MPa,qir钻=28kPa。
2.1.5圆砾(Q3al)--④黄色,中密状态为主,局部密实,含5%～10%的粘性土,15%～30%的粉砂,砾石最大粒径为30mm,一般2～20mm(占60%～70%)。分选性中等,磨圆度中等。砾石成份主要为石英岩、砂岩、硅质岩及灰岩碎块。重型动力触探试验修正后锤击数为11.3击,该层分布于整个场地,厚度0.5m(BK12)～7.3m(BK7)。fco =424EkPa,Es =23.9*MPa,qir钻=130kPa,qr钻=750kPa。
2.1.6强风化粉质泥岩(E)--⑤灰色,硬塑～坚硬状态。以粉质泥岩为主,夹泥岩、泥质粉砂岩,局部含少量钙质结核。小刀可切片,锤击声沉闷,冲击可钻进。标准贯入试验实测锤击数平均值N=45.3击。属极软岩。分布于整个场地,该层未揭穿,揭露厚度1.1 m(BK9号孔)～5.70 m(BK13孔)。fco =400EkPa,Es =18.0*MPa,qir钻=120kPa,qr 钻=1000kPa(注:有“*”者为经验值)。
2.2场地稳定性评价
素填土①为新近回填,未经分层碾压,据访在雨后及洪水退后有可能发生崩塌,故场地不稳定,需作支护处理。
2.3边坡稳定分析
由于雨水渗入,邕江水位随雨季到来的上升,土体上部荷重增大;孔隙水压力提高,有效应力降低,相应抗剪强度降低;土的抗滑力小于滑动力,最终引发边坡失去稳定并沿滑动面下滑。边坡变形破坏给工程建设带来的危害非常广泛,常造成生命财产的巨大损失,目前边坡灾害已成为仅次于地震的第二大地质灾害,因此边坡稳定是极其重要的。
2.4基础选型分析
根据该工程所在场地的地质条件及周边的环境情况,并综合考虑工期和技术可行性等因素,决定采用设置一、二级钢筋砼挡土墙;一是主园路至荔红亭设一级钢筋砼挡土墙,一级钢筋砼挡土墙基础为桩孔￠1200钻孔灌注桩,桩距5米;钢筋砼挡土墙上部至荔红亭考虑了采用网状护坡梁的形式,并在护坡梁间砌筑500厚的Mu30毛石M10水泥砂浆,以防止洪水上涨,把原护坡土带走,施工过程如遇膨胀土须设500mm的砂垫层,并按网状型式设置底梁、斜梁、顶梁,以保证斜坡的稳定,砂垫层必须是夯实后的厚度;二是主路外侧再设置一道二级钢筋砼挡土墙其基础为￠1000钻孔灌注桩,桩距5米。基础以圆砾④层作为桩端持力层。
3一级钢筋砼挡土墙设计
一级钢筋砼挡土墙设计条件:
www.tmgc8.com3.1土质参数
容重γ=18kN/mm2,主动土压力系数Kp=tg (45-20/2)=0.49内摩擦角￠=20,该填土为素填土和杂填土,粘聚力C=10。
3.2挡墙参数
挡墙计算跨度Lo=5000mm,墙顶宽0.5m,墙底宽1.2m,墙高3米,临土面保护层为50mm。
地面堆载q=30kN/mm2(考虑行车荷载),侧壁厚度d=1200mm。
截面有效高度ho=1150mm。
3.3材料参数
混凝土强度等级为C30,fc=14.3N/mm2,钢筋抗拉强度为fy=300N/mm2;
计算高度为3.000(m)库仑主动土压力
Z深处的土压力强度Paz=dEa/dz=Ka*R*Z
堆载折算为土压力:q1=Kp×q
地下土压力 q2=K×γ×Z
支座弯距计算,按挡墙底端固定顶端自由计算,查计算手册。
强度计算:土压力及水压力均按恒载考虑,《全国民用建筑工程设计技术措施》,按支座调幅计算。
3.4滑动稳定性验算
抗滑移安全系数Ks=F1/F2≥1.3
抗倾覆安全系数Kt≥1.6经过验算均满足要求。
(二级钢筋砼挡土墙设计方法同一级)
4机械钻孔灌注桩承载力设计
钻孔灌注桩基础桩端承载力特征值为Fak=750kPa。各土层桩周土极限摩阻力特征值按下列取值:
①素填土层,厚度0～6.2m;桩周土极限摩阻力特征值取qSIK =18kPa
②粘土层,厚度0～7.2m;桩周土极限摩阻力特征值取qSIK =70kPa
③粉质粘土层①,厚度2.6～10.1m;桩周土极限摩阻力特征值取qSIK =65kPa
④粉质粘土层②,厚度0.5～3.4m;桩周土极限摩阻力特征值取qSIK=28kPa
桩基全部采用C30混凝土,fc=14.3N/㎜,工作条件系数ψc=0.7,桩径(1000、1200)。
桩基受承受的力有:挡土墙自重,主动土压力和地面堆载产生的弯矩,桩自重,冠梁自重。
5桩配筋计算
弯矩M=188.9kN·m
计算截面有效高度:ho=h-as
计算相对界限受压区高度:ξb=β1/(1 fy/(Es*εcu))
确定计算系数:αs=γo*M/(α1*fc*b*ho*ho)
计算相对受压区高度:ξ=1-sqrt(1-2αs)
计算纵向受拉筋面积:As=α1*fc*b*ho*ξ/fy
验算最小配筋率:ρ=As/(b*h)
6桩身承载力计算:桩径(1200)
(1)桩身截面积A=3.14xd2/4
桩径1200:桩身承载力设计值Qp=AfcΨ
桩身承载力特征值Qa= Qp/1.35
(2)桩的容许承载力Pa的计算。
采用经验公式 Pa=(Ps Pt Py)/2
桩径d=1200mm
端阻力尺寸效应系数Ψp =(0.8/D)1/3=(0.8/1.2)1/3=0.84
桩端截面面积Ap=πD2/4=3.14X1.22/4
该工程边坡采用网状护坡梁并设置一、二级钢筋砼挡土墙及钻孔灌柱桩基础,满足了坡地岸边桩基础设计的要求:建筑场地内的边坡必须是完全稳定的边坡;桩身的纵向主筋应通长配置;当有水平荷载时,应验算坡地在最不利荷载组合下桩基的整体稳定和基桩的水平承载力;利用倾斜地层作桩端持力层时,应保证坡面的稳定性。
7措施
本工程共设计钻孔灌注桩63根,桩径有1000mm、1200mm;一级和二级挡土墙桩距为5m,桩端进入圆砾层不小于1000mm,桩长8～16m;28天期龄桩身水泥土,单轴抗压强度不小于5.0MPa,425#普通硅酸盐水泥。
8处理效果检测
8.1静载荷试验
静载荷试验由广西科城建设工程质量检测科技有限公司检测完成。该公司的试桩加载装置由自制的试桩架及配重组成,承台上的荷重分别大于3400kN;借助承重台上的荷重作反力,用YD-500型液压电动千斤顶(编号:704#)对试桩逐级加荷,利用千斤顶上的压力表(编号:1105#)控制各级荷重,每级加荷重分别为287kN,用两根槽钢作基准梁,用两只百分表(编号:0730359;070365;070365;070369)在基准梁上测读试桩的沉降值,每级荷载观测时间不少于2小时,沉降相对稳定标准为:每小时内小于等于0.1mm,沉降值达到相对稳定后,就可加下一级荷载。
根据基桩静载检测报告,随机抽验的三根桩(1#桩、14#桩、21#桩)的单桩承载力特征值分别为2866kN和2572kN,均大于设计要求1433kN、和1286kN;各桩点的最大沉降量分别为23.8mm、20.02mm、24.88mm;各试桩点的残余沉降量分别为11.09mm、8.66mm、12.97mm ;回弹值分别为12.71mm、11.36mm、11.91mm之间,变形较均匀,满足设计要求。
8.2测试结果
按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)的有关技术要求,3根基桩分别加载到2870kN时,均无异常现象,根据沉降量确定的极限承载力:取S=40mm,则3根基桩的承载力特征值分别取2870KN/2.0=1435kN,均满足设计要求。
经检测和评价,本工程钻孔灌注桩施工达到了设计要求,可以进入后续工序的施工。
9结语
根据场地条件及综述我区各河流阶地中地面下10～18m常有一层承载力较高的圆砾层,圆砾层很适合作为灌注桩的持力层,本工程采用钻孔灌注桩及钢筋砼挡墙,护坡梁等方法,可以取得安全可靠的效果;也为今后的园林景观工程提供参考的经验。www.tmgc8.com
参考文献
[1] 建筑桩基技术规范(JG94-94)[S].
[2] 桩基工程手册[S].中国建筑工业出版社.
[3] 建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003)[S].
[4] 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)[S].
[5] 建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)[S].
作者简介:邹桂兰(1961-),广西玉林人,广西南宁市园林规划设计院土建水电所所长,研究方向:工程设计。
