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        木樁復(fù)合地基在軟土地基處理中的應(yīng)用

        2016-07-06 05:33:41尹毅穎呂連兵
        山西建筑 2016年14期
        關(guān)鍵詞:清水池褥墊木樁

        彭 輝 尹毅穎 呂連兵

        (泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司湖南設(shè)計(jì)分公司,湖南 長(zhǎng)沙 410018)

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        木樁復(fù)合地基在軟土地基處理中的應(yīng)用

        彭輝尹毅穎呂連兵

        (泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司湖南設(shè)計(jì)分公司,湖南 長(zhǎng)沙410018)

        摘要:介紹了木樁復(fù)合地基的工作機(jī)理,以木樁復(fù)合地基在某清水池中的應(yīng)用為例,就復(fù)合地基豎向承載力、沉降及有關(guān)質(zhì)量控制問(wèn)題進(jìn)行了分析,指出木樁復(fù)合地基能有效解決軟土地基承載力不夠、沉降量過(guò)大等問(wèn)題,應(yīng)用前景廣闊。

        關(guān)鍵詞:木樁,復(fù)合地基,地基處理,承載力,沉降

        0引言

        木樁是歷史最悠久的一種樁型,然而隨著各類新型軟土地基處理方法的涌現(xiàn),木樁似乎已經(jīng)過(guò)時(shí)。但事實(shí)并非如此,在某些特定的情況下,木樁仍具有優(yōu)越性。由于現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及各結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)中均未提及木樁的計(jì)算方法,本文就筆者在某清水池地基處理中采用木樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行闡述,以拋磚引玉。

        1工程概況

        1.1清水池概況

        該清水池為地上式鋼筋混凝土水池,中間設(shè)變形縫一道,池頂覆土厚度500 mm。清水池長(zhǎng)35.6 m,寬10.1 m,高4.5 m,地面標(biāo)高2.80 m(黃海高程),底板底標(biāo)高在地面以下0.8 m。

        1.2地質(zhì)條件

        擬建場(chǎng)地地處蘇北里下河平原。根據(jù)地勘報(bào)告的結(jié)果,各土層深度、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值及壓縮模量如下:①雜填土:層厚0.6 m;②粉質(zhì)粘土:層厚0.9 m,承載力85 kPa,壓縮模量4.2 MPa;③淤泥質(zhì)粘土:層厚12 m,承載力65 kPa,壓縮模量2.5 MPa;④粘質(zhì)粉土:層厚5.5 m,承載力115 kPa,壓縮模量6.0 MPa;⑤砂質(zhì)粉土:層厚6.2 m,承載力180 kPa,壓縮模量14.5 MPa;⑥砂質(zhì)粉土:層厚4.8 m,承載力145 kPa,壓縮模量9.5 MPa。

        1.3地基處理方案的選擇

        目前,軟土地基處理方法有多種,且在實(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。筆者對(duì)多種方案作了認(rèn)真比選,方案有:1)換填法;2)水泥土攪拌樁復(fù)合地基;3)預(yù)制樁基;4)灌注樁;5)木樁復(fù)合地基。最終擇優(yōu)選擇了方案5:木樁復(fù)合地基。實(shí)踐證明,木樁復(fù)合地基處理軟弱地基時(shí),有以下優(yōu)點(diǎn):1)安全可靠;2)對(duì)施工場(chǎng)地要求較低,施工方便;3)施工時(shí)振動(dòng)小、噪聲低、無(wú)塵土飛揚(yáng),對(duì)周圍建筑物的影響?。?)工期短;5)造價(jià)較低。

        2木樁復(fù)合地基計(jì)算分析

        本例中木樁采用松木樁,稍徑不小于120 mm。呈矩形布置,樁間距為500 mm×500 mm,處理范圍為37 m×11 m。木樁長(zhǎng)6 m,基底下淤泥質(zhì)粘土層厚度達(dá)12 m,樁端落在高壓縮土層上。為了進(jìn)一步保證木樁與土體的變形協(xié)調(diào),在樁頂和基礎(chǔ)間設(shè)置250 mm厚的碎石褥墊層,樁頂進(jìn)入褥墊層50 mm。

        2.1木樁復(fù)合地基承載力的確定

        由于目前木樁復(fù)合地基承載力計(jì)算尚無(wú)設(shè)計(jì)規(guī)范可循,故參照有粘結(jié)強(qiáng)度增強(qiáng)體復(fù)合地基的承載力計(jì)算公式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

        (1)

        其中,fspk為復(fù)合地基承載力特征值;λ為單樁承載力發(fā)揮系數(shù),取1.0;m為面積置換率;Ra為單樁豎向承載力特征值,kN;Ap為樁的截面面積,m2;β為樁間土承載力發(fā)揮系數(shù),可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值,本工程取0.9;fsk為處理后樁間土承載力特征值,kPa。

        本例中木樁未穿過(guò)軟弱土層,故木樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值不計(jì)樁端阻力,則有:

        (2)

        其中,up為樁的周長(zhǎng);qsi為樁周第i層土的側(cè)阻力特征值,kPa;lpi為樁長(zhǎng)范圍內(nèi)第i層土的厚度。

        計(jì)算樁徑為d=120 mm,qs1=30 kPa,lp1=0.4 m,qs2=9 kPa,lp2=5.6 m。則按式(2)得Ra=23.5 kN。

        面積置換率m=0.045,fsk=65 kPa,則復(fù)合地基承載力特征值為fspk=149.4 kPa。

        基底平均壓力值為62.8 kPa,地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

        2.2木樁復(fù)合地基沉降計(jì)算

        1)未采取木樁處理時(shí)的地基沉降,采用分層總和法計(jì)算。

        清水池底板尺寸為35.60 m×10.10 m,在荷載準(zhǔn)永久組合作用下,基底附加壓力為p0=48.40 kPa,底板中心處最終沉降量s′=∑Δsi′=186.66 mm。

        0.025×∑Δsi′=4.67mm>Δsn′=2.87 mm;取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Ψs=1.1,地基最終變形量為s=Ψss′=205 mm,不滿足規(guī)范要求,必須進(jìn)行地基處理。

        2)木樁復(fù)合地基的沉降計(jì)算。

        木樁復(fù)合地基的沉降量由褥墊層、復(fù)合土層和復(fù)合土層下臥層的變形量組成。其中,褥墊層壓縮量較小,且多發(fā)生在施工期,一般不予考慮。關(guān)于木樁復(fù)合地基的沉降計(jì)算,目前規(guī)范中尚無(wú)明確的計(jì)算公式。本文參照CFG樁復(fù)合地基,采用復(fù)合模量法結(jié)合分層總和法計(jì)算,木樁復(fù)合地基的最終沉降量由復(fù)合層的沉降變形s1和下臥層的沉降變形s2組成,沉降計(jì)算公式為:

        s=s1+s2

        (3)

        (4)

        (5)

        (6)

        文章編號(hào):1009-6825(2016)14-0054-02

        收稿日期:2016-03-09

        作者簡(jiǎn)介:彭輝(1988- ),男,碩士,工程師

        中圖分類號(hào):TU471.8

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

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