高压旋喷桩复合地基设计方案第二版

1、广元市利州区利元国有投资快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版中国建筑西南勘察设计研究院201 4年4月 1 5日快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版广元市利州区利元国有投资快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版工程编号：B13-0730总经理：赵翔总工程师：康景文审定：朱丹审核：晏宾设计：王新刘小俊国中国建筑西南助察设计研究院2014年4月15日快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版 TOC o 1-5 h z 1、工程概况-1 -2、场地条件-1 -场地位置、地形地貌 -1 -地层结构及分布 -2 -场地水文条件 -4 -3、高压旋喷桩复合地基设计 -5 -设计依

2、据-5 -地基加固技术要求-5 -旋喷桩加固设计计算 -5 -旋喷桩布置-10 -旋喷桩桩长-10 -褥垫层-10 -设计工程量-10 -旋喷桩施工工艺及施工方法 -11 -施工控制参数-12 -4、旋喷地基加固质量检测 -12 -附：高压旋喷桩桩位平面布置图（3张）快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版1、工程概况广元市利州区快乐人家项目由广元市利州区利元国有投资投资建设，由广元工程设计院进行建筑设计。该项目为高层商住楼小区，由 18层局部为商业裙房、28层等 八幢高层建筑物及一幢商业用房含社区用房组成。本工程需要进行地基处理的是其 中六幢，各主要拟建建筑物基本特征见表 1.1。编号层

3、数(层)建筑局 度小结构 旧地下室 层数土标局mi筏板基础基底标局m筏板基础厚度(m)2号楼18框男13号楼18框男1489.504号楼18框架15号楼18框架16号楼18框架17号楼18框架1本工程由广元工程设计院设计。基础埋深，要求复合地基承载力特征值：f spk510kPa。根据快乐人家岩土工程勘察报告和设计要求，该场地 2、3、4、5、6、7 主楼筏板基础范围内基底以下粉砂、砂夹卵石、稍密卵石及中密卵石等地层变形及承载 力不能满足设计要求，需对该范围地基进行加固处理。我公司受建设单位委托进行该工程地基加固处理设计。根据拟建物性质、场地工程地质及水文地质条件以及四川地区地基加固处理经验，

4、本着技术可靠、施工可行和经济合理的原则，经多方比较，我公司对该工程采用高压旋喷桩地基加固处理方案设计。2、场地条件场地位置、地形地貌拟建场地位于广元市利州区大石片区快乐村境内。广元市地处四川盆地北部边缘、 川陕甘三省结合部，位于成都、西安、重庆和兰州四大西部城市之间的腹心地带，是川 陕甘毗邻地区的交通枢纽和物资集散中心，集水、陆、空于一体。宝成铁路、广旺铁路 和108、212两条国道主干线在市区交汇，嘉陵江水运可直达重庆，广元机场已建成通 航，成绵广高速快捷方便。拟建场地位于嘉陵江一级支流南河I级阶地，场地大部分属居民种植用地及现状道路，地形起伏较小，勘察期间实测各勘探点孔口地面高程 484.

5、51488.57m,高差为 场区地貌总体属构造侵蚀中低山地貌；场地微地貌单元属嘉陵江水系之南河I级阶地， 地貌类型较单一。快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版根据快乐人家岩土工程勘察报告，勘探深度范围内地基土层依次为：第四系全新统人工填土层Qml杂填土、第四系全新统耕植层Qpd耕土、第四系全新统冲洪 积层（Q：l+pl成因的砂质粉土、粉砂、细砂和卵石、侏罗系中统沙溪庙组 J2S泥岩。 场内各岩土结构及特征从上到下为： 第四系全新统人工填土层Qml杂填土：杂色，稍湿，松散，主要由砌筑道路的砂卵石、混凝土块组成，含少量的粉土及生活垃圾等。主要分布于现状道路处，钻探揭露厚度0.303.20m

6、。第四系全新统耕植层Qpd耕土：场地均有分布。杂色，松散状，以粉土为主，土中含少量卵石、贝壳等杂物，土 质较均匀，主要分布于居民种植用地，钻探揭露厚度。第四系全新统冲洪积层（Q：l+pl砂质粉土：褐黄色，稍湿，稍密。以粉土为主，含约1520啾性土及少量粉砂，土 中含黑色碳质物及褐红色铁钻质氧化物斑点。土体干强度、韧性低，无光泽反应，轻度摇振反 应；场地内普遍分布，揭露厚度0.504.60s粉砂：褐灰褐黄色，稍湿湿，松散状。系石英、长石、云母细片、岩屑及暗色矿物 等颗粒组成，呈透镜体状分布于卵石层中。该层局部分布，揭露厚JW.501.50RI细砂：褐灰褐黄色，稍湿湿，松散状。系石英、长石、云母细

7、片、岩屑及暗色矿物等颗粒组成，呈透镜体状分布于卵石层中，该层局部分布，揭露厚JW.502.05ml卵石：褐色，局部为棕红色，稍密中密密实，稍湿饱和，卵石主要成分为石英砂岩、石英岩、灰岩，粒径一般 2-15cm,磨圆度较好，呈圆状、亚圆状，含漂石， 局部含少量粘土；充填物上部主要为粉土，下部以中细砂为主。根据超重型N120动力触探试验及钻探进入难易程度和取芯样充填程度，将其可分为砂夹卵石-1、稍密卵石-2、中密卵石-3等三个亚层：砂夹卵石-1 :呈层状、似层状和透镜体分布主要分布于卵石层中， 充填物以细砂 为主,卵石含量小于55%排列十分混乱，绝大多数不接触，N120锤击数13击/10cm。 揭

8、露厚度0.204.00m。稍密卵石-2:呈层状、似层状和透镜体分布于卵石层中，卵石含量约55-60%,粒径一般2-6cm。超重型N120动力触探试验击数3&N1206击。场地普遍分布。揭快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版露厚度0.404.20m。中密卵石-3:呈层状、似层状和透镜体分布于卵石层中，卵石含量约 65%粒径 一般310cm,含漂石，超重型N120动力触探试验击数6 N120510kPao复合地基计算公式根据场地地质条件及施工经验，高压旋喷桩成桩直径为500mm,以强风化泥岩作为桩端持力层。高压旋喷桩为有粘结强度增强复合地基。根据建筑地基处理技术标准JGJ79-2012第7

9、.4.3条，按以下式计算且结合地区经验确定。f spkmR / A)(1mff spkmR / A)(1mfsk3.3-1RaRafcuA-2nUp qJi 1pqpAp-3d2/d2e式中：fspk 复合地基承载力特征值，取 510kPa；m 面积置换率;快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版X-一单桩承载力发挥系数，取0.9;Ra 单桩竖向承载力特征值；Ap 桩的平均截面积，根据本工程土质情况，桩径取0.50m,平均截面积为p20.196m ;fsk 桩间天然地基土承载力特征值，根据地勘资料，综合取fsk =200kPa；桩间土承载力折减系数，根据经验取0.8。li 第i层土的厚度，

10、按照地勘资料取值本工程中按最短桩长进入强风化 泥岩层计算；印一一桩端端阻力发挥系数，有粘结强度增强复合体桩根据经验取。de 一一单桩分担的处理地基面积的等效圆直径；fcu与旋喷桩桩身水泥土配合比相同的室内加固土试块在标养条件下28d龄期的立方体抗压平均强度，取 7.5MPa；Up桩周长，取m；n一一桩长范围内划分的土层数；qsi 一一桩周第i层土的侧阻力特征值，；q p 一一桩端地基土未经修正的承载力特征值，根据地勘提供高压旋喷桩补充设 计参数，本工程桩端置于强风化泥岩上，勘察单位提供的补充资料取值 600kPa。2、3号楼复合地基计算.1高压旋喷桩间距计算及承载力复核计算按照最不利ZK15号

11、钻孔计算，桩长按进入强风化泥岩考虑。-名指标粉砂中密卵石稍密卵石强风化泥岩土层厚度(m)2.75桩的侧阻力特征值 qsi (kPa)136045桩端端阻力特征值qp(kPa)600快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版n根据公式 RaUp qsi l ipqpApi 1R=1.57X 13+ 2.75 X60+X45+ X 600X 96= kNf cuApRa4= 0.25 X7500X = kN综合以上两种计算，并结合地区类似桩长单桩承载力载荷试验经验，取单桩承载力特征值400.0kNo根据公式 fspkmR / Ap(1 mfsk, fspk取 510kPa,求得2、3号楼筏板基础

12、地基处理0.209。本工程高压旋喷桩按照等边三角形布置，根据 m=d/de2, de=1.05s,求得 s= 1.04m其中 d=0.50m。按照等边三角形布桩，最小桩距取 1.00m。则m=d/de2=0.227当桩按等边三角形布置时，de=1.05s ,通过公式：计算得f spk=kPa510kPa满足设计对复合地基承载力要求。.2复合土层压缩模量计算复合土层的压缩模量Espk等于桩间土各天然地基土层压缩模量Es的(倍，(=fspk / fskEspk= E Es(1)粉砂层 Es取 MPa , fspk取 510kPa, fsk取 90.0kPa,(=510/ 90= 5.67&k=(

13、E=5.67X0=MPa(2)中密卵石层 Es取 MPa , fspk取 510kPa, fsk取 420.0kPa,1=510/420=1.21&k=( E=1.21 X =45.4MPa(3)稍密卵石层 Es取 MPa , fspk取 510kPa, fsk取 280.0kPa,(=510/280=4&k=( Es=4X =45.4MPa4、5号楼复合地基计算高压旋喷桩间距计算及承载力复核计算按照最不利ZK94号钻孔计算，桩长按进入强风化泥岩考虑。-7 -快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版土名指标稍密卵石砂夹卵石稍密卵石中密卵石强风化泥 岩土层厚度(m)2.2000.80桩的侧阻

14、力特征值 qsi (kPa)45384560桩端端阻力特征值 qp(kPa)600n根据公式RaUp q/ipqpApi 1R=1.57 2.2 X45+ 1.5 X 38+0.8 X45+X 60+ X 600X96= kNRaRafcuA= 0.25 X7500X = kN综合以上两种计算，并结合地区类似桩长单桩承载力载荷试验经验，取单桩承载力特征值kN。根据公式 fspkmR / Ap(1m)fsk, fspk取 510kPa,求得4、5号楼筏板基础地基处理0.209。本工程高压旋喷桩按照等边三角形布置，根据 m=d/de； de=1.05s,求得 s= 1.04m其中 d=0.50m。

15、按照等边三角形布桩，最小桩距取1.00m。则m=d/de2=0.227当桩按等边三角形布置时，de=1.05s，通过公式3.3-1 :计算得f spk = 540.62kPa510kPa,满足设计对复合地基承载力要求。复合土层压缩模量计算复合土层的压缩模量Espk等于桩间土各天然地基土层压缩模量 Es的(倍，工fspk / fskEspk= E Es稍密卵石层 Es取 MPa , fspk取 510kPa, fsk取 280.0kPa, (=510/280=E = X =MPa(2)砂夹卵石 Es取 MPa , fspk取 510kPa, fsk取 160.0kPa,1=510/160=3.1

16、9Espk=t； E = 3.19 x=MPa快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版(3)中密卵石层 Es取 MPa , fspk取 510kPa, f sk取 420.0kPa , 1=510/420=1.21Espk=t E = 1.21 x=MPa6、7号楼复合地基计算.1高压旋喷桩间距计算及承载力复核计算按照最不利ZK120号钻孔计算，桩长按进入强风化泥岩考虑。土名指标粉砂砂夹卵石中密卵石稍密卵石中密卵石强风化泥岩土层厚度(m)00.70桩的侧阻力特征值qsi (kPa)1338604560桩端端阻力特征值 qp(kPa)600n根据公式 RaUp qsi l i pqpApi

17、1R=1.57 X 13+ X 38+XXX 60+ X 600X 96=kNRaRafcuA= 0.25 X7500X = kN综合以上两种计算，并结合地区类似桩长单桩承载力载荷试验经验，取单桩承载力特征值kN。根据公式 fspk mR / Ap(1 m)fsk, fspk取 510kPa,求得6、7号楼筏板基础地基处理0.209。本工程高压旋喷桩按照等边三角形布置，根据 m=d/de； de=1.05s,求得 s= 1.04m其中 d=0.50m。按照等边三角形布桩，最小桩距取1.00m。则m=d/de2=0.227当桩按等边三角形布置时，de=1.05s，通过公式3.3-1 :计算得f

18、spk = 540.62kPa510kPa,满足设计对复合地基承载力要求。3.3.4.2复合土层压缩模量计算复合土层的压缩模量Espk等于桩间土各天然地基土层压缩模量 Es的工倍,快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版(=fspk / fskEspk= E Es(1)粉砂层 Es取 MPa , fspk取 510kPa, fsk取 90.0kPa, (=510/ 90=&k=( E=x =MPa(2)砂夹卵石 Es取 MPa , fspk取 510kPa, fsk取 160.0kPa,(=510/160=3.19E = 3.19 XMPa(3)中密卵石层 Es取 MPa , fspk取

19、510kPa, f sk取 420.0kPa , 1=510/420=1.21E = 1.21 x=45.4MPa(4)稍密卵石层 Es取 MPa , fspk取 510kPa, f sk取 280.0kPa , (=510/280=E=x=MPa根据设计计算得出的置换率及桩间距，结合各栋建筑基础形式，在筏板基础范围内均匀布桩，布桩形式采用等边三角形布置，桩问问距为1.00m,局部位置布桩根据现场基础形式有所调整。详见高压旋喷桩桩位平面布置图。高压旋喷桩以强风化泥岩为桩端持力层，桩长根据地质情况确定。根据地勘资料 揭露地层情况：旋喷桩处理深度 08.80m, 2、3号楼平均桩长约m 4、5号楼

20、平均桩 长约0m 6、7号楼平均桩长约 m竖向承载旋喷桩复合地基宜在基底至桩顶之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm其材料用级配砂卵石，含泥量不大于 5%褥垫层的铺设宽度宜大于基础尺寸 200mm褥 垫层需经静力压实或动力压实法桩间土含水量较少时压实，其夯实后的厚度与虚铺 厚度之比不大于0.9。3.7设计工程量按照高压旋喷桩桩位平面布置图和地勘资料揭露地层情况，设计工程量详见下表：-10 -快乐人家项目高压旋喷桩地基加固处理方案第二版、工程量名称 地基处理 范围m褥垫层 面积m2旋喷桩数 根预计平均 处理深度 ni预计总进 尺深度 mi总桩 数 根总米数mi2、3号楼1722155134、5楼

21、18866、7号楼1905旋喷桩施工工艺及施工方法施工工艺测量放孔一采用SH-30型钻机引孔（或采用YXZ70钻机冲击引孔）一置入旋喷管一 自孔底至基底高压旋喷一孔口补浆一浆体养护一加固效果检测一褥垫层施工。施工方法1测放桩位：根据本技术方案灌浆点平面布置图，施放各旋喷桩位置。在施工 过程中，随时复核桩位，以保证桩位准确。2成孔先根据现场实际地层情况，用 SH-30型钻机引孔至设计深度。场地假设遇有漂石，如果 SH30型钻机无法引孔至设计深度，应采用 YXZ70钻机 引孔至设计深度。3下旋喷管：将旋喷管放入成好的孔中，下旋喷管过程中须保证喷嘴不被堵塞 和钻杆接头处不松动。4旋喷作业：在旋喷管放入设计深度后，在旋喷过程中控制压力25MPa、转速1620转/分和提速1525cm/min，慢速提升旋喷管至桩顶。为确保复合地基 质量，在桩底和桩顶位置须复喷12次。旋喷作业完成后，须将不断冒出地面的浆液 回灌到桩孔内，直到桩孔内的浆液面不再下