复合地基施工质量控制及检测综述毕业设计

91-前言毕业设计是大学四年学习的最后一个阶段，本次设计的目的是详细了解与岩土工程相关的知识，学习深基坑工程及地基处理设计的全过程，对以前所学的（地基处理、土力学、基础工程、深基坑工程、工程地质等）知识的巩固，并且把我们以前学过的知识有机的结合起来，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，同时也培养了我们调查研究、查阅文献、收集资料和解决问题的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作打下坚实的基础，因此要达到以下要求：1.学会对资料的收集、整理、分析、评价等基本方法，学会阅读并编写勘查报告。2.通过基坑支护、地基处理的设计计算，施工图的绘制，对岩土工程专业有了更深刻的理解，初步具备了独立分析问题、解决问题的能力。3.通过本次设计，应在计算办公软件、程序编写、工程制图等方面有较大的提高。并初步学会科技论文的写作技巧。第1章综述报告复合地基施工质量控制及检测综述摘要：本文阐述了CFG桩复合地基，水泥粉喷桩复合地基，夯实水泥土桩复合地基的施工特点，分析了成桩质量的影响因素，提出了施工中应采取的具体防治措施及监测检验方法，对复合地基的施工质量控制具有指导意义。关键词：复合地基CFG桩水泥粉喷桩夯实水泥土桩质量控制监测检验随着地基处理技术及理论的发展，近些年来，其应用在我国得到广泛推广。复合地基（CompositeFoundation）是指天然地基再地基处理过程中部分土体得到加强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区有基体和增强体两部分组成的人工地基。类型主要有：散体材料桩复合地基柔性桩复合地基竖向增强体复合地基｛粘结材料桩复合地基｛刚性桩复合地基复合地基｛水平向增强体复合地基CFG桩复合地基实际上是在碎石桩复合地基的基础上发展起来的一种地基加固方法，较纯粹的碎石桩复合地基更具有桩基础特性的一种地基加固技术。粉体喷射搅拌法（DryJetMixingMethod）是由瑞典人于1967年提出的，并于1971年现场制成第一根粉喷桩，该法为软土地基加固技术开拓了一种新的方法。夯实水泥土桩复合地基处理是近几年发展起来的一种新型地基处理方法，水泥土桩具有一定的抗压强度，是介于柔性桩与刚性桩之间的半刚性桩，由夯实水泥土桩形成的复合地基均匀性好，地基强度，提高幅值较大。随着复合地基处理技术的不断应用，复合地基质量检测也得到很大发展，新方法新设备不断被应用于工程实际中。1.CFG桩复合地基施工质量控制及检测CFG桩复合地基的发展及加固机理在碎石桩桩体中掺加适量的石屑、粉煤灰和水泥加水拌和制成一种粘结度较高的桩体，便为CFG桩。该技术已在全国23个省，市的数千个工程中推广应用，其工程造价为桩基础的1/3－1/2，经济效益和社会效益非常显著。由于该技术在施工工艺上具有施工速度快，工期短，质量容易控制，工程造价低的特点，目前在许多地区普遍应用[1]。CFG桩由于其自身的特点及加固机理，主要应用于处理粘性土，粉土，砂土和自重固结素填土等地基。对散、松砂土体的加固机理为：①挤密效应，使土体结构稳定密实，土体干密度和摩擦角有所增大，土体物理力学性质得到改善，从而提高地基承载力。②排水效应；③预震效应。对粘结土的加固机理：①桩体的置换作用；②挤密作用：其成桩一般采用振动（冲击）沉管法施工，从而使桩间土得到一定程度的挤密。③时间效应。由于施工对桩间土的振动，对灵敏度高的土体，强度会有一定的丧失，但施工结束后，随恢复期增长，结构强度也会逐渐恢复[2]。CFG桩成桩工艺与土的性质具有密切的关系。利用振动沉管机施工，桩间土受到桩的约束，限制侧向变形，改善土的受力性状，施工将土的振动挤密，结构强度会随时间的增长而恢复。粉砂层缜密效果比较显著，即由松散状态变为中密并接近密实状态。塑性指数较大于淤泥质粘土的物理，力学指标也有所改善，但密实效果没有粉砂好。施工结束后，随着恢复期的增长，结构强度会恢复，桩间土的承载力将逐渐提高。但对于灵敏度较高的土和密度较高的土，振动会使土的结构强度破坏，密实度减小，承载力下降。此时应采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩，避免扰动桩间土，减少扰动土的强度降低[3、4]。CFG桩复合地基施工要点1.2.1成桩工艺选择1）桩锤夯实扩孔成桩：适用于由浅埋卵石层的地质条件，具有低噪音，无泥浆污染，不受地下水影响，桩体质量有保证等优点。2）振动沉管灌注法成桩：适用于无坚硬土层和密实砂层的地质条件，这一工艺成桩施工效率高，造价相对低的优点。但由于其成桩挤土层会造成一定程度的地面隆起而影响附近已成桩体的质量。3）泥浆护型钻孔灌注法成桩：适用于分布有砂层的地质条件，其钻孔速度较快，泥浆对场地污染严重，影响后续的施工，且往往孔底沉渣较大也会影响成桩质量。4）长螺旋钻孔灌注法成桩：适用于地下水埋藏较深的粘性土，成孔时不会发生坍孔现象。如果地基中部含有砂层，采用此法在成孔提钻后灌注时易造成坍孔，会影响成桩质量。因此在选择成桩方式时，根据工程地质和施工现场条件及设计要求，具体选用【5、6】。1.3控制成桩质量CFG桩质量问题主要有缩颈，断桩，桩体强度不均不足。1.3.1选择正确的打桩顺序在饱和软土中成桩，桩基的振动力较小，当采用连打作业时，新打桩将挤压，已打桩，使已打桩被挤扁成椭圆形成不规则形，严重的产生缩颈和断桩，因此宜采用隔桩跳打。在饱和松散粘土中不宜采用隔桩跳打方案。当满堂布桩时，宜从中心向外推施工，或从一边向另一边推进施工。1.3.2控制拔管速率拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩。拔管速率太慢会造成桩顶浮浆过多，桩身强度不均匀。正常的拔管速率应控制在1.2－1.5m/min。成桩过程中，中途启动后留振5－10s外，拔管过程中不再留振，避免混合料分崩离析，造成桩身强度不足，拔管过程中也不反插，因为采用反插难认保证桩管垂直度，也容易使土体与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。1.3.3正确的混凝土配合比配合比应符合《粉煤灰在混凝土及砂浆中应用技术规程》(JBJ28-86)中的规定。重点应控制坍落度，坍落度过大，桩顶浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度控制在3－5cm，和易性较好，成桩质量易控制。1.3.4设置保护桩长每根桩在加料时，要比设计桩长实际所需混凝土量多加0.5m桩长的混凝土。保证桩长除满足设计要求外，在桩顶多压0.5m桩长的混凝土。将沉管拔出后，用插入式振岛榉时，桩顶混凝土加振3－5秒钟，提高桩顶混凝土密实度。上部用土封顶，增大混凝土表面的高度即增加自重压力，可提高混凝土抵抗周围土挤压能力，避免新打桩导致已打桩受振动挤压，混凝土上涌使桩径缩小。在基础施工时，再将保护桩长剔掉，确保成桩与设计标高一致[3、7]。1.4CFG桩复合地基的检测与监测监测内容有：施工均地标高观测，已打桩桩顶标高的观测。对有怀疑桩的处理。检测的内容包括：桩长，桩径，间距，桩体完整性和桩体的物理力学性质以及复合地基承载能力。检测方法可采用低应变动力测试，抽心试验和试桩开控认以及静荷载试验等手段对桩身质量进行检测。可采用静力能探，轻型动力触探及静荷载试验等手段对桩间土加固效果进行比较。可采用单桩复合式或者桩复合的静荷载试验对效果进行检验。总之，单桩静荷载按《建筑地基基础设计规范》GB5007－2002附录执行，对试验按《建筑地基处理技术规范》JGJ79－2002“复合地基荷载试验要点”执行[10]。2.水泥粉喷桩复合地基施工质量控制及检测2.1粉喷桩复合地基的发展及加固机理粉体喷射搅拌法（DryJetMixingMethod）上世纪80年代初引入我国后得到飞速发展，为软土地基加固技术开拓了一种新的方法。可在铁路，公路，市政工程，港口码头，工业与民用建筑等方面广泛应用。该法用于处理泥炭土，有机质土，塑性指数IP大于25的粘土或地下水具有腐蚀性以及无工程经验的地区时，必须通过现场试验确定其适用性。粉喷桩对土体的加固机理总结起来包括以下几个方面：①水泥与水的水解水化学反应及其和水的化学作用，如离子交换，固粒化作用，凝硬作用和碳酸化作用等。②压缩空气对土的密实作用，施工中有压气体钻头处喷出，会在饱和土体中产生超空隙水压，而超孔压的消散必伴随着土的排水固结。③钻具对土的振动密实作用。④土中自由水被水泥吸收。⑤钻具切削后的压密作用[12、13、14]。2.2粉喷桩复合地基的施工要点2.1.1施工前的准备工作1）搞好场地三通一平，查清地下管线的位置及确定架空电线的位置，高度。2）放线，按照设计图纸放线，准确定出桩位。3）做好包括供水供电线路，机械设备施工线路，机械设备放置位置，材料堆放位置，道路通道等施工布置规划[10、11、12]。2.2.2施工工艺及参数按照施工规范要求，一般采用控制“控制水泥总量，反复少量多次喷浆”的施工工艺。其流程位：放线定桩位——钻机就位——钻孔至设计深度——边搅拌边喷粉边提升钻杆——至桩顶以上50cm停止搅拌，喷粉——提杆至地面——桩机移至下一桩位继续施工。确定的主要参数有：水泥掺入比：按设计要求，一般为7％－15％。水灰比：根据现场情况严格控制，一般为0.45－0.5。送浆（喷粉）压力：视场地地质情况分为三至四档进行调节。搅拌提升速度：<1.0m/min。搅拌次数：两次，局部桩段可三次。2.2.3质量保证体系1）制桩时，先用喷粉桩机在桩位钻孔，随钻随喷气，防止堵塞喷粉孔，至设计要求深度后，浆钻孔以0.8m/min速度边搅拌边提升，同时通过喷粉系统将水泥通过钻杆端喷嘴定时定量向搅动土体喷粉，使土体与水泥进行充分搅拌混合，形成水泥，水，土混合体。2）桩体喷粉要求一气呵成，不得中断，每根桩宜桩一次灰搅拌完一根桩：喷粉深度在桩杆上标线控制，喷粉压力控制在0.5－0.8N/mm2.单位桩长喷粉量足控制成桩质量的关键，喷粉量随土质质量，桩体强度要求而定，一般为45－70kg/m。桩体顶端一般常因喷粉量不足，搅拌不均等原因造成质量缺陷，因此粉体的喷射长度应比设计桩顶标高高出40－50cm，待桩体大道一定强度后，再将多余桩体截掉。截断时，应先用人工沿周边凿槽，再用铁锤轻轻击碎。当钻头提升至比设计桩顶面高约50cm时，应停止向桩孔内喷粉。遇有不正常情况时，为避免桩头部位因欺压骤减出现松散层。在每根桩上部1m内再钻进1m提杆复喷一次，桩体即告完成。喷粉桩应自然养护14d以上方可进行基坑升控，桩基上部50cm，应采用人工升控[15、16、17、18]。2.3质量检测按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－91）的规定，喷粉桩检测可采用下列方式：1）施工过程中应随时检查施工记录，并对每根中进行质量评定。2）搅拌桩应在停桩7d内用轻便触探器桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据触探击数用对比法判断桩身强度。检查桩的数量应不小于已完成桩数的2％。在下列情况下应当进行取样，掌握可在试验升控检验。1）经轻便触探对桩身强度有怀疑的桩应钻取桩身芯样，制成试块，并测定桩身强度。2）场地复杂或施工有问题的桩应进行单桩可在荷载试验，检验其承载力。3）对相邻桩搭接要求严格的工程，应在桩养护到一定龄期时选取数据进行升控，检查桩顶部分外观质量。基槽升控后，应检验桩位，桩数与桩顶质量，如不符合规定要求，应采取有效补救措施[13、21、22、23]。3.夯实水泥土桩复合地基质量控制及检测3.1夯实水泥土桩复合地基的发展现状夯实水泥土桩是介于柔性桩与刚性桩之间的半刚性桩，由夯实水泥土桩形成的复合地基均匀性好，地基强度，提高幅值较大。夯实水泥土桩复合地基可以满足多层及小高层的使用要求，同时具有施工速度快，无环境污染，造价低，质量易控制等特点。夯实水泥土桩复合地基工法在工程中使用以来，立即被广大设计人员，建设单位接受。据初步统计，仅在北京，河北等地的工程应用已达五百多万平方米，使用情况良好[27]。3.2夯实水泥土桩作用原理3.2.1宏观加固机理1）夯实水泥土桩体，使桩体自身具有较高的强度。2）侧向挤密桩用土，增大桩间土密度，从而提高强度，并由两者构成复合基，达到提高地基承载力的目的，对于湿陷性土，还能消除湿陷性[28]。3.2.2水泥土作用原理1）水泥颗粒表面的矿物与土中水分子发生水解和水化反应，含水量少，速度慢。因此水泥土早期强度较低。2）土颗粒周围充满了水泥胶体，随时间推移，形成蜂窝状构造。3）水泥与土产生离子交换等一系列物化反应，土中钾离子，钠离子与水泥水化物的钙离子进行交换，使土颗粒形成长团粒，形成紧密的团料结构。4）夯实作用使桩体密度提高，结构更紧密。因此，水泥土强度提高，并使其具有一定的水稳性[29、30]。3.3施工要点1）材料水泥宜采用325号或425号矿渣水泥或普通硅酸盐水泥，土料宜采用粘性土，粉土，渣土，其有机质含量不超过5％，不得含冻土或膨胀土，使用时应过20－25mm带。混合料含水量与最佳含水量允许偏差为2％。拌和均匀后应在两小时内用于成桩。2）成孔应优先采用机械成孔，在场地狭窄，成孔较浅，桩数较少时，采用人工修阳铲成孔。孔径偏差为-20mm；桩孔中心允许偏差100mm，对条形基础沿垂直轴线方向允许偏差为150mm,桩孔垂直允许偏差为1.5％；深度不小于设计深度。3）成桩桩体夯实宜采用机械夯实，填料密度应根据夯实设计确定，宜采用一击一填的连续成桩工艺，每击填料厚度约为50mm，桩体的压实系数不小于0.93。填料前孔底必须夯实。成桩步骤：夯实孔底——填料——夯实——填料——……封顶——夯实[27、28]。3.4质量量检测施工过过程中，对对夯实水泥泥土桩的成成桩质量应应及时进行行抽样检验验。对成桩桩质量的抽抽样数量不不应少于总总桩数的2％。对一一般工程，可可检验桩的的干密度和和施工记录录。目前干干密度的检检验方法可可在24h内采用取取土量测定定或采用轻轻型动力触触探击数N10与现场试试验确定的的干密度进进行对比，以以判断桩身身质量。夯实水水泥土桩地地基竣工验验收时，承承载力检验验宜采用单单桩复合地地基荷载试试验。对重重要或大型型工程，当当应进行分分桩复合地地基荷载试试验。夯实水水泥土桩地地基检验数数量应为总总桩数的0.5－1％，且每每个单桩工工程不应小小于3点[27、31]。4.复合地基基检测复合地基整体质质量检测，不不仅是桩体体质量检测测，还应包包括桩间土土的检测，以以及桩土复复合体的性性能检测。目目前的检测测方法主要要有：各类桩，墩以及及桩墙结构构完整性检检测，一般般采用低应应变或高应应变动力试试桩法检测测，大直径径桩宜采用用声波透射射法或抽芯芯法检测。1）由散体，材料料或低粘结结强度桩和和土组成的的复合地基基（碎石桩桩，石灰桩桩）采用静静载荷试验验也可采用用静力触探探分别对桩桩和土进行行检测，确确定复合地地基承载力力。2）由高粘结强度度，桩和土土组成的复复合地基（水水泥土桩，CFG桩，低标标号的混凝凝土桩等）采采用静载荷荷试验检测测竖向承载载力，单桩桩承载力的的检测同其其他刚性桩桩。3）复合地基中，桩桩，土荷载载分担比的的检测一般般采用钢弦弦或压力盒盒。通过静静荷载试验验进行测定定。也可以以采用特制制的应力传传感器测试试。4）施工中由于振振动，对环环境影响一一般采用质质点速度监监测系统或或加速度监监测系统进进行测试，也也可采用地地震仪进行行检测[116、20、23]。5.结语1）CCFG桩的桩长长可以从几几米到几十十米，并且且可全桩长长发挥桩的的侧摩阻力力，桩承担担的荷载占占总荷载的的百分比可可在40%--75%之间变化化，使得复复合地基承承载力大幅幅度提高并并具有很大大的可调性性。适用于于条形基础础，也可用用于筏板基基础和箱性性基础，适适用范围很很广。其摸摸量大可有有效控制建建筑物的沉沉降量。2）喷粉桩的应用用也有其局局限性，如如桩长有限限，国内目目前粉喷机机承认深度度最大为115m，再再如含水量量问题。试试验表现，当当天然的含含水量大于于70％时，粉粉喷桩成桩桩质量差，强强度提高较较慢，，对对土体稳定定作用，也也没有预期期的效果，但但粉喷桩因因其施工中中无噪声，无无污染，对对周围土体体无大的侧侧向抗压作作用，可适适用于多种种工程加固固，且所用用材料单一一，施工工工序简单，实实际速度快快，工期短短，工期量量及成桩质质量能够有有效控制。所所以在有特特点的水文文，地质条条件下，采采用粉喷桩桩处理软土土地基不失失为一种经经济，适用用，可靠，便便捷的处理理方法。3）夯实水泥土桩施施工简便，效效果明显，具具有较好的的开发前景景。水泥土土的强度与与水泥的掺掺入量成正正比，但从从工程意义义上说，水水泥的掺入入量宜控制制在10％－20％。夯实实水泥土桩桩的质量影影响因素主主要时含水水量，夯击击能和夯锤锤的几何形形状。[参考文献][1].唐建中某某住宅小区区高层建筑筑杂填土地地基处理实实例，建筑筑科学Vool.200.No..3.Juun20004[2].郭明田田，丁勇CCFG桩复合地地基及相邻邻建筑基底底支护桩的的试验研究究，全国岩岩土与工程程学术大会会论文集（下下册）[3].张运宁CCFG桩复合地地基在施工工的质量控控制。HYPERLINK""www..sc6001.coom"wwww.sc6601.ccom[4].郭明田，丁勇利用正交交试验分析析进行CFG桩复合地地基优化设设计，全国国岩土与工工程学术大大会论文集集（下册）[5].阎明礼，张乐刚刚CCFG桩复合地地基技术及及工程实践践工程技术20001[6].吴泽厚CCFG桩加固新新填土地基基的应用实实践HYPERLINK""wwww.sc6601.ccom"www..sc6001.coom[7].王文铎，张继红红，张涛谈CFG桩在施工工中应注意意的质量问问题。2004∕10∕11南方岩土土驿站[8].闫明礼，申计春春CCFG桩复合地地基承载力力及施工检检测。工程技术20004年第5期[9].胡幼常，舒鄂南南粉喷桩复复合地基有有限之分析析土工基础Vool.166.No..3.Seep.20002[10].师旭旭超，汪稳稳，王文科科水泥粉喷喷桩复合地地基优化设设计探讨土工基础Voll.16..No.44.Decc.20002[11].蔡江江东粉喷桩穿穿越硬土夹夹层的工艺艺分析及方方法研究建筑技术术开发VVol.].300.No..4.Appr.20003[12].方远远瑞喷粉桩施施工工艺及及应用建筑技术术开发Vol..30.NNo.2..Feb..20033[13].雷学学文，谭峰峰屹粉喷桩单单桩复合地地基承载及及变形特性性的数值分分析土工基础础Voll.17..No.44.Decc.20003[14].张继继文粉喷桩工工程性状试试验研究岩土力学2000.21（3）.250－256[15].张建建新，史三三元粉喷桩复复合地基应应力及荷载载传递分析析工业建筑筑19998.288（6）.38－40[16].钟小小米，周全全能，王祥祥粉喷短桩桩在某软巷巷处理中的的应用研究究土工基础Voll.16..No.33.Sepp.20003[17].师旭旭超，汪稳稳，王文科科水泥粉喷喷桩复合地地基的优化化设计探讨讨土工基础Voll.16..No.44.Decc.20002[18].蔡江江东，龚振振江粉喷桩施施工工艺的的灵活应用用探矿工程20000（6）[19].赵新新华，王洪洪彪声波透射射法的检测测桩基实例例土工基础Voll.17..No.33.Sepp.20003[20].欧阳阳小良，李李志明，胡胡纯清粉喷桩复复合地基承承载力测试试与探讨土工基础Voll.17..No.11.Marr.20003[21].温兴兴生桩基检测测探讨土工基础Voll.17..No.44.Decc.20003[22].杜海海金，张建建新，吴冬冬云，安新新正粉喷桩单单桩承载力力与龄期关关系研究岩土力学学Voll.23..No.11.Febb.20002[23].董守守权标准贯入入试验在粉粉喷搅拌桩桩复合地基基质量检测测中的应用用建筑技术术开发Voll.30..No.88.Augg.20003[24].韩拥拥军唐清高速速公路软土土地基的粉粉喷桩处治治土工基础Voll.17..No.22.Junne.20003[25].邢同同玲萧涌铁路路软巷加固固中粉喷桩桩长度的研研究土工基础础Voll.17..No.33.Sepp.20003[26].李永永安粉喷桩桩在深厚软软巷处理中中的试验研研究岩土工程程学报Voll.23..No.44.Jully.20001[27].刘丛丛亚夯实水泥泥土桩的质质量控制全国岩土土与工程学学术大会论论文集（上上）[28].刘丽丽芬，元红红英夯实水泥泥土桩复合合地基设计计与应用实实例建筑技术术开发Voll.30..No.33.Marr.20003[29].姜彬彬生，李宏宏义夯实水泥泥土桩的强强度盒变形形特性[30].刘稳稳军，杨为为民，朱国国军夯实水泥泥土桩桩体体强度特性性的探讨工程质量20005.1[31].腾延延京夯实水泥泥土桩复合合地基试验验研究中国建筑筑科学研究究院.地基研究究所[32].康景景文CCFG桩复合地地基的应用用及其发展展四川建筑第21卷1期[33].秦玉玉生，苑守守成，徐国国中CCFG桩的设计计与施工地质与勘勘探Voll.35..No.11.Junnary..19999北京富润家园55号楼基坑支支护设计2.0序论建筑物或或构筑物地地下部分施施工前，需需开挖基坑坑，为保证证基坑施工工、主体地地下结构的的安全和周周围环境不不受损害，要要进行支护护、降水和和开挖，并并进行相应应的勘察、设设计、施工工和监测等等工作，这这项综合性性的工程就就为基坑工工程。基坑工程具有以以下特点：：建筑趋向高层化化，基坑向向大深度方方向发展；；基坑开挖面积大大，长度和和宽度有的的达数百米米，给支护护系统带来来较大的困困难；再软弱土层中，基基坑开挖回回产生较大大的位移和和沉降，对对周围建筑筑物、市政政设施和底底下管线造造成影响；；深基坑施工工期期长、场地地狭窄，降降水、重物物堆放等对对基坑稳定定性不利；；在相邻场地的施施工中，打打桩、降水水、挖土及及基础浇注注混凝土等等工序会相相互制约与与影响，增增加协调工工作的难度度。基坑开挖的施工工工艺一般般有两种：：放坡开挖挖（无支护护开挖）和和有支护开开挖。前者者既简单有有经济，在在地质条件件和周围环环境允许时时能保证边边坡稳定的的条件下应应优先选用用。基坑工程设计的的原则为：：1）安全可靠：满满足支护结结构本身强强度、稳定定性以及变变形的要求求，确保周周围环境的的安全。2）经济合理性：：在支护结结构安全可可靠的前提提下，要从从工期、材材料、设备备、人工以以及环境保保护等方面面综合确定定具有明显显技术经济济效果的方方案。3）施工便利并保保证工期：：再安全可可靠经济合合理的原则则下，最大大限度地满满足方便施施工（如合合理的支撑撑布置，便便于开挖施施工），缩缩短工期。根据中华人民共共和国行业业标准《建建筑基坑支支护技术规规程》（JGJ120—99）的规定定，基坑支支护结构应应采用分项项系数表示示的极限状状态设计方方法进行设设计。2.1工程概概况北京富富润家园5号楼为塔式式住宅楼，地地上18层，地下下两层，建建筑高度449.500米。场地位位于北京市市海淀区学学院路14号，场地地地形平坦坦，地面高高程48.119-488.92米。场地地质条件场地地形平坦，表表层为填土土层，下为为一般第四四系冲洪积积层，由砂砂质粉土、粉粉质粘土、粉细细砂、粉质质粘土与粘质粉土互互层、粉质质粘土等土层层构成。2.2.1土土层分布①层填土：上部①①-1层杂填填土，杂色色，稍湿，松-中密，以建筑垃圾为住，层厚0.5-1.40m层底高程47.19-48.32m；下部①层素填土，灰黄色-黄色，稍湿-湿，可塑，以粘质粉土为住，含少量砖块、灰渣等，层厚0.6-1.70m，层底高程46.26-47.72m。②层砂质粉土：黄黄-灰色，可可塑-硬塑，湿-饱和，含含云母、氧氧化铁，层层厚3.800-5.775m，层层底高程41.663-433.62mm。③层粉质粘土：上上部灰-灰黑色，软软塑，饱和和，结构性性差。有臭臭味，含壳壳片，中高高压缩性，层层位不连续续，层厚0.600-1.000m，层层底高程40.999-411.87mm。④层粉质粘土：灰灰-灰白色，可可塑-硬塑，饱饱和，含姜姜石、沙砾砾、螺壳片片，中压缩缩性，层厚厚0.900-1.885m,层底高程39.443-400.38mm。⑤层粘质粉土、粉质粘粘土：灰黄-褐黄色，可可宿，饱和和，含姜石石、螺壳片片，有锈斑斑，中高压压缩性，层层厚2.000-3.330m，层层底高程36.559-377.62mm。⑥层粘质粉土：黄-褐褐黄色，可可塑，饱和和，含铁锰锰质结核、姜姜石等，中中压缩性，层层厚4.8-66.4m，层层底高程31.222-322.63mm。⑦层砂质粉土：褐褐黄，可塑塑-硬塑，饱饱和，含云云母、氧化化铁，中低低压缩性，层层厚0.6-22.40mm，层底高高程28.999-300.83mm。⑧层粉质粘土：褐褐黄，可塑塑-硬塑，饱饱和，含云云母、氧化化铁，夹有有砂质粉土土、重粉质质粘土、粘土层，中中低压缩性性，层厚2.900-5.550m，层层底高程25.333-266.09mm。⑨层砂质粉土：褐褐黄，可塑塑-硬塑，饱饱和，含云云母、氧化化铁，夹有有砂质粉土土层，中低低压缩性。⑩层粉质粘土：褐褐黄，可塑塑-硬塑，饱饱和，含云云母、氧化化铁，局部部加有砂质质粉土薄层层，中低压压缩性；2.2.2土土的性质指指标土的物物理性质指指标表2-1层序岩土名称厚度hi（m）重度γ（kN/m3）天然含水量ω（%）内摩擦角（。）凝聚力（kPaa）孔隙比（eo）承载力特征值fk（KPa）①填土1.918.020.001515②砂质粉土4.619.521.3030.521.80.68195③粉质粘土0.8519.224.7017.55220.76150④粉质粘土1.420.416.5014.4480.54180⑤粘质粉土3.819.422.9115.920.50.71170⑥粘质粉土2.6519.523.100.70220⑦砂质粉土5.619.424.780.742202.2.3地地下水场区内有两层地地下水，第第一层初见见水位埋深深2.300-6.000m，稳稳定水位埋埋深2.800-3.00m，第二二层初见水水位埋深12.110-133.60mm，稳定水水位未测到到。根据地地区经验，本本地区地下下水对钢筋筋混凝土无无侵蚀性。基基坑开挖前前要进行降降水。2.3场地类类别、地震震与地震效效应1）本地地区地震烈烈度为Ⅷ度。2）场地地土为中软软土，建筑筑场地类别别为Ⅲ类。3）遇ⅧⅧ度地震时时，补考虑虑地基土的的液化问题题。4）本场场区标准冻冻深为0..80m。2.4边坡稳稳定性验算算利用本人人用VisiiualBasiical语言编写写的基坑稳稳定性验算算程序，可可知无支护护系统的自自然边坡不不稳定，需需对基坑进进行支护才才能土方开开挖。2.5方案计算算因基坑坑开挖深度度为8m，经验验算自然放放坡不稳定定，需对基基坑壁进行行支护，以以下列出排排桩、单支支撑排桩，土土钉墙的计计算说明来来选择最优优方案。2.5.1用用Blum法计算排排桩悬臂式排桩围护护的计算方方法采用传传统的板桩桩计算方法法，悬臂板板桩在基坑坑底面以上上外侧主动动土压力作作用下,板桩将向向基坑内侧侧倾移,而下侧则则反方向变变位,即板桩将将绕基坑底底以下某点点旋转。而而旋转点的的位移不变变,故受到大大小相等,方向相反反的二力(静止土压压力)作用,其净压力力为零。旋旋转点以上上墙体向左左移动,其左侧作作用被动土土压力,右侧作用用主动土压压力;而旋转点点以下则相相反,其右侧作作用被动土土压力,左侧作用用主动土压压力。因此此,作用在墙墙体上各点点的净土压压力为各点点两侧的被被动土压力力和主动土土压力之差差,其沿墙身身分布情况况如图2-1所示。即即可根据静静力平衡条条件计算入入土深度和和内力。布布鲁姆（H.Bllum）又建议议原来桩角角的被动土土压力以一一个集中力力代替。1.土层情况况如表22-1所示，各参参数取沿厚厚度的加权权平均值。2.求桩的插插入深度图2-1布鲁姆计计算简图土的主动土压力系系数（2-1）（2-2）带入参数得：，考虑坑下摩擦力力作用，被被动土压力力强度按公公式（2-3）计算：则：：kN/m3如图2-1桩后土压压力强度：：kPammm（2-4）带入参参数得：kPaa，带入公式：（2-5）埋深,取tt=8.55m。按Bllum查曲线图图计算法：：（2-6）查曲线表：m取插入长度t==8.5mm，则桩的的总长8.5++8=166.5m。3.求最大弯矩矩并配筋1）.求最大弯矩（2-7）（2-8）带入参数数得：因桩间距为1..5m，2）.配筋计算初选桩径d=11000mmm,砼采用C25,,ft=1.227N/mmm2,fc=11..9N/mmm2,钢筋采用Ⅱ螺纹钢，fy=3000N/mmm2。初选钢筋面积AAs=177000mmm2,因（2-9）设查《基坑坑工程手册册》带入公式式：（2-10）带入参数数得：选用，As=1176400mm2.间距剪力为：所以，箍筋不用用计算，只只按构造配配筋即可,,选用的螺旋旋筋,的加强筋筋。2.5.2排排桩加锚杆杆计算由于基坑开挖比比较深，用用排桩围护结构因入入土深度过过深而不经经济，所以以采用加一一道锚杆来来减少入土土深度同时时减小弯矩矩，以达到到经济合理理。锚杆是一种新型型的受拉杆杆件，它的的一端与工工程结构物物或挡土墙墙连接，另另一端锚固固在地基的的土层或岩岩层中，以以承受结构构物的上托托力、拉拔拔力、倾侧侧力或挡土土墙的土压压力、水压压力，它利利用地层的的锚固力维维持结构物物的稳定。锚杆支护体系由挡土结构物与土层锚杆系统两部分组成，挡土结构物包括地下连续墙、灌注桩、挖孔桩及各种类型的板桩等。灌桩土层锚杆系统由锚杆（索）、自由段、锚固段及锚头、垫块等组成。当锚固段锚杆受受力时，首首先通过锚锚杆与周边边水泥砂浆浆握裹力传传到砂浆中中，然后通通过砂浆传到周围土体。随随着拉力的的增加，当当锚固段内内发挥最大大粘结力时时，就发生生与土体的的相对位移移，随即发发生与锚杆杆的摩阻力力，直到极极限摩阻力力。影响抗抗拔力的因因素有：（1）土层对对抗拔力的的影响；（2）灌浆对对抗拔力的的影响；（3）锚杆形形式对抗拔拔力的影响响。设锚杆杆距天然地地面为4mm。1.地质情况如表22-1所示示参数取值值。2.土压力强强度计算第一层土：第二层土：第三层土：第四层土：第五层土：3.求桩的入土土深度在图22-2中可以找找出的点是是距基坑底底=0.755m的点（弯弯矩为0）。设锚锚杆位置距距基坑底4m。（2-11）带入参参数得：图2-2单层支点点结构支点点力计算简简图设桩入土深度为为，（2-12）带入参数后得：：4.锚杆设计拟采用钢筋砼桩桩，间距11.1米，Ⅱ级螺纹钢钢（），c25混凝土，锚锚杆间距为为2.2米，锚固端端直径为级级螺纹钢，取取土的内摩摩擦角。1.）锚杆自由段长长度如图2--2所示：==3.211m图2-3锚杆长度度计算简图图自由变行长度应应取超过滑滑裂面0.5-11.0m，取Lf=4.2mm。2.）土锚锚固段长长度假定锚固段长度度为8m，o点为锚固固的中心。则：设土锚为非常高高压灌压浆浆，则土的的抗剪强度度为。根据据《土层锚锚杆设计与与施工规程程》（cecss22-990）取安全全系数为1.6则锚固段（2-13）原设计长度为88m，满足足要求，则则锚杆总长长m取13m。.锚杆钢筋截面计计算（2-14）采用4）.土锚深部破裂面面稳定性计计算如图假想支乘点点具基坑底底x=2m，采用用（E·Krranz）方法进进行。图2-4单层锚杆杆深层稳定定性计算简简图每根土锚作用范范围内土体体重力：作用用于支挡结结构上的主主动土压力力的反力：：作用用于假想墙墙上的主动动土压力为为：用用E·krranz公公式：（2-15）带入入参数得：：取==0，图2-5锚杆稳定定性验算简简图5.桩配筋计算算初选桩径d=6600mmm2,砼采用c25，ft=1.227N/mmm2,fc=11..9N/mmm2,钢筋采用Ⅱ螺纹钢，fy=3000N/mmm2。桩间距距为1m，初选钢筋面积设查《基坑工程手手册》带入参数得：选用，As=77363..5mm22，间距剪力为：所以，箍筋不用用计算，只只按构造配配筋即可。选选用的螺旋旋筋和的加强筋筋。2.5.3土土钉墙支护护土钉墙支护是在在基坑开挖挖过程中将将较密排列列的细长杆杆件土钉置置于原位土土体中，并并在坡面上上喷射钢筋筋网混凝土土面层。通通过土钉、土土体和喷射射混凝土面面层的共同同作用，形形成复合土土体。土钉钉墙支护充充分利用土土层介质的的自承力，形形成自稳结结构，承担担较小的变变形压力，土土钉承受主主要拉力，喷喷射混凝土土面层调节节表面应力力分布，体体现整体作作用。同时时由于土钉钉排列较密密，通过高高压注浆扩扩散后使土土体性能提提高。1.土层采用参参数①.杂填土，平均厚厚度1.99m，。②.砂质粉土，平均均厚度4..6m，。③.粉质粘土，平均均厚度0..85m，。④.粉质粘土，平均均厚度1..4m，。取，地面超载。2.土钉设计图2-6土钉抗拉拉承载力计计算简图1）.对第一层杂填土土，有。，=0.777：H==1.955m。2）.按土钉受土压力力公式（2-16）（2-17）值为粘结强度，参参照《土层层锚杆设计计与施工规规程》（CECSS22:990）取值如如下：填土土：440KPaa砂质质粉土:80KKPa粉质粘土::60KPPa3）.各土钉与水水平面之间间的夹角为为，土钉水水平间距①第一道土钉，TTi,Tui及K值，②.道土钉，Ti,,Tui及K值，③.道土钉，TTi,Tui及K值，④.道土钉，TTi,Tui及K值，3.土钉直径用公式，采用ⅡⅡ级螺纹钢钢，抗拉强强度设计值值300MMPa。选用钢钢筋，。4.抗滑安全验验算图2-7抗滑稳定定性验算简简图（2-18）取墙的宽度为44m，5.抗倾覆验算算((2-199)土的自重平衡弯弯矩土压力力弯矩6.整体稳定性性验算图2-8整体稳定定性验算简简图 (2-200)土条参数数列表表2-2土条编号①225.631.04814.418101.2②219.511.04814.420101.2③200.251.02217.528101.3④182.92551.021.830.535101.3⑤156.61.021.830.543101.4⑥124.42551.021.830.551102.0⑦60.0751.2151566124.2土钉参数数列表土钉编号+134.54661076234.54551065352.7254510554118.0644301040将表中参数带入入：2.5.4土土钉墙支护护（方案二二）1）、基坑四周地地面宽阔离离建筑物较较远，确定定基坑四面面坡的侧壁壁等级为二二级，开挖挖深度内土土层分布均均匀，土的的各种性质质指标较好好，地下水水埋置较浅浅，经过降降水可以达达到要求，可可以采用土土钉墙。2）、根据基坑开开挖深度、工工程地质条条件及安全全等级采用用直立开挖挖边坡，正方方形布置土土钉。上层层土钉注浆浆体及喷射射砼面层达到设计计强度的70%后方可开挖下下层土方及及下层土钉钉施工。3）、土钉采用钻钻孔注浆土土钉，先用用洛阳铲人人工成孔，置置入变形钢钢筋，然后后沿全长注注浆填孔。1.土层采用参参数①.杂填土，平均厚厚度1.99m，。②.砂质粉土，平均均厚度4..6m，。③.粉质粘土，平均均厚度0..85m，。④.粉质粘土，平均均厚度1..4m，。取，地面超超载。2.各土钉与水平面面之间的夹夹角为，土土钉水平间间距垂直间间。主动土压力系数数：坑底处的土压力力强度：荷载折减系数为为：(22-21))带入参数得：（2-22）带入参数得：假设用的Ⅱ级螺螺纹钢，其其抗拉力为为：图2-9土钉抗拉拉承载力计计算简图4.土钉内力第一道锚杆：应用正玄定理：：，。距坑底1m处的的土压力强强度：按《土层锚杆设设计与施工工规程》（CECSS22:990）,取砂质粘土的。第二道锚杆：应用正玄定理：：。距坑底2.5mm处的土压压力强度：：第三道锚杆：距坑底4m处的的土压力强强度：应用正玄定理：：第四道锚杆：距坑坑底5.55m处的土土压力强度度：无法进行土钉长长度设计，取取5m。第五道锚杆：距坑坑底7米处的土压压力强度：：无法进行土钉长长度设计，取取5m。5.土钉直径计计算用公式，采采用Ⅱ级螺纹钢钢，抗拉强强度设计值值300MMPa。选用钢筋，，满满足。图图2-100整体稳定定性验算简简图6.土钉内部稳稳定性分析析（如图2-10所示）土条参数数列表表2-3土条编号①225.631.04814.418101.1②219.511.04814.423101.1③200.251.02217.529101.3④182.92551.021.830.534101.3⑤156.61.021.830.544101.4⑥124.42551.021.830.552101.9⑦60.0751.2151568124.0土钉参数数列表土钉编号+1125.6361046232.97481058315.7581068将表中参数带入入公式：7.土钉外部稳稳定性分析析1）抗滑动稳定性性分析如图3-6所示：土作用于于强后的划划移合力为为土体主动动土压力。（2-23）带入参数得：作用在墙底断面面的抗滑力力。图2-111抗滑动稳稳定性验算算简图2）抗倾覆稳定性性分析抗倾覆力矩。倾覆力矩。（2-24）带入参数得：2.6方案选选择深基坑支护结构构设计方案案的优选很很重要，原原则是安全全可靠、经经济合理。对对各种不同同方案要进进行分析比比较，选最最合理最经经济的支护护方案，并并采取综合合性技术措措施，可以以得到最好好的效果。拟拟建建筑物物西、南、北北面场地开开阔,建筑安全全等级要求求不高,采用土钉钉墙支护方方案比较理理想。东面面有相临建建筑物，拟拟采用桩锚锚组合支护护方案。2.6.1土土钉支护施施工（施工图见见附录1）a)工艺流程程1）按按设计要求求开挖工作作面，修正正边坡。2）喷喷射第一层层混凝土。3）安桩土钉（包包括钻孔、插插筋、注浆浆垫板等）4）绑绑扎钢筋网网、留搭接接筋、喷射射第二层混混凝土。5）开开挖第二层层土方，按按次循环，直直到坑底标标高。并设设置坡顶及及坡底排水水桩置。c)土钉施工工1）锚锚钉施工机机具可采用用螺旋钻、冲冲击钻、地地质钻、洛洛阳铲等。2）按按设计图的的纵向、横横向尺寸及及与水平面面夹角进行行钻孔施工工。3）钢钢筋要平直直、除锈、除除油。4）注注浆材料用用水泥浆或或水泥砂浆浆，水泥砂砂浆配合比比为1:1--1:2（重量比比），水灰灰比宜为0.4--0.455。5）注注浆管插到到距孔底250-55020mmm，为保保证注浆饱饱满，在孔孔口设止浆浆塞。6）土土钉应设置置定位器，以以保证钢筋筋的保护层层厚度。b)喷射混混凝土施工工1）水水泥标号宜宜用425号，干净净碎石或卵卵石，粒径径不宜大于于15mmm，水泥与与砂石重量量比宜1：4-1：4.5，砂率45%--55%，水灰比0.4--0.455。2）作作业前要对对机械设备备，风、水水管路和电电线进行检检查及试运运转；喷射射时，喷头头与喷面垂垂直，宜保保持0.6-11.0m的的距离；喷喷射混凝土土终凝2h后，要洒洒水养护，根根据气温条条件，一般般养护3-7d；钢筋网网宜在喷射射第一层混混凝土后铺铺设，钢筋筋于坡面的的间隙宜大大于20mmm；钢筋筋网与下层层钢筋网要要搭接，搭搭接长度为为25倍钢筋直直径；2.6.2土土锚施工（施施工图见附附录2）a)施工工艺艺土层锚锚杆施工流流程是：施施工准备、移移机就位、校校正孔位调调整角度、钻钻孔、接螺螺旋钻杆，继继续钻孔到到预定深度度、退出钻钻杆、插放放钢筋、插插入注浆管管、灌水泥泥浆、养护护、上要梁梁及锚头、预预应力张拉拉、锁紧螺螺栓或锲片片、锚杆施施工完继续续挖土。b)施工要点点1）灌浆材料料用325号以上水水泥，水灰灰比0.4--0.455。如用砂砂浆，则配配合比1:1--1:2，砂粒不不大于2mmm，砂浆浆仅用于一一次注浆。锚锚固段灌浆浆应分两次次进行，第第一次灌注注水泥砂浆浆，第二次次应在第一一次注浆初初凝后进行行，压注纯纯水泥浆，注注浆压力不不大于上覆覆压力的2倍，也不不大于8.0MMPa。2）锚固体强强度达到75%时的水泥泥砂浆设计计强度时，可可以进行预预应力张拉拉。为避免免相邻锚杆杆张拉的应应力损失，可可采用跳张张法，正式式张拉宜分分级加载，每每级加载后后横载3min记录伸长长值，张拉拉到设计荷荷载，横载载10miin，再无变变化可以锁锁定。3）腰腰梁的加工工安桩要保证异异行支承板板承压面在在一条直线线上，才能能使梁受里里均匀。可可采取直接接安桩和先组桩成梁后整整体吊桩两种安桩方法。第3章邯郸滏康园小区区2#住宅地基处处理设计3.1工程概概况滏康园小区2##住宅地上上为六层，地地下一层，东东西长600.0米，南北宽宽14.0米，砖混结结构，条型型基础，基基础埋深11.8m，建建筑物安全全等级为二二级，岩土土工程勘察察等级为二二级。3.2场地地地质条件拟建场地位于河河东村振兴兴路与达康康路交叉口口西南角，部部位属于华华北平原西西部边缘，山山前冲洪积积扇的尾部部。原为耕耕地，地形形较为平坦坦。3.2.1土土层分布据钻探揭露，在在钻探深度度范围内地地基土层由由第四纪冲冲洪积作用用所形成，为为第四纪新新近沉积土土及一般粘粘性土，自自上而下可可分为八层层，分述如如下：第①层素填土：暗黄黄色-黄色，稍稍湿，湿-很湿，主主要由粉土土组成，含含少量有机机质、碎石石块、碎砖砖块、煤屑屑等。上部部有薄层杂杂填土。本本层厚度0.6-11.7m。第②层粉土:褐黄色色，稍密-中密，湿-很湿，属属中压缩性性，可见白白云母碎片片，局部夹夹粉质粘土土薄层，厚厚度1.8-44.0m，顶顶板埋深0.6-11.7m。第③层粉质粘土：黄黄褐色，可可塑-软塑，中中压缩性，局局部夹粉土土薄层。厚厚度0.8-22.5m，顶顶板埋深3.1-55.2m。第④层粉土：灰色，稍稍密-中密，湿-很湿，中中压缩性，含含少量有机机质、粉砂砂颗粒、白白云母碎屑屑，局部夹夹粉质粘土土薄层，厚厚度1.5-33.0m，顶顶板埋深5.0-66.0m。第⑤层粘土：灰色，可可塑-软塑，中中压缩性，含含少量有机机质及零星星钙质结核核，局部夹夹粉质粘土土及粉土薄薄层。厚度度1.6-22.8m，顶顶板埋深6.9-88.0m。第⑥层粘土：暗黄色色-灰色，硬硬塑-可塑，中中压缩性，局局部夹有粉粉质粘土及及粉土薄层层，厚度3.3-55.2m,,顶板埋深9.0-110.5mm。第⑦层粘土：黄褐色色，可塑-硬塑，中中压缩性，含含少量钙质质结核，局局部夹有粉粉质粘土及及粉土薄层层，厚度5.9-66.6m，顶顶板埋深13.55-14..3m。第⑧层粉质粘土：黄黄褐色，硬硬塑-可塑，中中压缩性，含含少量钙质质结核，局局部夹粉土土薄层。顶顶板埋深220.2mm，本层未未揭穿。本次勘察未发现现不良地质质现象，地地基持力层层及主要受受力层地层层分布及力力学性质基基本均匀，地地基的液化化等级为轻轻微。3.2.2土土的性质指指标土的物理性质指指标表3-1层序岩土名称厚度hi（m）重度γ（kN/M3）天然含水量ω（%）天然空隙比e液性指数Ip压缩模量Es11-2(MPa))承载力特征值fk（KPa）②粉土2.919.624.10.7480.987.295③粉质粘土1.5490.805.72105④粉土0.8300.9110.21110⑤粘土2.118.834.40.9460.545.85110⑥粘土3.819.628.10.7800.268.26130⑦粘土6.6920.278.722003.3地下水水钻探时拟建场地地稳定水位位埋深0.677-1.225m，属属上层滞水水，为大气气降水及农农田灌溉所所补给。根根据场地水水质分析资资料，地下下水对混凝凝土结构无无腐蚀性，对对混凝土结结构中的钢钢筋无腐蚀蚀性。3.4荷载分分布图3-1平面布置置图如图3-1所示，AA-D轴为承重重墙，1-9轴为非承承重墙。A轴线荷载4600kN/MM，B轴线荷载650kkN/M，C轴线荷载610kkN/M，D轴线荷载240kkN/M，1-9轴线荷载240kkN/M。3.5基础宽宽度的确定基础埋深d=11.8m，地地下水位00.9m，地地下室内地地平-0..9m，基基础落在第第②层粉土上上，粘粒含含量8.4%，取ηb=0.5，ηd=2.0，fak=955kPa,,对持力层承载力力进行宽深深度修正，b＜3m,取3m。（3-1）带入参参数得：基础宽度:,(3--2)基底反力： （3-3）取所有基础的基基底反力取取Pk=2600kPa，，符合地地基承载力力要求达到到则基础础宽度为：：A轴b取2m，B轴b取2.5mm，C轴b取2.5mm，D轴b取0.9mm，1-9轴b取00.8m。依据滏康园小区区勘察报告告及《建筑筑地基处理理技术规范范》（JGJ779-20002），《建建筑地基基基础设计规规范》（GB500007--20022）。拟采采用碎石桩桩、水泥土土搅拌桩、换换填法、CFG桩进行处处理。3.6.1碎碎石桩设计计碎石桩桩加固指利利用挤密或或震动使深深层土密实实，并再震震动或挤密密过程中，回回填碎石、砾砾石、砂等等，与桩间间土一体组组成复合地地基，从而而提高地基基承载力，减减少沉降量量，消除或或部分消除除土的湿陷陷性或液化化性。一般般适用于处处理杂填土土、松散砂砂土和人工工填土，对对软土地基基经实验证证明加固有有效时方可可使用。1）.确定复合地承载载力因存在粉土，防防止产生液液化，采用用震动沉管管成桩，初初选桩径d=5000mm，（400-7700mmm）假设桩横向纵向向间距均为为0.7mm，则m,桩土应力力比n取4（粘土），天天然地基承承载力=110kPaa。则：（3-4）带入参数得：kPPa＜260kkPa面积置换率m和和桩土应力力比n已经取到到最大值，所所以碎石桩桩处理不能能满足地基基承载力的的要求，须须改用其他他方案。3.6.2水水泥土搅拌拌桩设计水泥土土搅拌桩是是以水泥作作为固化剂剂的主剂，通通过搅拌机机械边钻进进边往软土土中喷射浆浆液或雾状状粉体，并并强制搅拌拌，使喷入入软土中的的固化剂与与软土充分分拌和产生生一系列物物理-化学作用用，形成抗抗压强度比比天然土强强度高的多多，并具有有整体性、水水稳定性的的水泥加固固土桩主体体，由若干干根这类加加固土桩主主体和桩间间土构成复复合地基，适适用于处理理正常固结结的淤泥、淤淤泥质土、粉粉土、素填填土、粘性性土以及无无流动地下下水的饱和和松散砂土土等地基。1）.单桩承载力的确确定欲将复合地基承承载力提高高30-550kPaa的副值，即即kPa。设水泥泥土桩的面面积置换率率为20%，采用干干法施工，初初选桩径d=5000mm。（3-5）取，则 （3-6）带入参数得：kkN单桩承载力应通通过实验确确定，也可可由下式估估算：（3-7） （3-8）取其中较较小值，根根据经验水水泥土搅拌拌桩的单桩桩承载力不不宜大于150kkN，所以不不能用水泥泥土搅拌桩桩进行处理理，须改用用其他方案案。3.6.3垫层处理理（换填法法）垫层处理就是将将基础下的的软弱土、湿湿陷性土、膨膨胀性土、冻冻胀土、素素填土、杂杂填土及暗暗沟、暗塘塘等的一部部分或全部部挖去，然然后换填密密度大、强强度高、水水稳定性好好的沙砾土土、碎石土土、灰土、素素土、矿渣渣及其他性性能稳定，无无侵蚀性材材料，并分分层夯（振振、压）实至至要求的密密实度，换换土垫层与与原土相比比，具有承承载力高、刚刚度大、变变形小的优优点。1）.确定垫层厚度垫层厚度的确定定应根据需需要置换软软弱土的深深度或下卧卧层的承载载力确定，并并符合下式式要求：（3-9）试算最大基础宽宽度b=2.55m，垫层层hs取（1.0--1.5）b，取3m，，采用碎碎石垫层。则则，（3-10）带入参参数得：kPakkPa下卧层顶顶面地基承承载力特征征值进行深深度修正：：kPa2）.确定垫层底面宽宽度垫层宽度一方面面满足应力力扩散的要要求，另一一方面满足足垫层恻面面容许承载载力的要求求。应力扩散角法（条条形基础）：：（3-11）带入参数得：m根据侧面土承载载力特征值值确定底面面宽度：（如3-2表所示）垫层底面面宽度确定定表3-2第②层土、④层土的的均小于120kkPa,则：（3-12）带入参参数得：=22.5+11.83==7.9mm取垫层层底面宽度度7.9mm。3）.确定垫层承载力力垫层承载力宜通通过现场试试验来确定定，如定载载荷试验、或或取土分析析、标贯试试验、动力力触探等。对对于一般工工程，沉降降要求不高高时，采用用碎石（卵卵石）材料料，碾压或或振密，压压实系数控控制在0.944-0.997之间时，承承载力可达达250--300kkPa。4）.沉降计算建筑物基础沉降降由垫层自自身变形量量和软弱下下卧层变形形量两部分分组成：（3-13）（3-14）（3-15）带入参数得：mmmmmm不能满足足变形要求求。5）.结论与建议碎石垫层能满足足建筑物地地基强度要要求，但不不能满足地地基变形要要求，厚度度3m，垫层层底宽7..9m，工工程量大，施施工太困难难，不符和和经济合理理的原则，须须改用其他他方案。3.6.4CFG桩设计及及施工CFG桩为用少少量的水泥泥加粉煤灰灰、石屑或或砂及碎石石，加水搅搅拌，用普普通振动式式沉管桩机机施工的具具有高粘结结强度的桩桩，CFGG桩与桩间间土和桩顶顶与基底间间的褥垫层层共同组成成复合地基基，属刚性性桩复合地地基，适用用于条形基基础、独立立基础，也也可适用于于筏基、箱箱性基础。就就土性而言言，适用于于处理粘性性土、粉土土、砂土、人人工地基和和淤泥质土土地基，CFG桩还具有有挤密作用用，置换作作用。a)CFG桩桩设计1）.确定地基承载力力选第⑤层土作为桩端持持力层，第第⑤层土可塑塑，中压缩缩性。桩入入第⑤层土0.44m，初定定桩长5..5m，因因第②层土和④层土是粉粉土，防产产生液化现现象，采用用震动沉管管成桩，选选桩径d=4000mm，褥褥垫层厚度度取2000mm，用用级配砂石石。单桩承载力的确确定：由于于单桩承载载力差异很很大，应尽尽量安排载载荷试验，若若无试验资资料时，可可按下式估估算，并取取其中较小小者。；kPaa((3-166)((3-177)带入参参数得：kkPa,欲将地基承载力力提高30kPPa，即kPaa如公式（3-55）所示：：当采用正方形布布桩时，桩桩间距m，取s=1.00m，m=122.56%%,kPa2）.下卧层验算对于A轴基础，如图33-2所示：，采采用等效实实体法验算算。取1..0m为计计算单元。（3-18）带入参参数得：kPa满足要求求对于C轴基础：kkPa满足要求求图3-2等效实体体法计算简简图3）.沉降计算A轴基础和C轴基基础间距111.9mm，分别进进行沉降计计算，并验验算局部倾倾斜度。图3--4分岑总和和法沉降计计算如图3-4、3-55所示：计计算深度为为z=14..9m〉(3-119)变形计算深度范范围内压缩缩模量的当当量值，计计算如下：： （3-20） 查表得沉沉降计算经经验系数（3-21）图3-5分层总总和法沉降降计算 以角点法计算图图所示条形形基础A轴C轴的基底底中心点垂垂线下不同同深度处的的地基附加加应力的分分布。分层土的沉降量量如表3-3、3-4所示经计算得出C轴轴基础基底底复合土层层变形量为为47.33mm，A轴为44..86mmm，两基础础相距111.9m，则则局部倾斜斜度为，满满足要求。4）.桩身设计桩顶应力为kNN/m3,桩体抗压压强度为MMPa,取CFG桩体混凝凝土强度等等级为C10，425#普通硅酸酸盐水泥。5）.褥垫层设计褥垫层厚度取取200mmm，采用用粗砂、中中砂或碎石石，碎石粒粒径宜为8-20mmm，但不不宜用卵石石，卵石咬咬和力弱，施施工扰动容容易使褥垫垫层厚度不不均匀。施施工时要先先虚铺厚度度，虚铺厚厚度宜为，为夯填度度，一般取取0.877-0.990，虚铺完完成后采用用静力或动动力压实至至设计厚度度，对于较较干砂石材材料，可适当洒水再进进行碾压或或夯实。分层总和法计算算c基础沉降降量表3-3点号深度自重应力平均值值附加应力平均值值11.81.440.1733.4421020.518.423.32.640.1153.5114016.3112.835.44.320.0769.999029.16.547.560.05286.0458.55.851759.37.440.042102.17478.2610.2611.39.040.033120.437.58.269712.910.320.03137.431.58.725.7814.911.920.026153.86288.726.4分层总总和法计算算A基础沉降降量表3-4点号深度自重应力平均值值附加应力平均值值4833.4419920.517.479253.5112016.3111.05869.997529.15.44386.04485.8515.634102.1738.58.269.3611.311.30.027120.430.58.267.4712.912.90.025137.4268.724.8814.914.90.022153.8623.58.725.46）.布桩原则上，CFGG桩只布置置在基础范范围以内，对对于条形基基础，基础础边缘到桩桩边缘的距距离不小于于75mmm。实际布布桩时受基基础尺寸大大小及形状状的影响，布布桩数会有有一定的增增减。对于不同的基础础宽度，布布桩如图3-6所示：图3-6布桩图共计643根桩，桩桩径d=4000mm，桩桩长L=5.55m。b).CFG桩桩施工1)成桩工艺艺选择①桩锤夯实扩孔成成桩：适用用于由浅埋埋卵石层的的地质条件件，具有低低噪音，无无泥浆污染染，不受地地下水影响响，桩体质质量有保证证等优点。②振动沉管灌注法法成桩：适适用于无坚坚硬土层和和密实砂层层的地质条条件，这一一工艺成桩桩施工效率率高，造价价相对低的的优点。③泥浆护型钻孔灌灌注法成桩桩：适用于于分布有砂砂层的地质质条件，其其钻孔速度度较快，泥泥浆对场地地污染严重重，影响后后续的施工工，且往往往孔底沉渣渣较大也会会影响成桩桩质量。④长螺旋钻孔灌注注法成桩：：适用于地地下水埋藏藏较深的粘粘性土，成成孔时不会会发生坍孔孔现象。如如果地基中中部含有砂砂层，采用用此法在成成孔提钻后后灌注时易易造成坍孔孔，会影响响成桩质量量。因此在在选择成桩桩方式时，根根据工程地地质和施工工现场条件件及设计要要求，具体体选用。2）控制成桩质量量CFG桩质量问问题主要有有缩颈，断断桩，桩体体强度不均均不足。①选择正确的打桩桩顺序在饱和软土中成成桩，桩基基的振动力力较小，当当采用连打打作业时，新新打桩将挤挤压，已打打桩，使已已打桩被挤挤扁成椭圆圆形成不规规则形，严严重的产生生缩颈和断断桩，因此此宜采用隔隔桩跳打。②控制拔管管速率拔管速率太快可可能导致桩桩径偏小或或缩颈断桩桩。拔管速速率太慢会会造成桩顶顶浮浆过多多，桩身强强度不均匀匀。正常的的拔管速率率应控制在在1.2－1.5mm/min。③正确的混凝土配配合比配合比应符合《粉粉煤灰在混混凝土及砂砂浆中应用用技术规程程》(JBJJ28-886)中的规定定。重点应应控制坍落落度，坍落落度控制在在3－5cm，和和易性较好好，成桩质质量易控制制。④设置保护桩长每根桩在加料时时，要比设设计桩长实实际所需混混凝土量多多加0.55m桩长的的混凝土。保保证桩长除除满足设计计要求外，在在桩顶多压压0.5mm桩长的混混凝土。将将沉管拔出出后，用插插入式振岛岛榉时，桩桩顶混凝土土加振3－5秒钟，提提高桩顶混混凝土密实实度。在基基础施工时时，再将保保护桩长剔剔掉，确保保成桩与设设计标高一一致。第4章专题CFG桩复合地地基的加固固机理及其其应用[搞要]本文对CCFG桩复合地地基的加固固机理和褥褥垫层的设设置进行了了详细阐述述，并简要要介绍了CFG桩复合地地基的设计计方法和施施工中常见见到的问题题及质量控控制措施。[关键词]CCFG桩复合地地基褥垫层加固机理理CFG桩(CeementtFlyying-aashGGmvellPille)复合合地基是220世纪90年代初初出现的一一种地基处处理新技术术。CFGG桩为用少少量的水泥泥加粉煤灰灰、石屑或或砂及碎石石，加水搅搅拌，用普普通振动式式沉管桩机机施工的具具有高粘结结强度的桩桩，CFGG桩与桩间间土和桩顶顶与基底间间的褥垫层层共同组成成复合地基基，属刚性性桩复合地地基。与一一般的柔性性桩复合地地基相比，用用CFG桩处处理地基，具具有可使地地基承载力力提高幅度度大并具有有很大可调调性的优点点，故特别别是天然地地基承载力力较低而设设计要求的的承载力较较高，用柔柔性桩复合合地基一般般难以满足足设计要求求时，CFFG桩复合合地基则有有明显的优优势。4.1.CFGG桩复合地地基的加固固机理4.1．1CFG桩复合地地基的构成成CFG桩桩复合地基基由CFGG桩体、桩桩间土和褥垫垫层三部分分组成，如如图1-1所示。4.1．2CFG柱复合地地基的加固固机理当基础承受垂直直荷载时，桩桩和桩间土土都要发生生沉降变形形。桩的变变形模量远远比土的变变形模量大大，所以桩桩比土的变变形小，由由于基础下下面设置了了一定厚度度的褥垫层层，桩可以以向上刺入入，伴随这这一变化过过程，垫层层中垫层材材料不断调调整补充到到桩间土上上，以保证证在任一荷荷载下桩和和桩间土始终参与工作。图1-1CFG桩复合地基同时土由于桩的的挤密作用用(指用沉管管方法成桩桩时)而提高了了承载力，而桩又由于其周周围土侧应应力的增加加而改善了了受力性能能，二者共共同工作，形形成了一个个复合地基基的受力整整体，共同同承担上部部基础传来来的荷载[1]。4.1．3褥垫层的的作用及其其合理厚度度这里所所说褥垫层层不是基础础施工经常常做的100cm厚的的素混凝土土垫层，而而是由粒状状材料组成成的散体垫垫层，其作作用可以概概述为以下下几个方面面。1).保证桩与与土共用承承担荷载若基础础下面不设设置褥垫层层，基础直直接与桩和和桩间土接接触，在垂垂直荷载作作用下承载载特性和桩桩基差不多多。在给定定荷载作用用下，桩承承受较多的的荷载，随随着时间的的增加，桩桩发生一定定的沉降，荷荷载逐渐向向土体转移移。其时程程曲线的特特点是：土土承担的荷荷载随时间间增加逐渐渐增加；桩桩承担的荷荷载随时间间增加逐渐渐减少。如如果桩端落落在坚硬土土层或岩石石上，桩的的沉降很小小，桩上的的荷载向土土体转移数数量很小，桩桩问土承载载力很难发发挥。当基基础和桩之之间设置了了一定厚度度的褥垫层层后，基础础传来的荷荷载首先作作用在褥垫垫层上，然然后通过褥褥垫层将荷荷载传递到到桩和桩间间土上，然然而由于桩桩间土的抗抗压刚度远远小于桩的的抗压刚度度，桩顶产产生应力集集中，桩向向上“刺入”，同时褥褥垫层产生生向下的位位移，压缩缩桩间土。因此，桩和桩间土自始至终都参与承担荷载。2).调整桩与与桩间土之之间竖向荷荷载的分担担比例桩与桩桩间土的竖竖向荷载分分担比例与与面积置换换率、桩的的类型、桩桩间土的物物理力学性性质以及褥褥垫层的厚厚度等因素素有很大的的关系，其其中褥垫层层厚度是个个不可忽视视的重要因因素。在其其它条件不不变的情况况下，增加加褥垫层的的厚度，可可以使桩顶顶与褥垫层层接触的局局部产生更更大的压缩缩量，即桩桩顶向上“刺入”量加大，从从而使褥垫垫层与桩间间土接触更更加紧密，因因此，提高高了桩间土土的竖向荷荷载分担比比例。反之之，减小褥褥垫层的厚厚度，可以以提高桩的的竖向荷载载分担比例例[2]。3).调整水平平荷载在桩桩与土之间间的分担比比例当褥垫垫层厚度增增大到一定定值时，桩桩受的水平平荷载很小小，水平荷荷载主要由由桩间土承承担。基础础受水平荷荷载的作用用时，不会会发生桩的的折断。4).减小基础础底面的应应力集中，降降低桩对基基础的冲切切破坏。由前面面的讨论可可知，褥垫垫层厚度过过小，桩对对基础将产产生很显著著的应力集集中，需考考虑桩对基基础的冲切切，势必导导致基础加加厚。如果果基础承受受水平荷载载作用，可可能造成复复合地基中中铂发生断断裂。而且且褥垫层厚厚度过小，桩桩间土承载能能力不能充充分发挥，要要达到设计计要求的承承载力，必必然要增加加桩的数量量或长度，造造成经济上上的浪费。若褥垫层厚度过大，会导致桩、土应力比等于或接近了1。此时桩承担的荷载太少，实际上复合地基中桩的设置已失去了意义。这样设计的复合地基承载力，不会比天然地基有较大的提高，而且建筑物的变形也大[3]。综合以上分析，参参考大量的的工程实践践总结，即即考虑到技技术上可靠靠、经济上上的合理，褥褥垫层厚度度取10-300cm为宜宜。4.2CFGG桩复台地地基的设计计和施工4.2．1CFG桩复合地地基的设计计计算a)CFG桩复复合地基承承载力标准准值可以通通过现场复复合地基载载荷试验确确定，也可可按（1-1）式计算算：（1-1）式中：——复复合地基承承载力特征征值kPa；——面积置换率；——天然地基承载力力特征值kPa；——桩间土强度度提高系数数，可根据据经验预估估或实测结结合；——桩问土强度发挥挥系数0.75-1..0；——桩截面面积m22。——单桩承载力力特特征值，kN，其值值可以根据据《建筑桩桩基技术规规范》中的的计算方法法确定。b)设计参数的的确定1)桩径d一般桩桩径d设计成3550—400mmm。2)桩距s一般桩桩距s＝(3-6))d，桩距距的大小取取决于设计计要求的复复合地基承承载力、土土的性质与与施工机具具。一般设设计要求的的承载力大大时s取小值，但但必须考虑虑施工时新新打桩对已已打桩的影影响，就施施工而言希希望采用大大桩距大桩桩长，因此此s大小应综综合考虑。3)桩长L由(1-2)式可解得得：（1-2）在进行复合地基基设计时，天天然地基承承载力是已已知的，设设计要求的的复合地基基承载力也也为已知。桩桩径d和桩距s设定后，置置换率和桩桩的断面面面积均已知知。然后，可可由(1-3)式确定定桩长L：（1