1、某高層建筑人工挖孔樁基礎(chǔ)處理某高層建筑人工挖孔樁基礎(chǔ)處理方案及分析計(jì)算方案及分析計(jì)算倪光樂,郭建輝,宋攀登,蘇克之一、本文擬解決的問題一、本文擬解決的問題 主樓高主樓高2323層,設(shè)一層地下室。該建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為人工挖孔樁基礎(chǔ),層,設(shè)一層地下室。該建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為人工挖孔樁基礎(chǔ),人工挖孔樁的內(nèi)徑分為人工挖孔樁的內(nèi)徑分為1.7m1.7m、1.8m1.8m、1.9m1.9m、2.1m2.1m四種,樁的持力層四種,樁的持力層為中風(fēng)化花崗巖,平面布置圖如圖為中風(fēng)化花崗巖,平面布置圖如圖1 1所示。所示。 地層自上而下依次為人工填土層(地層自上而下依次為人工填土層(QmlQml)、耕植土層()、耕植
2、土層(QpdQpd)、第四系坡)、第四系坡洪積層(洪積層(Qdl+plQdl+pl)、第四系殘積層()、第四系殘積層(Q3elQ3el),下伏基巖為震旦系片麻狀花),下伏基巖為震旦系片麻狀花崗巖類,地質(zhì)剖面圖如上圖崗巖類,地質(zhì)剖面圖如上圖2 2所示。所示。 圖圖2 典型地質(zhì)剖面圖典型地質(zhì)剖面圖 本文擬解決的問題本文擬解決的問題 1. 人工挖孔樁施工在穿越花崗巖殘積土層時(shí)產(chǎn)生管涌現(xiàn)象,難以繼續(xù)施工;若繼續(xù)下挖,則危險(xiǎn)性較大。已施工的人工挖孔樁孔深為4.315.5m不等。 2. 沖孔樁加筏板的基礎(chǔ)處理方案高達(dá)700多萬,且工期長,無法滿足甲方的要求。二、基礎(chǔ)處理方案處理 基礎(chǔ)形式采用樁筏基礎(chǔ)方案,
3、并加固樁底的土體。具體方案如下: a.樁筏基礎(chǔ)筏板厚1.6m,樁進(jìn)入硬塑土層。 b. 對(duì)挖深較深的樁,直接清底,封底、澆注樁身砼,對(duì)其余樁在現(xiàn)狀下清底,封底、澆注樁身砼后,用旋噴樁進(jìn)行處理樁底土層,旋噴樁加固如下圖3所示。 四、處理四、處理方案計(jì)算分析計(jì)算分析1、基礎(chǔ)沉降計(jì)算 幾個(gè)假設(shè): a .筏板的受力是按地基、樁和筏板共同作用進(jìn)行計(jì)算的; b. 樁彈簧; c. 土彈簧。 圖圖4 基礎(chǔ)沉降計(jì)算簡圖基礎(chǔ)沉降計(jì)算簡圖 樁頂沉降由樁身壓縮、樁底應(yīng)力引起的樁底土層壓縮和筏板應(yīng)力引起的樁底壓縮三部分組成,具體如下所示: 圖圖5 樁頂沉降計(jì)算簡圖樁頂沉降計(jì)算簡圖筏板沉降采用分層總和法進(jìn)行計(jì)算,具體如下所
4、示: 筏板底土的彈簧剛度據(jù)文2計(jì)算,具體如下所示: 根據(jù)以上的計(jì)算公式,分三種工況進(jìn)行計(jì)算: 工 況一,考慮樁、樁間土、筏板共同作用,按正常使用極限狀態(tài)下的準(zhǔn)永久荷載組合值計(jì)算沉降,筏板的沉降為4.26.3cm,相鄰柱的沉降差小于0.002l(l表示柱距),滿足規(guī)范要求;工況二,考慮樁、樁間土、筏板共同作用,按每層16kN/m2的荷載值計(jì)算沉降,筏板的沉降為3.95.8cm,相鄰柱的沉降差滿足規(guī)范要求;工況三,不考慮樁的作用,按每層16kN/m2的荷載值計(jì)算沉降,筏板的沉降為8.410.6 cm,相鄰柱的沉降差滿足規(guī)范要求。2 2、地基強(qiáng)度計(jì)算、地基強(qiáng)度計(jì)算 地基強(qiáng)度由文地基強(qiáng)度由文33,可按
5、下式計(jì)算:可按下式計(jì)算: 工況一,地基安全度為工況一,地基安全度為k=7.3k=7.3,工況二,工況二,k=6.7,k=6.7,工況三,工況三,k=3.3k=3.3。本工程采用樁筏基礎(chǔ)方案,地。本工程采用樁筏基礎(chǔ)方案,地基強(qiáng)度是足夠的?;鶑?qiáng)度是足夠的。3 3、樁底旋噴樁加固、樁底旋噴樁加固 旋噴樁采用三重管進(jìn)行旋噴,旋噴樁樁身直徑旋噴樁采用三重管進(jìn)行旋噴,旋噴樁樁身直徑0.70.70.8m0.8m,樁身強(qiáng)度,樁身強(qiáng)度9090天后達(dá)到天后達(dá)到2.0MPa2.0MPa,單根旋,單根旋噴樁設(shè)計(jì)承載力為噴樁設(shè)計(jì)承載力為800kN800kN,具體按文,具體按文33進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)行計(jì)算,如下所示:如下所示:
6、 PA2aB0hDc四、實(shí)測(cè)結(jié)果根據(jù)沉降觀測(cè)結(jié)果可知,最終平均沉降量為4.35cm,與計(jì)算結(jié)果基本吻合。 圖圖8 商柱樓全景圖商柱樓全景圖 圖圖9 E棟立面圖棟立面圖五、結(jié) 論 根據(jù)以上分析結(jié)果及實(shí)測(cè)結(jié)果可知: 1、對(duì)部分人工挖孔樁樁底采用旋噴樁進(jìn)行加固,部分挖深較大的人工挖孔樁直接在樁底灌漿加固,以改善其持力層的狀況;同時(shí)將基礎(chǔ)形式改為樁筏基礎(chǔ),方案是安全的、可行的。 2、考慮樁、土、筏板的共同作用,其基礎(chǔ)沉降約為45cm,實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果相近的。參考文獻(xiàn)n n11陸培炎,樁、土結(jié)構(gòu)(承臺(tái))共同作用的簡化計(jì)陸培炎,樁、土結(jié)構(gòu)(承臺(tái))共同作用的簡化計(jì)算法,廣東省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì),算法,廣東
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