论文部分内容阅读
深厚软土作为广泛分布在我国沿海地区的一种不良地质土,给工程的建设特别是地基处理带来许多问题,特别是沉降、水平位移及不均匀沉降问题,给我们带来了极大的经济损失,甚至人员伤亡。当天然地基不能满足工程建设需求时,就必须采取一定的措施,其中之一就是对地基进行处理加固。地基处理的目的就是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的透水特性、改善地基的动力特性、改善特殊土的不良地基特性等。常用的地基处理方法很多,根据加固机理可以分为密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆等。
CFG桩复合地基作为一种高粘结强度桩复合地基,是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式,桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载,具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短、造价低廉等技术优点。CFG桩复合地基具有不同于其它复合地基的工程特性。其桩长可以从几米到30多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%~75%之间变化,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。就基础形式而言,CFG桩既可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。就土性而言,CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。CFG桩像刚性桩一样,可全桩长发挥侧阻,桩落在好的土层上时,具有明显的端承作用。CFG桩是一个良好的排水通道,孔隙水将沿着桩体向上排出,对减少因孔压消散太慢引起地面隆起和增加桩间的密实度有利。此外CFG桩复合地基具有时间效应,施工结束后,随着恢复期的增长,结构强度的恢复、桩间土承载力会有所增加。由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫层CFG桩复合地基中的一个核心。它能保证桩、土共同承担荷载,减少基础底面的应力集中,褥垫层厚度可调整桩、土荷载分担比,并可以调整桩、土水平荷载分担比。对刚性桩复合地基,褥垫厚度过小,桩对基础将产生很显著的应力集中,需要考虑桩对基础的冲切,势必造成基础加厚。褥垫厚度大,桩间土的承载能力可以充分发挥,但是如果褥垫层厚度过大,相当于换土回填,造成浪费,且使得褥垫层下复合地基表面的桩土应力比很小,意味着浅层地基土承了较高的荷载,使复合地基中设置的桩失去意义。
本文介绍了常见的一些地基处理方法的运用原理及适用范围,综述了复合地基的基本理论和发展概况,重点介绍了CFG桩复合地基在处理深厚软土地基中的应用情况,论述了CFG桩复合地基的工程特性,作用机理以及褥垫层技术在CFG桩复合地基中的作用;介绍了目前采用的CFG桩复合地基在深厚软土地基中承载力计算、变形计算及其它相关的设计施工原理及方法,分析了复合地基承载力与变形特性,同时具体分析了影响复合地基的诸多因素,论述了CFG桩复合地基设计与施工工艺及质量控制等主要内容。
最后以天津钢管公司第二套轧管工程设备基础深厚软土地基处理工程采用CFG桩复合地基进行地基处理为例,分析研究了针对深厚软土地基条件时,如何选择复合地基桩型进行了探讨,如何进行CFG桩复合地基的设计、施工和检测,重点论述了设计、施工时可能出现的工程质量方面的问题,针对不同的施工工艺施工(振动沉管施工工艺和长螺旋钻孔压灌法)容易产生的质量问题提出了相应的预防和补救措施,特别是在深厚软土中如何控制混凝土的充盈系数,既保证桩身质量,发挥桩的承载作用,又不浪费材料,合理节约成本。旨在为今后类似工程的设计与施工工作提供一点借鉴意义。该工程CFG桩施工完毕后,业主委托有资质的专业检测单位对CFG桩进行了复合地基静载荷试验、单桩竖向静载试验和低应变动力检测,结果表明,本场地的CFG桩设计、施工完全满足工程需要。整个设备基础生成线均埋设了沉降标,通过一年多的观测,沉降已趋于稳定。沉降观测结果为最大沉降量不足35mm,不均匀沉降不到20mm,满足设计要求和工程需要。