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摘 要:近年来,随着建筑行业的不断发展,众多建筑施工工艺被广泛应用到具体实践工程中。其中建筑桩基施工工艺也得到不断的创新和推广,以低能极强夯+CFG桩复合地基处理技术的应用受到广大技术人员的关注,成为目前一个重要的研究课题。该文主要以厂房地基建设为实例,将低能级强夯+CFG桩复合地基处理技术应用于厂房建设中,并配合动力触探、低应变及静载实验,进行沉降观测,总结新填土地基处理的经验,以期通过该文的分析和研究,能为其他的实践提供重要的参考依据。
关键词:厂房建设 地基处理 CFG桩 低能级强夯
中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)01(b)-0105-01
现代化技术的进步,同时促进了工程建设水平的提升,地基处理的方式也趋向多样化发展。当前在厂房地基建设中,CFG桩已成为复合地基的代表应用于地基处理中。主要通过利用在桩与土层之间的影响作用,提升CFG桩的抗变形能力与承载力,充分发挥桩间土的承载力,稳固地基,有其明显的造价优势,且操作比较简便,当前在诸多厂房工程的建设中有了一定的推广。以下则主要以某厂房工程建设为案例,研究了低能级强夯+CFG桩复合地基处理技术在新填土地基中的应用。
1 工程概况介绍
某厂房坐落于某市工业区内部,在较为开阔的缓坡之上,地势比较低,需至少回填7.0m左右的土石方后才可满足场地标高的要求。新填土厚度比较大,且成分相对比较杂乱,结构比较松散。若选用传统人工挖孔桩作为地基处理的材料,排水则比较困难,且风险较高,无法保障按期完成工程建设。而若选用机械成孔灌注桩作为基础,工程造价相对比较高,且工期十分长,加之由于土层结构比较松散,新填土成分相对复杂,因此,无法控制桩身质量。在相对复杂的地势条件下,要完成厂房的建设,首先必须重视其地基处理方案的选择。基于此,为尽可能缩短工期,削减厂房工程建设成本,提高施工作业的效率,现将低能级强夯-CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)加固地基处理方案应用于厂房建设中。该场地地质分层自下而上而分为淤泥质土、细砂、粉质粘土、填土层。
2 CFG桩符合复合地基强夯参数的设计
严格按照厂房建筑物平面图纸,确定竖向荷载参数,明确单层柱的尺寸及大小。在本次设计中应用独立基础,设定基础埋深为2.0m,并根据土层地质特点,对地基进行处理,确保厂房复合地基的承载力必须超过300kPa。对CFG桩的复合地基各参数进行设计,内容包括桩长、桩距、桩径、强度、厚度与承载力等。
(1)桩径一般设定CFG桩桩径在360到580mm之间,具体根据工程的要求进行确定,在本次厂房建设工程中主要采用长螺旋钻机实施钻孔处理,使用泵压混合料形成桩体,并设定螺旋钻杆直径为400mm,同时取桩径d为400mm。
(2)桩长、承载力在设计桩长与承载力参数时,首先需要掌握工程建设场地的相关地质资料,预估厂房的竖向承载力,设定k为CFG桩竖向承载力的安全系数,一般取值为2.0,设定up为CFG桩桩身的截面周长,值为1.256m,同时设定qsi为桩身周围的摩擦阻力,一般粉质粘土层qs1为30kPa,粗砂层qs2为25kPa,淤泥层qs3为5kPa,粉砂层qs4为25kPa,淤泥质土层qs5为8kPa,粉质粘土层qs6为30kPa。设定li为CFG桩桩周土层的分级长度,其中粉质粘土l1为0.5m,粗砂l2为3.8m,淤泥l3为1.9m,粉砂l4为3.6m,淤泥质土l5为2.0m,粉质粘土l6为3.4m。其中粉质粘土层为桩端持力层,且qp为1400kPa,此时便可的厂房竖向承载力,计算得出单个桩体的承载力Rd=293.6kN,一般情况下,取其近似值为300kN。
设定fapk为复合地基承载力的特征值,以fsk表示地基承载力特征值,fsk为170kPa,设定桩身横截面积为Ap=0.1256m2,设定α为地基加固前后CFG桩间土的承载力比值,取α=1.0,设定β为桩间土的强力系数,取值范围在0.75到0.95之间,因此可得出面积置换率
代入数据可知,m=0.073。
(3)桩距一般每个复合桩的间隔距离在3到5d之间,因此可得出最大间距
(4)桩顶平均应力设定单桩桩顶承受荷载为Qp,此时可得桩顶平均应力
计算可得,将数据代入公式中可得。
(5)桩体强度设定fcu,k为桩体强度值,一般必须大于桩顶的平均应力,在本次试验设计中,桩体强度值为7149 kPa,塌落度在180 mm左右。
(6)褥垫层褥垫层主要用于调节桩土之间的应力,以确保桩土应力承担的均衡性,一般取褥垫层厚度在160 mm到280 mm之间,在本次厂房工程建设中取200 mm。
3 CFG桩复合地基施工
选用长螺旋钻管内泵压混合料灌注进行成桩处理。一般施工顺序为CFG桩施工,基地开挖,对桩头进行处理,并铺设褥垫层。严格按照施工图纸进行施工放样,准确定位桩位,注意误差偏离的控制。依照施工要求配比材料,施工过程中重点控制提管速度,避免断桩事故的发生。
4 结语
CFG桩在厂房建筑过程中有较高的应用价值,兼具经济与社会效益,施工周期比较短,造价低廉,对环境污染小,安全性高。在地势相对复杂的新填土地基施工中有较强的应用优势。但同时还需注意,在地下水含量较为丰富的底层施工,需配合应用相关的排水、防水方案,进而保障地基的稳固性,确保施工安全。
参考文献
[1] 董瑞朋,朱兴旺.CFG桩和砂石换填法复合地基在昌吉热电厂地基处理施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(3).
[2] 陈建康,焦申华,矫伟刚,等.CFG桩复合地基在沿海软土地层中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(6).
[3] 杨建勋.探索CFG桩复合地基处理技术[J].城市建设理论研究(电子版),2013(23).
[4] 江利平.CFG桩复合地基的施工技术与控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2012(36).
[5] 杜秀云.天津滨海软土地区厂房地坪地基处理方案综合对比[J].城市建设理论研究(电子版),2012(16).
关键词:厂房建设 地基处理 CFG桩 低能级强夯
中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)01(b)-0105-01
现代化技术的进步,同时促进了工程建设水平的提升,地基处理的方式也趋向多样化发展。当前在厂房地基建设中,CFG桩已成为复合地基的代表应用于地基处理中。主要通过利用在桩与土层之间的影响作用,提升CFG桩的抗变形能力与承载力,充分发挥桩间土的承载力,稳固地基,有其明显的造价优势,且操作比较简便,当前在诸多厂房工程的建设中有了一定的推广。以下则主要以某厂房工程建设为案例,研究了低能级强夯+CFG桩复合地基处理技术在新填土地基中的应用。
1 工程概况介绍
某厂房坐落于某市工业区内部,在较为开阔的缓坡之上,地势比较低,需至少回填7.0m左右的土石方后才可满足场地标高的要求。新填土厚度比较大,且成分相对比较杂乱,结构比较松散。若选用传统人工挖孔桩作为地基处理的材料,排水则比较困难,且风险较高,无法保障按期完成工程建设。而若选用机械成孔灌注桩作为基础,工程造价相对比较高,且工期十分长,加之由于土层结构比较松散,新填土成分相对复杂,因此,无法控制桩身质量。在相对复杂的地势条件下,要完成厂房的建设,首先必须重视其地基处理方案的选择。基于此,为尽可能缩短工期,削减厂房工程建设成本,提高施工作业的效率,现将低能级强夯-CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)加固地基处理方案应用于厂房建设中。该场地地质分层自下而上而分为淤泥质土、细砂、粉质粘土、填土层。
2 CFG桩符合复合地基强夯参数的设计
严格按照厂房建筑物平面图纸,确定竖向荷载参数,明确单层柱的尺寸及大小。在本次设计中应用独立基础,设定基础埋深为2.0m,并根据土层地质特点,对地基进行处理,确保厂房复合地基的承载力必须超过300kPa。对CFG桩的复合地基各参数进行设计,内容包括桩长、桩距、桩径、强度、厚度与承载力等。
(1)桩径一般设定CFG桩桩径在360到580mm之间,具体根据工程的要求进行确定,在本次厂房建设工程中主要采用长螺旋钻机实施钻孔处理,使用泵压混合料形成桩体,并设定螺旋钻杆直径为400mm,同时取桩径d为400mm。
(2)桩长、承载力在设计桩长与承载力参数时,首先需要掌握工程建设场地的相关地质资料,预估厂房的竖向承载力,设定k为CFG桩竖向承载力的安全系数,一般取值为2.0,设定up为CFG桩桩身的截面周长,值为1.256m,同时设定qsi为桩身周围的摩擦阻力,一般粉质粘土层qs1为30kPa,粗砂层qs2为25kPa,淤泥层qs3为5kPa,粉砂层qs4为25kPa,淤泥质土层qs5为8kPa,粉质粘土层qs6为30kPa。设定li为CFG桩桩周土层的分级长度,其中粉质粘土l1为0.5m,粗砂l2为3.8m,淤泥l3为1.9m,粉砂l4为3.6m,淤泥质土l5为2.0m,粉质粘土l6为3.4m。其中粉质粘土层为桩端持力层,且qp为1400kPa,此时便可的厂房竖向承载力,计算得出单个桩体的承载力Rd=293.6kN,一般情况下,取其近似值为300kN。
设定fapk为复合地基承载力的特征值,以fsk表示地基承载力特征值,fsk为170kPa,设定桩身横截面积为Ap=0.1256m2,设定α为地基加固前后CFG桩间土的承载力比值,取α=1.0,设定β为桩间土的强力系数,取值范围在0.75到0.95之间,因此可得出面积置换率
代入数据可知,m=0.073。
(3)桩距一般每个复合桩的间隔距离在3到5d之间,因此可得出最大间距
(4)桩顶平均应力设定单桩桩顶承受荷载为Qp,此时可得桩顶平均应力
计算可得,将数据代入公式中可得。
(5)桩体强度设定fcu,k为桩体强度值,一般必须大于桩顶的平均应力,在本次试验设计中,桩体强度值为7149 kPa,塌落度在180 mm左右。
(6)褥垫层褥垫层主要用于调节桩土之间的应力,以确保桩土应力承担的均衡性,一般取褥垫层厚度在160 mm到280 mm之间,在本次厂房工程建设中取200 mm。
3 CFG桩复合地基施工
选用长螺旋钻管内泵压混合料灌注进行成桩处理。一般施工顺序为CFG桩施工,基地开挖,对桩头进行处理,并铺设褥垫层。严格按照施工图纸进行施工放样,准确定位桩位,注意误差偏离的控制。依照施工要求配比材料,施工过程中重点控制提管速度,避免断桩事故的发生。
4 结语
CFG桩在厂房建筑过程中有较高的应用价值,兼具经济与社会效益,施工周期比较短,造价低廉,对环境污染小,安全性高。在地势相对复杂的新填土地基施工中有较强的应用优势。但同时还需注意,在地下水含量较为丰富的底层施工,需配合应用相关的排水、防水方案,进而保障地基的稳固性,确保施工安全。
参考文献
[1] 董瑞朋,朱兴旺.CFG桩和砂石换填法复合地基在昌吉热电厂地基处理施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(3).
[2] 陈建康,焦申华,矫伟刚,等.CFG桩复合地基在沿海软土地层中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(6).
[3] 杨建勋.探索CFG桩复合地基处理技术[J].城市建设理论研究(电子版),2013(23).
[4] 江利平.CFG桩复合地基的施工技术与控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2012(36).
[5] 杜秀云.天津滨海软土地区厂房地坪地基处理方案综合对比[J].城市建设理论研究(电子版),2012(16).