沉降控制復(fù)合樁基在近海軟土地基中的應(yīng)用

1、<p>　　沉降控制復(fù)合樁基在近海軟土地基中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：本文結(jié)合具體工程項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，分析了其屋面鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)跨度大，吊點(diǎn)較為分散等施工難點(diǎn)；為解決這些難題，采用了網(wǎng)架整體提升施工工藝。論述了上下吊點(diǎn)的提升與網(wǎng)架提升到頂后安裝原則；從多方面研究了液壓提升系統(tǒng)配置以及網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)液壓同步提升過(guò)程中按部就班的施工技術(shù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：沉降；單樁承載

2、力；Mindlin法；附加應(yīng)力； </p><p>　　中圖分類號(hào)：TF351文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　概述 </b></p><p>　　浦東某重大工程位于長(zhǎng)三角入?？谇把兀ㄔO(shè)前為沿沿海灘涂，地面以下分布較厚淤泥層，場(chǎng)地表面層為新近堆填土，欠固結(jié)，不宜作為基礎(chǔ)持力層。廠房地坪已作地基處理，但有大量的設(shè)備基礎(chǔ)

3、坐落在原裝地面上。表層土固結(jié)沉降量大，周期長(zhǎng)，是影響設(shè)備基礎(chǔ)方案確定的關(guān)鍵問(wèn)題。廠房主體以完工，采用地基處理或常規(guī)樁基均有工期、現(xiàn)場(chǎng)操作區(qū)域以及費(fèi)用方面的制約，經(jīng)多方案必選采用沉降控制復(fù)核樁基。 </p><p><b>　　2．工程地質(zhì)情況 </b></p><p>　　根據(jù)地勘報(bào)告場(chǎng)地土層分布如下：第①層素填土、沖填土及浜填土，厚度2.0~4.9m，新近堆填，壓縮

4、性高，不宜作天然地基持力層；第②3層砂質(zhì)粉土夾粘性土，中等壓縮性，地基承載力設(shè)計(jì)值fd=95KN/m2，厚度2.9~4.0m；第③、④層灰色淤泥質(zhì)土，厚度12.5~14.8m，為天然地基軟弱下臥層、只要壓縮層；第⑤層粘土，高壓縮性，厚度9.7~10.8m；第⑥層暗綠色粉質(zhì)粘土在本場(chǎng)地中缺失；第⑦1、⑦2層粉砂，中等壓縮性，以下各層未穿透。 </p><p>　　3.本工程沉降控制復(fù)合樁基的設(shè)計(jì)原則 </p&

5、gt;<p>　　沉降控制復(fù)合樁基是指在軟土地基上當(dāng)承載力基本滿足但變形過(guò)大時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)穿過(guò)土層進(jìn)入相對(duì)較好土層的摩擦樁，以控制沉降的樁基。沉降控制考慮樁-承臺(tái)共同工作，本工程承臺(tái)底面以下土體欠固結(jié)，承臺(tái)不分擔(dān)荷載，只考慮樁的作用。 </p><p>　　樁基選型：選用上海標(biāo)準(zhǔn)圖《鋼筋混凝土錨桿靜壓樁》（DBJ08-112-Z009）中的混凝土預(yù)制方樁，樁長(zhǎng)22~30m，樁距≤10d，摩擦樁，樁端進(jìn)

6、入相對(duì)較好的第⑤層或第⑦1層。按土層參數(shù)估算的單樁承載力設(shè)計(jì)值：邊長(zhǎng)250mm，樁長(zhǎng)L=22m時(shí)Ral=230KN；邊長(zhǎng)300mm，樁長(zhǎng)L=22m時(shí)Ral=290KN；邊長(zhǎng)300mm，樁長(zhǎng)L=30m時(shí)Ral=480KN； </p><p>　　承臺(tái)底面積Ac：考慮承臺(tái)分擔(dān)荷載時(shí)，可根據(jù)①式按地基圖的承載力估算；本工程不考慮承臺(tái)的作用，基礎(chǔ)尺寸按工藝專業(yè)條件確定，及構(gòu)造確定。 </p><p&g

7、t;　　Ac≥Fd+Gd/ηfd ① </p><p>　　Fd-上部結(jié)構(gòu)傳至承臺(tái)頂面的荷載設(shè)計(jì)值； </p><p>　　Gd-承臺(tái)及上覆土重，地下水位以下取浮重度； </p><p>　　η-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取1.5~1.7； </p><p>　　fd –承臺(tái)下土的承載力設(shè)計(jì)值。 </p><p>　　3）樁數(shù)n：

8、由承載力及沉降量控制。 </p><p>　　4）沉降計(jì)算：本工程是具有較厚的淤泥層的近海軟土地基，采用半無(wú)限彈性體假定，樁端平面下地基中由樁引起的應(yīng)力，按考慮樁徑影響的Mindlin應(yīng)力計(jì)算公式確定?？紤]樁身壓縮及應(yīng)力擴(kuò)散影響，將沉降計(jì)算點(diǎn)水平影響范圍內(nèi)各樁基對(duì)應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的附加應(yīng)力疊加，采用單向壓縮分層總和法計(jì)算土層沉降。國(guó)標(biāo)JGJ94-2008推薦的計(jì)算方法和上海市的《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》DGJ08-11-

9、2010的方法基本一致。作用在承臺(tái)底面的荷載準(zhǔn)永久組合值為P，承臺(tái)底面處地基土自重應(yīng)力為σc，樁頂附加荷載（P-σcAc）/n+Gpk作用下的沉降可按建筑樁基規(guī)范JGJ94-2008的公式計(jì)算： </p><p><b>　　S=ψ ② </b></p><p><b>　?、?</b></p><p>　　為樁身壓縮變形

10、 ④ </p><p>　　σzi-水平面影響范圍內(nèi)，各樁基對(duì)應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)樁端平面下第i層土1/2層厚度處產(chǎn)生的附加應(yīng)力之和，應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)應(yīng)取于沉降計(jì)算點(diǎn)最近的樁中心點(diǎn)。 </p><p>　　αj-樁端阻力比。近似取極限總端阻與單樁極限承載力之比。 </p><p>　　②式與上海市規(guī)范公式⑤基本相當(dāng)。 </p><p><b>　　

11、S=⑤ </b></p><p>　　壓縮層厚度自樁端平面起算至土層附加應(yīng)力等于土層自重應(yīng)力10%處止，附加應(yīng)力應(yīng)考慮相鄰基礎(chǔ)的影響；沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψ=1.0。 </p><p><b>　　4．計(jì)算步驟 </b></p><p>　　采用理正工具箱中的樁基沉降計(jì)算模塊，計(jì)算假定選Mindlin法，樁側(cè)阻近似按沿樁身線性分布。 &

12、lt;/p><p><b>　　表1 </b></p><p>　　樁長(zhǎng)不同時(shí)，系數(shù)相應(yīng)調(diào)整?；鶚端矫嬗绊懛秶?.6倍樁長(zhǎng)。首先確定承載力滿足要求時(shí)的最小樁數(shù)n1根，校核沉降量，不滿足要求時(shí)；再以容許沉降量反算樁數(shù)n2（n2≥n1）;最后確定滿足構(gòu)造要求的樁數(shù)n3（n3≥n2）;樁數(shù)n3即為實(shí)際布樁數(shù)。 </p><p><b>　　

13、5.設(shè)計(jì)實(shí)例 </b></p><p>　　某廠房冷庫(kù)，位于輔樓一層，基底面積約360m2，工藝提供的地面荷載20KN/m2,采用天然地基，考慮地面填土自重固結(jié)影響的最大沉降量約為400mm，冷庫(kù)的外墻安裝于輔樓一層的地面下，地面變形過(guò)大會(huì)導(dǎo)致冷庫(kù)底部開(kāi)裂而影響使用。 </p><p>　　采用變長(zhǎng)300mm的靜壓方樁，按常規(guī)經(jīng)驗(yàn)布樁（方案1），樁長(zhǎng)30m，樁端進(jìn)入⑦1層，總樁

14、數(shù)63根，累計(jì)樁長(zhǎng)1890m。后經(jīng)同工藝及廠家溝通，地面荷載調(diào)整至15KN/m2，采用沉降控制復(fù)合樁方案進(jìn)行優(yōu)化，采用邊長(zhǎng)250mm的方樁，樁長(zhǎng)改為22米，樁端進(jìn)入⑤層，表2為不同參數(shù)下的計(jì)算結(jié)果。 </p><p><b>　　表2 </b></p><p>　　6.需要注意的問(wèn)題 </p><p>　　1）深厚淤泥質(zhì)軟土地基上沉降控制疏樁基

15、礎(chǔ)，承臺(tái)不分擔(dān)荷載時(shí)，適用彈性半無(wú)限空間假定，樁端平面下土中由樁基引起的附加應(yīng)力應(yīng)按Mindlin解確定。沉降計(jì)算應(yīng)考慮樁頂附加應(yīng)力在樁身樁端的分配。 </p><p>　　2）工程因地面填土自重固結(jié)變形過(guò)大而采用樁基，當(dāng)附加應(yīng)力小時(shí)應(yīng)盡量采用端樁。 </p><p>　　3）樁端一下壓縮層深度的取值，按國(guó)家規(guī)范取到附加應(yīng)力為0.2σc即可。本工程經(jīng)過(guò)核算當(dāng)附加應(yīng)力到0.1σc時(shí)，變形還會(huì)

16、有較大的變化，建議壓縮深度還是按上海市規(guī)范取到0.1σc為宜。 </p><p>　　4）大面積地面填土的不利影響，樁端刺入變形的影響，本工程均采用預(yù)留樁基承載力裕度的方法處理。 </p><p>　　5）靜壓樁是擠土樁，布樁是要注意避讓原廠房樁基；樁長(zhǎng)徑比較大時(shí)應(yīng)注意核算樁身強(qiáng)度?；鶚兑部筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采用不擠土的轉(zhuǎn)孔灌注樁或部分?jǐn)D土的預(yù)應(yīng)力管樁。 </p><p&g

17、t;<b>　　7.結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　該工程的設(shè)備基礎(chǔ)量大面廣，一個(gè)大型設(shè)備基礎(chǔ)投資上百萬(wàn)是常見(jiàn)的，總投資不可小覷。就本工程而言，頂部填土如能前期處理，消除自重固結(jié)的影響，采用天然地基是最經(jīng)濟(jì)合理的，樁基是不得已而為之。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意合理的計(jì)算假定及適當(dāng)?shù)挠?jì)算參數(shù)。本文僅以某廠房一個(gè)基礎(chǔ)為例，希望對(duì)以后設(shè)計(jì)有所啟發(fā)。 </p><p><b>