PHC管桩与搅拌桩联合加固法在软基工程中的应用.docVIP

PHC管桩与搅拌桩联合加固法在软基工程中的应用 　　摘要：针对珠海市某水船闸工程中因局部搅拌桩成桩质量不理想，可能导致部分区域存在沉降过大，造成无法满足水船闸运行需要的结构物不均匀沉降，采用加打PHC管桩与搅拌桩联合加固的方法，根据桩基需承载的载荷、地质情况、与非加固区域沉降协调等条件设计桩基加固方案，并根据试桩压桩力及静载试验的载荷沉降关系线对施工方案进行修正。经联合加固法施工后的加固区域承载力及整体稳定能满足规范要求，总体沉降与非加固区域基本相协调。作为复合地基加固处理方法，在珠海地区的水船闸工程中尚属首例。 　　关键词：软土地基PHC管桩 联合加固 加固方案 　　中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0093-02 　　1 工程概况 　　珠海市某水船闸工程位于金湾区某水道出海口处，项目包含引堤和水船闸总长度1.147km，由排水闸、船闸外闸首和空箱连接段组成。该工程地基基础坐落在淤泥土层上，其地基承载力不能满足要求，设计采用水泥搅拌法（粉喷桩）结合换填砂垫层处理。经搅拌桩质量检测结果显示，船闸闸首、外海侧左右导航墙、上游侧U型槽、内海侧翼墙、1、2、5、6空箱等部位（以下分别称A、B、C、D、E、F、G、H、I区）搅拌桩的成桩质量和长度未达到设计要求，搅拌桩抽芯检测结果不理想，有问题的部位存在安全隐患，可能会导致沉降过大、受力不均、地基承载力不足及深层滑动等问题。 　　根据钻孔揭示，工程区地层结构由上及下分别为淤泥、粘土、中粗砂混淤泥、淤泥质粘土、残积土以及基岩。堤防及建筑物地基大多为软土，场地土类型属软弱土，建筑场地类别为Ⅲ类，场地为对建筑抗震不利地段，淤泥及淤泥质土会发生震陷。根据含水的特征及地下水赋存条件、水力特征，区内地下水可划分为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。地下水位埋深0.3～0.5 m，地下水位高程0.0～0.5 m。地下水与河水水力联系比较密切，丰水高潮位时河水补给地下水，枯水低潮位时地下水向河流排泄。 　　2 加固方案设计 　　（1）加固思路 　　先对成桩质量和长度满足设计要求的非加固区域进行沉降计算，作为拟加固区域加固处理后沉降设计的依据或条件，再根据搅拌桩的检测结果、上部荷载等对拟加固区域进行沉降计算，计算出和非加固区域沉降基本一致时，拟加固区原搅拌桩复合地基所承担的荷载，总荷载减去原搅拌桩复合地基所承担的荷载即为加固桩基要承担的荷载；最后根据桩基要承担的荷载、地质条件、与非加固区域沉降协调等条件对加固桩基进行设计。 　　（2）沉降、承载力计算复核分析及加固措施 　　I.搅拌桩合格区域复合地基沉降量的确定 　　以底下搅拌桩未检测出有问题的船闸闸首相邻的3#、4#空箱基础底板为例，计算其沉降。 　　各土层按分层总和法算出其沉降量： 　　式中： 　　S――地基最终沉降量（mm）； 　　――按分层总和法计算出的地基沉降量（mm）； 　　――沉降计算经验系数； 　　n――地基沉降计算深度范围内所划分的土层数； 　　――对应于荷载效应准永久组合时的基础底面附加压力（kPa）； 　　――基础底面下第i层土的压缩模量（MPa）； 　　、――基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离（m）； 　　、-1――基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。 　　已知，基础板尺寸为20×40 m，基底荷载为81.1 kPa，根据地质报告结合软土处理工程经验，淤泥、粘性土、砂质粘性土及砾质粘性土压缩模量取值分别为1.81 MPa、15.0 MPa、25.0 MPa、25.0 MPa，搅拌桩桩身压缩模量为100 MPa，则原设计方案在正常情况下搅拌桩复合地基沉降量为48.56 mm，约为50 mm。 　　考虑施工因素及成桩质量因素，假定其实际沉降量为55 mm。 　　II.各拟加固区域搅拌桩复合地基承担荷载的确定 　　由于上述A区等9个区域搅拌桩成桩未达规范要求，需对其进行补强加固，拟采用补打管桩方案。同时考虑原有搅拌桩的作用，是荷载由管桩和搅拌桩复合地基共同承担。根据上述计算方法，在搅拌桩复合地基在沉降达到55 mm时，上述各区域所能承担荷载如表1所示。 　　III.各区域补强管桩承载力及沉降协调时承担荷载值计算 　　管桩采用PHC-AB400（95）型管桩，管桩顶部与基础底板之间设30 cm砂垫层，管桩沉降及承载力参照下式计算： 　　管桩沉降： 　　桩顶砂垫层压缩量： 　　桩身压缩量： 　　桩底持力层沉降量： 　　管桩承载力： 　　参照地质报告，淤泥层、淤泥质土、粘性土及残积土层桩周摩阻力系数分别为8 kPa、14 kPa、33 kPa及45 kPa，残积土层桩端阻力系数为280