夯扩桩应用实例.doc

夯扩桩应用实例 一 工程概述??工程所位于的杭州市江干区,属于钱塘江冲积平原，地层分布较均匀。地基土上部主要由粉土组成，平均深10m处就有力学性质较好的2d砂质粉土夹粉砂土层，分布广广泛且有一定的厚度,是较理想的桩端持力层.其下边是有一定厚度的软弱土层,至深度30M左右,是力学性能较好的砂砾层,也是较稳定的持力层。该工程是多层农居公寓工程,为六层框架结构,总面积12万m2，钻探资料显示,其地质情况在所在区域具有典型的代表性(见表1) 。根据地质报告，场地地下水主要赋存于上部粉土、粉砂层中的潜水，水位较高，并受大气 降水影响，动态变化较大。地下水能引起粉土膨胀，浅基础不易控制建筑物的不均匀沉降。另外，2c土层为液化土层，也应避免用该土层作为持力层。因此在结构方案阶段就否定了浅基础方案。预制桩基固然可行，但在目前它的价格较高。此外，从地基承载力和造价上分析，灌注桩基础应该是比较理想的，但据调查因成桩难，在该地区很少应用。而将普通沉管灌注桩方法与桩端扩底技术相结合的夯扩桩，可充分发挥端承效果，而且造价相对较低，通过在相邻工程的成功应用，积累了一定的设计和施工经验,技术上较为成熟。经过分析比较，我们选用了夯扩桩基础。 表1? 该工程的综合地质资料 土层及其名称 层厚(m) 主要物理性质 地基土参数 预制桩参数 夯扩桩参数 w(%) e wc(%) Ip(%) a1～2(MPa) Es(MPa) fk(kPa) qs(kPa) qp(kPa) qp(kPa) 2a砂质粉土 0.7～1.4 30.2 0.876 31.9 5.3 0.21 7.0 110 16 2b砂质粉土 1.6～2.7 25.2 0.70 28.2 6.6 0.12 12 170 24 2c砂质粉土 4.4～5.8 28.3 0.771 30.1 5.5 0.14 11 155 22 780 3a砂质粉土夹粉砂 9.2～10.9 26.0 0.725 0.16 13 180 28 1700 1100 二 夯扩桩桩基设计 （1） 理论依据 ??? 桩的极限承载力(抗压)不能简单地理解为极限侧阻力加上极限端阻力。桩土之间出现不大的相对滑动时就出现极限侧阻力，当上部滑动量大的范围内土体发挥了极限剪切强度以后，部分荷载又传回给桩身，依次产生更大的相对滑动并逐渐发展到更大的深度。只有当整个桩身侧阻力达到极限值的瞬间，桩底下面的土体中形成了一种极限强度状态，好像桩尖在排开土 体，力图挤进土层。此时，承载力是极限侧阻力和桩底承载力的组合。极限侧阻力的发挥主要取决于桩土相对位移，称为极限位移。只有当桩底位移Δs足够大时，桩端的极限强度就全部发挥出来，桩的极限承载力(抗压)(在该荷载下的下沉或下沉速率剧烈增大)可由下式确定：Pu＝Ppu＋ΣPsi(式中Ppu极限桩端承载力；ΣPsi桩端以上土层极限侧阻力的总和)。??? 该工程地质特点是持力层埋深浅，而上部土层为软弱土层，在不大的荷载下，就能达到整个桩身极限侧阻力。夯扩桩扩大了的桩头，降低了桩端应力水平，阻止了桩尖的刺入破坏。省标准《建筑软弱地基基础设计规范(DBJ 10-1-90)条文说明》中指出，夯扩桩是以端承为主，侧阻力为辅的桩型，适用于上部为软弱土层，在距地表4～14m处有一层性质较好的桩端持力层。这表明在该工程采用夯扩桩是符合设计规范要求,能达到经济、实用、技术合理的目的，是较为可行的设计方案。 （2）设计参数和承载力的确定 ??? 3a土层是一个较理想的持力层，该土层分布广泛，厚度也较均匀(表1)。根据地质报告提供的参数和省标准《建筑软弱地基础设计规范(DBJ 10-1-90)》，初步确定夯扩设计参数为第一次在外管内灌注的混凝土高度H＝1900mm；外管上拔高度h＝800mm ；混凝土全部夯出外管后外管和内夯管同步下沉深度h－c＝600mm。代入各参数后可取D＝600mm。??? 根据《DBJ 10-1-90》规范的公式；可算得单桩竖向承载力标准值Ｒk＝565kN，设计时取作550kN。由此可见桩端土承载力约占总承载力标准值的75%以上。 （3） 桩端进入持力层深度 ??? 桩的承载力，主要是桩端承载力，随着进入持力层的深度(特别是进入砂质粉土类粉砂层的深度)不同而具有不同的变化规律，称之为深度效应。深度效应的主要规律之一是存在着一个临界深度hc。当桩进入持力层的深度h＜hc时，桩端极限承载力qpu基本上随深度而线性增大，当h≥hc时，qpu则保持不变，称之为端阻力稳定值，规范中推荐的进入持力层深度为1.50～2.00m。根据本工程地质的实际情况，选择进入持力层深度为1.5m，有效桩长7.5m。 三?桩基施工 ??? 在江干区打沉管灌注桩常出现这样的现象：一种是施工时无法将混凝土灌到设计标高，另一种是开挖