复合地基变形控制设计新思想
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浅析水泥土搅拌桩复合地基在软土地基处理中存在的问题及解决对策摘要:水泥土搅拌桩作为一种较为成熟的软土地基处理方法在国内外已得到了广泛应用。
但现阶段的实际应用中尚存在着一些问题。
本文根据实际应用现状,分析了在不同地质条件下该技术应用中存在的一些问题,提出了相应的解决方法与措施。
关键词:水泥土搅拌桩;复合地基;软土地基;地基处理一、在软土地基处理中水泥土搅拌桩复合地基存在的问题水泥土搅拌桩复合地基的设计与施工是一个比较复杂的工程技术课题,其工程技术效果往往与设计方案的科学性和施工工艺的正当性密切相关,这里就该项技术应用中常见的一些问题分析大致为以下几点:(1)水泥土搅拌桩复合地基是区别于桩基础设计的地基处理方案,设计者往往在计算过程中侧重于对搅拌桩的单桩承载力计算,忽略了复合地基桩间土对地基承载力的贡献。
实际桩间土的贡献度相当可观,忽略势必造成工程经济的浪费。
(2)水泥土搅拌桩桩身长度的控制不仅取决于复合地基承载力,也应考虑地基的变形。
作者曾遇到过某项工程其复合地基承载力无论是理论计算还是检测结果均有足够的安全度,但该工程在实际使用过程中还是发生了过量的倾斜变形。
分析结论是该工程设计搅拌桩桩身长度未考虑到场地土层条件桩端下地基土层的不均匀性与建筑荷载的不均匀性,其荷载偏大的部位桩端下软弱土层偏厚,荷载中心偏向压缩性能较差的地基部位,产生主体的偏斜无可厚非。
(3)复合地基的褥垫层设计是地基处理新旧规范区别的一大改进,是通过大量试验研究的一项成熟的理论与经验,其厚度控制与质量状况直接关系到桩与桩间土承载能力的有效发挥,工程中却往往忽略了此点,设计了不合理的垫层,影响了该项工程技术应用效果。
(4)水泥土搅拌桩开挖外观检测时,发现桩体成型不完整,水泥与土分离成千层饼状,甚至块状,桩体水泥与土没有充分拌和,无疑达不到设计要求的强度,影响工程质量。
二、水泥土搅拌桩复合地基在地基处理中问题的对策2.1复合地基承载力计算复合地基承载力计算应根据地基处理设计规范,先确定桩长,计算单桩承载力,再根据拟定的面积置换率,计算复合地基承载力,最终确定合理的基础受力面积,或者根据拟定的基础受力面积与合理的桩长,反算搅拌桩的面积置换率,最终确定水泥土桩的布置密度。
复合地基处理设计原则及要点复合地基处理设计原则及要点主要包括以下几个方面:1.满足承载力和变形要求设计应确保复合地基能够提供足够的承载力以支撑建筑物的全部荷载,并控制地基变形在允许范围内,以防止因沉降不均匀导致的结构损坏或影响使用功能。
2.适应特殊土性质当地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等具有特殊工程性质的土体时,设计应充分考虑这些土体的特性:欠固结土:可能有较大的固结沉降,需考虑预压或选用能快速加载的处理方法。
膨胀土:需采取措施限制其吸水膨胀和失水收缩,如设置防渗层、采用抗膨胀材料等。
湿陷性黄土:需消除或减轻其湿陷性,如通过强夯、换填、预浸水等方法。
可液化土:需提高其抗液化能力,如采用振冲碎石桩、深层搅拌法等。
3.合理选择增强体材料与类型根据工程需求、地基土性质和经济性,选择适宜的增强体材料,如刚性桩(如混凝土预制桩、灌注桩等)、柔性桩(如砂桩、碎石桩等)、或无粘结材料桩(如CFG桩)。
考虑增强体的力学性能、耐久性、施工可行性以及与地基土的相互作用。
4.优化增强体布置与施工工艺根据荷载分布、地基土特性及建筑物形状,合理设计增强体的平面布置、间距、深度及数量,以实现荷载的有效分散与传递。
选择合适的施工工艺,如静压、振动、锤击、旋喷、深层搅拌等,确保增强体的施工质量及与周围土体的良好结合。
5.充分地质勘察与分析在设计前进行详细的地质勘察,准确掌握地基土层分布、物理力学性质、地下水条件等信息,确定地基处理的范围、深度及所需的处理强度。
对勘察数据进行深入分析,识别潜在问题,如不良地质现象、特殊土层分布等,为设计提供可靠依据。
6.严格设计计算与验算按照相关设计规范进行承载力计算、变形计算及稳定性分析,确保复合地基满足结构安全与正常使用要求。
对有粘结强度的增强体复合地基,按照实体深基础方法进行验算;变形计算应遵循《建筑地基基础设计规范》的规定。
7.考虑环境影响与施工监测设计应考虑施工过程对周边环境的影响,如噪声、振动、污染等,采取必要的环保措施。
CFG(Cement Fly Ash Gravel)复合地基处理是一种利用水泥、粉煤灰、碎石混合物形成的高粘结强度桩体与桩间土共同承担上部荷载的地基加固技术。
其设计原则及要点主要包括以下方面:1.满足工程需求承载力提升:设计应确保CFG桩复合地基能提供足够的承载力,以支撑建筑物及相应荷载,避免因承载力不足导致的不均匀沉降或失稳。
变形控制:考虑建筑物对地基变形敏感度,合理设计CFG桩的布置、直径、长度及桩间土的加固方式,以控制整体及局部沉降在允许范围内,减小差异沉降,保证建筑物正常使用。
2.适应土质特性地质勘察:详细调查场地地质条件,包括土层分布、物理力学性质、地下水情况等,为设计提供准确依据。
桩型选择:根据土层特性和工程要求,选择适宜的CFG桩类型(如纯桩型、刚性桩型、柔性桩型等)及配比(水泥、粉煤灰、碎石比例),以充分发挥材料的性能优势。
3.优化设计参数桩间距与布桩形式:确定合理的桩间距和布桩模式(如正方形、矩形、梅花形等),以保证桩间土的有效应力传递,实现桩土共同作用。
桩长与入土深度:根据承载力需求和土层分布,确定桩长及入土深度,确保桩尖进入稳定土层或达到预期持力层。
褥垫层设计:设计合适的褥垫层厚度与材料(如粗砂、碎石等),以调节桩顶荷载分布,促进桩土应力传递与协调变形。
4.经济性与施工可行性成本效益分析:对比不同设计方案的材料消耗、施工难度、工期等因素,选择经济效益最佳的方案。
施工工艺与设备:考虑施工工艺的成熟度、设备的可获得性与适用性,确保施工过程高效、质量可控。
5.环境保护与可持续性材料利用:充分利用工业废料(如粉煤灰),减少环境污染,实现资源循环利用。
施工环保:采取措施降低施工噪音、粉尘污染,减少对周围环境的影响。
6.法规与规范符合性规范遵循:严格遵守国家及地方相关标准,如《建筑地基基础设计规范》、《CFG桩复合地基技术规程》等,确保设计参数准确、计算方法正确。
7.质量控制与监测施工质量控制:制定详细的施工质量控制措施,包括原材料检验、搅拌工艺控制、成桩质量检测(如超声波检测、静载试验等)。
Science and Technology & Innovation|科技与创新2024年第08期DOI:10.15913/ki.kjycx.2024.08.037软土地区CFG复合地基承载特性及群孔效应控制技术研究胡械1,粟学平1,丁振亚1,魏永平1,伍豪2(1.中交广州航道局有限公司,广东广州510290;2.中交广航局第五工程有限公司,重庆401329)摘要:随着中国地基技术的发展,CFG(Cement Fly-ash Gravel,水泥粉煤灰碎石桩)由于自身的性能较好,对提高地基处理后的承载力有较好的效果,并且在使用过程中,可使桩和桩间土共同分担上部荷载,经济效益高且施工简单,被广泛应用于工程中。
依托自贡市东部新城三期基础设施建设,在以往地基处理的基础上,对CFG复合地基桩进行分析研究。
关键词:路基回填;压实度;回填填料;CFG桩中图分类号:TU47 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)08-0127-03在中国基础建筑越来越多的情况下,人们对建筑物地基的设计要求越来越高,但一些地区的天然地基达不到建筑物的设计要求,往往需要对地基进行处理。
CFG桩在地基处理中具有自身的优势,如提高地基承载力和处理完后地基沉降小等。
复合地基就是针对无法满足上部建筑物荷载设计要求的天然地基,通过置换部分土体、设置加筋材料等人工处理措施,使地基获得高强度的承载力等。
目前,CFG复合地基桩是运用最多的一种地基处理措施。
随着相关学者对CFG桩的深入研究,一部分学者对CFG桩的研究较成熟。
赵春风等(2015)[1]发现,灌注桩桩孔孔径会随着时间推移逐渐缩小,而且孔径缩小到一定程度后会逐渐趋于稳定;闫静雅(2007)[2]对单个钻孔灌注桩进行了研究,发现单个钻孔灌注桩成孔后会对旁边的桩基产生影响;孙瑞民等(2009)[3]采用预埋土压力计的方法对长螺旋CFG桩施工进行了研究,发现在钻孔形成后孔隙水压力会发生变化。
浅谈电力土建工程中推广复合地基理论在工程中的应用【摘要】随着我国加入wto,国民经济迅速提升,电力与普通民众的生活联系越来越紧密,各电建施工企业的施工任务都非常繁重,目前电力工程地基对电力工程建设造价控制是影响非常大,因此在电力行业未来发展中地基处理技术将是一个十分重要的课题,本文主要针对电力工程土建地基技术进行分析讨论,仅供参考。
【关键词】电力工程地基技术技术分析【中图分类号】tu974【文献标识码】【文章编号】1674-3954(2011)03-0328-01随着电力市场步入市场经济化,面对当前激烈的竞争形势,我国现代化建设的蓬勃发展,电力建设作为主力机组也进入高速发展的时期,电力土建工程建( 构) 筑物高、大、重、深的特点必将更为突出,对地基承载力和变形要求更高,特别是设备及管道对地基差异沉降要求更严。
今后多数厂址分布在沿海软土地区、内地山区和其他特种土地基上,不得不采取各种地基处理措施来满足建设需要。
一、采用变形控制及变形协调方法进行地基设计地基设计分强度设计和变形计算两部分,设计强度是可提高也可降低使用的,而建筑物变形值不应大于地基变形的容许值,这是一个非常重要的原则。
基础设计是否合理是根据地基变形结果来检验的,这就是变形控制理论的基本思想。
电力工程土建设计对地基变形的要求不同于一般工业与民用建筑,其特点是既要满足结构对地基变形的要求,又要满足设备及高温、高压管道对地基变形的要求。
所以,控制好地基的变形,对于电力工程尤为重要。
电力土建工程变形计算还应提高准确度。
过去计算沉降误差太大,是阻碍地基设计按变形控制理论推广的主要原因,如今由于“规范”沉降计算公式引起的误差,已由新“规范”通过经验修正系数调整了。
尽管如此,岩土工程师们还有可能忽视沉降计算中以下4 个问题,而产生新的误差,本文提示如下:1、计算沉降时要对不同深度分别按其自重应力加上附加应力的应力范围取es 值,对于深部土层就要取较大应力范围内的模量值,其模量值提高了。
《建筑地基基础设计规范》《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)新内容有关调整部分:新规范于2002年4月1日启用,原规范(GBJ7-89)于2002年12月31日废止;新规范规定必须严格执行的强制性条文共27条,具体分配为:第3章有2条、第5章有4条、第6章有3条、第7章有3条、第8章有9条、第9章有3条、第10章有4条;新规范主要修订内容是:明确了地基基础设计中承载力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法;强调按变形控制设计的原则,满足建筑物使用功能的要求;细化岩石分类和地基土的冻胀分类;增加有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法;增加岩石边坡支护设计方法;增加复合地基设计方法;增加基坑工程设计方法;增加地基基础检测与监测内容;取消了壳体基础设计的规定。
新规范第1.0.2条中明确规定:地基基础设计,必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则;根据岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,精心设计。
新规范第1.0.4条中明确规定:在设计时,荷载取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定;基础的计算尚应符合现行国家标准《砼结构设计规范》(GB50010)和《砌体结构设计规范》(GB50003)的规定。
强制性条文部分:第3章“基本规定”之强制性条文:第3.0.2条:根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应符合下列规定:所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定;设计等级为甲级、乙级的建筑物(地基基础设计等级分类参见表3.0.1),均应按地基变形设计;注:场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物,被定为丙级建筑物。
表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算,如有下列情况之一时,仍应作变形验算:地基承载力特征值小于130Kpa,且体型复杂的建筑;在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀沉降时;软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时;相邻建筑距离过近,可能发生倾斜时;地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。
回填土地基上独立基础的CFG桩复合地基设计作者:高美玲郑祺恺孙少游张红涛闫佐菲来源:《城市地质》2024年第01期摘要:CFG桩复合地基主要用于多层及高层建筑物,以往的研究和应用主要是针对基础埋深相对较深的情况。
对于回填土地基的独立基础,采用桩基础相对较多,采用CFG桩复合地基较少。
文章从受力机理、变形特性和工程造价等角度对桩基础和CFG桩复合地基进行对比分析,探讨了CFG桩复合地基的优势。
同时,依托具体工程实例,依据不同规范,对回填土地基上独立基础的CFG桩复合地基沉降计算进行对比分析。
结论如下:对于承载力要求不高的独立基础,相比桩基础,CFG桩复合地基在满足承载力和变形控制的前提下,能够大幅度节约工程造价;位于回填土地基上的独立基础CFG桩复合地基设计以沉降控制为主,承载力计算和沉降计算均需考虑填土的不利影响,沉降计算需按照整体进行协同计算。
关键词:桩基础;回填土地基;独立基础;CFG桩复合地基CFG pile design of independent foundation on backfill soil foundationGAO Meiling1, ZHENG Qikai2, SUN Shaoyou1, ZHANG Hongtao1, YAN Zuofei1(1.Beijing General Municipal Engineering Design & Research Institute Co., Ltd., Beijing 100082, China;2.Beijing Institute of Ecological Geology, Beijing 100120, China)Abstract: CFG pile composite foundation is mainly used for multi-storey and high-rise buildings. In the past, researches and applications were mainly for the relatively deep foundation. For the independent foundation of backfill foundation, in general there is more pile foundation and less CFG pile composite foundations. This paper compares and analyzes the pile foundation and CFG pile composite foundation from the perspectives of stress mechanism, deformation characteristics and engineering cost. It also discusses the advantages of CFG pile composite foundation. Besides,relying on specific engineering examples, the settlement calculation of CFG pile composite foundation on the independent foundation of backfill foundation is compared and analyzed under different specification conditions. The following conclusions are drawn: for the independent foundation with low bearing capacity, compared with the pile foundation, CFG pile composite foundation can greatly save the engineering cost under the premise of meeting the bearing capacity and deformation control. The design of CFG pile composite foundation on the independent foundation of backfill foundation is mainly based on settlement control. The bearing capacity calculation and settlement calculation should consider the adverse effect of filling soil, and the settlement calculation should be calculated in accordance with the overall collaborative calculation.Keywords: pile foundation; backfill soil foundation; independent foundation; CFG pile隨着工程建设的迅速发展,复合地基以其特有的优势得到了越来越广泛的应用(韩煊等,2002;牛志荣等,2000;任贵生,2023)。