高压旋喷桩复合地基方案设计第二版.doc

目 录1、工程概况- 1 -2、场地条件- 1 -场地位置、地形地貌- 1 -地层结构与分布- 2 -场地水文条件- 4 -3、高压旋喷桩复合地基设计- 5 -设计依据- 5 -地基加固技术要求- 5 -旋喷桩加固设计计算- 5 -旋喷桩布置- 10 -旋喷桩桩长- 10 -褥垫层- 10 -设计工程量- 10 -旋喷桩施工工艺与施工方法- 11 -施工控制参数- 12 -4、旋喷地基加固质量检测- 12 -附：高压旋喷桩桩位平面布置图 (3)1、工程概况市利州区快乐人家项目由市利州区利元国有投资投资建设，由工程进展建筑设计。该项目为高层商住楼小区，由18层局部为商业裙房、28层等八幢高层建筑物与一幢商业用房含社区用房组成。本工程需要进展地基处理的是其中六幢，各主要拟建建筑物根本特征见表1.1。编号层数(层)建筑高度m结构类型地下室层数±标高m筏板根底基底标高m筏板根底厚度(m)2号楼18框剪13号楼18框剪14号楼18框架15号楼18框架16号楼18框架17号楼18框架1本工程由工程设计。根底埋深详见表1.1，要求复合地基承载力特征值:fspk 510kPa。根据快乐人家岩土工程勘察报告和设计要求，该场地2、3、4、5、6、7主楼筏板根底围基底以下粉砂、砂夹卵石、稍密卵石与中密卵石等地层变形与承载力不能满足设计要求，需对该围地基进展加固处理。我公司受建设单位委托进展该工程地基加固处理设计。根据拟建物性质、场地工程地质与水文地质条件以与地区地基加固处理经验，本着技术可靠、施工可行和经济合理的原如此，经多方比拟，我公司对该工程采用高压旋喷桩地基加固处理方案设计。2、场地条件2.1场地位置 、地形地貌拟建场地位于市利州区大石片区快乐村境。市地处盆地北部边缘、川陕甘三省结合部，位于、和四大西部城市之间的腹心地带，是川陕甘毗邻地区的交通枢纽和物资集散中心，集水、陆、空于一体。宝成铁路、广旺铁路和108、212两条国道主干线在市区交汇，嘉陵江水运可直达，机场已建成通航，成绵广高速快捷方便。拟建场地位于嘉陵江一级支流南河mm。场区地貌总体属构造侵蚀中低山地貌；场地微地貌单元属嘉陵江水系之南河级阶地，地貌类型较单一。根据快乐人家岩土工程勘察报告，勘探深度围地基土层依次为：第四系全新统人工填土层Q4ml杂填土、第四系全新统耕植层Q4pd耕土、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl成因的砂质粉土、粉砂、细砂和卵石、侏罗系中统沙溪庙组J2S泥岩。场各岩土结构与特征从上到下为： 第四系全新统人工填土层Q4ml杂填土：杂色，稍湿，松散，主要由砌筑道路的砂卵石、混凝土块组成，含少量的粉土与生活垃圾等。主要分布于现状道路处，钻探揭露厚度0.303.20m。第四系全新统耕植层Q4pd耕土：场地均有分布。杂色，松散状，以粉土为主，土中含少量卵石、贝壳等杂物，土质较均匀，主要分布于居民种植用地，钻探揭露厚度0.50m。第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl砂质粉土：褐黄色，稍湿，稍密。以粉土为主，含约1520%粘性土与少量粉砂，土中含黑色碳质物与褐红色铁锰质氧化物斑点。土体干强度、韧性低，无光泽反响，轻度摇振反响；场地普遍分布，揭露厚度0.504.60m。粉砂：褐灰褐黄色，稍湿湿，松散状。系石英、长石、云母细片、岩屑与暗色矿物等颗粒组成，呈透镜体状分布于卵石层中。该层局局部布，揭露厚度0.501.50m。细砂：褐灰褐黄色，稍湿湿，松散状。系石英、长石、云母细片、岩屑与暗色矿物等颗粒组成，呈透镜体状分布于卵石层中，该层局局部布，揭露厚度0.502.05m。卵石：褐色，局部为棕红色，稍密中密密实，稍湿饱和，卵石主要成分为石英砂岩、石英岩、灰岩，粒径一般2-15cm，磨圆度较好，呈圆状、亚圆状，含漂石，局部含少量粘土；充填物上部主要为粉土，下部以中细砂为主。根据超重型 N120动力触探试验与钻探进入难易程度和取芯样充填程度，将其可分为砂夹卵石-1、稍密卵石-2、中密卵石-3等三个亚层：砂夹卵石-1：呈层状、似层状和透镜体分布主要分布于卵石层中，充填物以细砂为主，卵石含量小于55%，排列十分混乱，绝大多数不接触，N120锤击数13击/10cm。揭露厚度0.204.00m。稍密卵石-2：呈层状、似层状和透镜体分布于卵石层中，卵石含量约55-60%，粒径一般2-6cm。超重型N120动力触探试验击数3N120<6击。场地普遍分布。揭露厚度0.404.20m。中密卵石-3：呈层状、似层状和透镜体分布于卵石层中，卵石含量约65%，粒径一般310cm，含漂石，超重型N120动力触探试验击数6N120<11击。揭露厚度0.206.20m。侏罗系中统沙溪庙组J2S泥岩 ：紫红色，稍湿，细粒泥质结构，层状构造，主要矿物成分为石英、长石与云母等。在钻孔揭示深度围，场地普遍分布，岩质软，岩石质量指标一般为2550%，属岩石质量差的岩石，岩石暴露于空气中易风化，遇水易软化。根据钻探难易程度分为-1和-2两个亚层。强风化泥岩-1：紫红色，层理清晰，其矿物成份为粘土矿物，风化裂隙发育，易风化；岩体破碎，岩质软，岩体根本质量等级可化为级。该层分布于整个场地，揭露厚度0.802.10m。中风化泥岩-2：紫红色紫褐色，层理清晰，其矿物成份为粘土矿物，泥状结构，风化裂隙较发育，巨厚层构造。岩芯较完整，岩芯呈长柱状，少局部呈短柱状，具有易风化的特征。锤击易碎、声哑，用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进。岩芯采取率达90%以上。岩石为软岩，岩体完整程度为较完整，岩体根本质量等级为级。地均有分布，本次钻探未予揭穿该层，最大揭露厚度10.20m。砂岩：灰黄色，细粒结构，厚层巨厚层状构造。矿物成分以长石、石英与云母为主，少量岩屑与暗色矿物等，泥质胶结，夹薄层泥岩。根据风化程度划分以下亚层：强风化砂岩-1：矿物成分显著变化，组织结构大局部破坏，节理、裂隙发育，岩质软，岩石强度较低，手可捏碎成粉砂状或手掰即断，岩体完整程度一般，岩芯多呈碎块状、粉状，少量呈短柱状。中风化砂岩-2：组织结构局部破坏，层理清楚，沿节理面见褐色次生矿物，局部裂隙发育,锤击易碎,岩质较硬，强度较高，岩芯大多呈短柱状，少量半柱状和碎块状。土层名称与 代 号土的重度(kN/m3)地基承载力特征值fak(kPa)压缩模量EsMPa变形模量EOMPa抗剪强度指标抗压强度标准值(MPa)桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)桩的极限端阻力标准值qpk(kPa)粘聚力CkPa摩擦角度天然饱和杂填土/耕土50/砂质粉土100/30粉砂90021/25细砂90021/45砂夹卵石160027/751800稍密卵石280031/902000中密卵石420036/1202200强风化泥岩300/1401200中风化泥岩800/150强风化砂岩500/1200中风化砂岩1000/拟建场地无地表水体分布，区域地表水主要为南河河水。场地地下水类型主要为松散堆积层孔隙潜水和基岩裂隙水。m，高程475.81481.57m。场地地下水丰水期年变化幅度为1.52.5m，渗透系数可取18m/d。预计至丰水期历年7、8、9月份，在自然条件下场地最高水位可能达到483.50m。基岩裂隙水主要赋存于侏罗系中统沙溪庙组基岩构造裂隙与风化带裂隙中，地下水主要承受孔隙潜水、大气降水补给，据钻孔揭露，该基岩地层以泥岩与为主，泥岩岩质软，其强风化带裂隙发育，有一定延伸，其透水性、赋水性均一般，水量一般，无统一水位，对根底施工影响较小。场地地下水对砼与砼中钢筋均具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。场地土对砼结构、砼中钢筋均具微腐蚀性。3、高压旋喷桩复合地基设计1建筑地基处理技术规JGJ 79-2012；2建筑地基根底设计规GB 50007-2011；3建筑地基根底工程施工质量验收规GB 50202-2002；4省建筑地基根底检测技术规程(DBJ51/T014-2013)；52、3、4、5、6、7号楼根底平面布置图；6快乐人家岩土工程勘察报告(工程)。根据设计要求，需要对筏板根底以下砂卵石地基进展高压旋喷桩加固处理，经过高压旋喷桩处理后，要求加固处理后形成的复合地基承载力须满足:fspk510kPa。3.3.1 复合地基计算公式根据场地地质条件与施工经验，高压旋喷桩成桩直径为500mm，以强风化泥岩作为桩端持力层。高压旋喷桩为有粘结强度增强复合地基。根据建筑地基处理技术规JGJ79-2012第7.4.3条，按如下式计算且结合地区经验确定。 3.3-1-2-3-4式中：复合地基承载力特征值，取510kPa；面积置换率；单桩承载力发挥系数，取0.9；单桩竖向承载力特征值；2；桩间天然地基土承载力特征值，根据地勘资料，综合取=200kPa；桩间土承载力折减系数，根据经验取0.8。第i层土的厚度，按照地勘资料取值本工程中按最短桩长进入强风化泥岩层0.5m计算；p桩端端阻力发挥系数，有粘结强度增强复合体桩根据经验取0.8。单桩分担的处理地基面积的等效圆直径；与旋喷桩桩身水泥土配合比一样的室加固土试块在标养条件下28d龄期的立方体抗压平均强度，取7.5MPa；桩周长，取1.57m；桩长围划分的土层数；桩周第i层土的侧阻力特征值，详见表2.2；桩端地基土未经修正的承载力特征值，根据地勘提供高压旋喷桩补充设计参数，本工程桩端置于强风化泥岩上，勘察单位提供的补充资料取值600kPa。3.3.2 2、3号楼复合地基计算3.3.2.1 高压旋喷桩间距计算与承载力复核计算按照最不利ZK15号钻孔计算，桩长按进入强风化泥岩考虑。 土名指标粉砂中密卵石稍密卵石强风化泥岩土层厚度(m)桩的侧阻力特征值qsi(kPa)136045桩端端阻力特征值qp(kPa)600根据公式××××600××7500×kN。根据公式，取510kPa，求得2、3号楼筏板根底地基处理m0.209。本工程高压旋喷桩按照等边三角形布置，根据m=d2/de2，de=1.05s, 求得s1.04m其中d=0.50m。按照等边三角形布桩，最小桩距取1.00m。如此m=d2/de2=0.227当桩按等边三角形布置时，de=1.05s，通过公式3.3-1：计算得fspk540.62kPa>510kPa，满足设计对复合地基承载力要求。 3.3.2.2 复合土层压缩模量计算复合土层的压缩模量Espk等于桩间土各天然地基土层压缩模量Es的倍，fspk / fsk Espk=Es(1)粉砂层 Es取5.20 MPa ，fspk取510kPa，fsk取90.0kPa，Espk=Es×5.20=29.5MPa。(2)中密卵石层 Es取37.50 MPa ，fspk取510kPa，fsk取420.0kPa，Espk=Es×37.5=45.4MPa。(3)稍密卵石层 Es取22.50 MPa ，fspk取510kPa，fsk取280.0kPa，Espk=Es×22.5=45.4MPa。3.3.3 4、5号楼复合地基计算3.3.3.1 高压旋喷桩间距计算与承载力复核计算按照最不利ZK94号钻孔计算，桩长按进入强风化泥岩考虑。 土名指标稍密卵石砂夹卵石稍密卵石中密卵石强风化泥岩土层厚度(m)桩的侧阻力特征值qsi(kPa)45384560桩端端阻力特征值qp(kPa)600根据公式×××××600××7500×kN。根据公式，取510kPa，求得4、5号楼筏板根底地基处理m0.209。本工程高压旋喷桩按照等边三角形布置，根据m=d2/de2，de=1.05s, 求得s1.04m其中d=0.50m。按照等边三角形布桩，最小桩距取1.00m。如此m=d2/de2=0.227当桩按等边三角形布置时，de=1.05s，通过公式3.3-1：计算得fspk540.62kPa>510kPa,满足设计对复合地基承载力要求。 3.3.3.2 复合土层压缩模量计算复合土层的压缩模量Espk等于桩间土各天然地基土层压缩模量Es的倍，fspk / fsk Espk=Es(1)稍密卵石层 Es取22.50 MPa ，fspk取510kPa，fsk取280.0kPa，Espk=Es×22.5=40.9MPa。(2)砂夹卵石 Es取16.00 MPa ，fspk取510kPa，fsk取160.0kPa，Espk=Es×16.0=51.0MPa。 (3)中密卵石层 Es取37.50 MPa ，fspk取510kPa，fsk取420.0kPa，Espk=Es×37.5=45.4MPa。3.3.4 6、7号楼复合地基计算3.3.4.1 高压旋喷桩间距计算与承载力复核计算按照最不利ZK120号钻孔计算，桩长按进入强风化泥岩考虑。 土名指标粉砂砂夹卵石中密卵石稍密卵石中密卵石强风化泥岩土层厚度(m)桩的侧阻力特征值qsi(kPa)1338604560桩端端阻力特征值qp(kPa)600根据公式××××××600××7500×kN。根据公式，取510kPa，求得6、7号楼筏板根底地基处理m0.209。本工程高压旋喷桩按照等边三角形布置，根据m=d2/de2，de=1.05s, 求得s1.04m其中d=0.50m。按照等边三角形布桩，最小桩距取1.00m。如此m=d2/de2=0.227当桩按等边三角形布置时，de=1.05s，通过公式3.3-1：计算得fspk540.62kPa>510kPa,满足设计对复合地基承载力要求。 3.3.4.2 复合土层压缩模量计算复合土层的压缩模量Espk等于桩间土各天然地基土层压缩模量Es的倍，fspk / fsk Espk=Es(1)粉砂层 Es取5.20 MPa ，fspk取510kPa，fsk取90.0kPa，Espk=Es×5.20=29.5MPa。 (2)砂夹卵石 Es取16.00 MPa ，fspk取510kPa，fsk取160.0kPa，Espk=Es×16=51.0MPa。 (3)中密卵石层 Es取37.50 MPa ，fspk取510kPa，fsk取420.0kPa，Espk=Es×37.5=45.4MPa。 (4)稍密卵石层 Es取22.50 MPa ，fspk取510kPa，fsk取280.0kPa，Espk=Es×22.5=40.9MPa。根据设计计算得出的置换率与桩间距，结合各栋建筑根底形式，在筏板根底围均匀布桩，布桩形式采用等边三角形布置，桩间间距为1.00m，局部位置布桩根据现场根底形式有所调整。详见高压旋喷桩桩位平面布置图。高压旋喷桩以强风化泥岩为桩端持力层，桩长根据地质情况确定。根据地勘资料揭露地层情况：旋喷桩处理深度6.108.80m，2、3号楼平均桩长约7.8m， 4、5号楼平均桩长约7.10m， 6、7号楼平均桩长约7.3m。竖向承载旋喷桩复合地基宜在基底至桩顶之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm，其材料用级配砂卵石，含泥量不大于5%。褥垫层的铺设宽度宜大于根底尺寸200mm。褥垫层需经静力压实或动力压实法桩间土含水量较少时压实，其夯实后的厚度与虚铺厚度之比不大于0.9。按照高压旋喷桩桩位平面布置图和地勘资料揭露地层情况，设计工程量详见下表：工程量名称地基处理围m2褥垫层面积m2旋喷桩数根预计平均处理深度m预计总进尺深度m总桩数根总米数m2、3号楼172255134、5楼18866、7号楼1905 测量放孔采用SH-30型钻机引孔(或采用YXZ70钻机冲击引孔)置入旋喷管自孔底至基底高压旋喷孔口补浆浆体养护加固效果检测褥垫层施工。 1测放桩位：根据本技术方案灌浆点平面布置图，施放各旋喷桩位置。在施工过程中，随时复核桩位，以保证桩位准确。 2成孔先根据现场实际地层情况，用SH-30型钻机引孔至设计深度。场地假如遇有漂石，如果SH30型钻机无法引孔至设计深度，应采用YXZ70钻机引孔至设计深度。 3下旋喷管：将旋喷管放入成好的孔中，下旋喷管过程中须保证喷嘴不被堵塞和钻杆接头处不松动。 4旋喷作业：在旋喷管放入设计深度后，在旋喷过程中控制压力25MPa、转速1620转/分和提速1525cm/min，慢速提升旋喷管至桩顶。为确保复合地基质量，在桩底和桩顶1.0m位置须复喷12次。旋喷作业完成后，须将不断冒出地面的浆液回灌到桩孔，直到桩孔的浆液面不再下沉为止。桩顶浮浆与保护桩长度约0.20.4m。5旋喷桩施工完成后，整平场地，进展外表处理包括清理桩头等，在外表铺设一层300mm厚的级配良好的砂卵石，碾压密实，压实后的褥垫层厚度与虚铺厚度比不得大于0.90。 1严格根据地勘报告和现场成孔情况，确保桩达到设计深度。2严格控制喷射压力与旋喷管的提升速度，对桩顶和桩底1.0m深度围进展复喷。本次采用单重管法施工，其原理是高压水泥浆通过特制的钻杆，送至钻杆端部，通过喷嘴形成喷射流，冲刷切割土体，并置换局部土体，并与局部土体混合，由此形成具有一定强度的水泥土固结体。高压旋喷拟定参数如下：喷浆压力：25MPa提升速度：1525cm/min旋转速度：1620r/min水泥浆水灰比：1:1水泥每米使用量：约100150kg。4、旋喷地基加固质量检测在正式施工前，应按照国家相关规和规程选取试验桩进展施工，并由建设单位委托具有资质的检测单位对试验桩进展检测，只有试验桩检测结果满足设计要求后才能进展正式施工。旋喷桩正式施工完毕28天后，应由建设单位委托具有资质的检测单位对地基加固效果进展检测，检测应采取复合地基载荷试验和单桩载荷试验：抽取高压喷射注浆桩数的0.5%1%且不少于3点进展复合地基载荷试验；抽取高压喷射注浆桩数的0.5%1%且不少于3点进展单桩载荷试验。经相关单位验收合格后方可进展浮土清理褥垫层位置清理深度为根底垫层底面以下300mm与褥垫层施工。旋喷桩地基加固质量检测应按照省建筑地基根底检测技术规程(DBJ51/T014-2013)执行。