长短桩基础工程应用例析_单排桩基础算例

   摘要:长短桩复合地基能够有效地发挥长短桩和桩间土的潜能,提高地基的承载力,降低地基沉降,在建筑工程中有着广泛的应用。长短桩复合地基的应用设计主要包括选用恰当的桩型,确定桩径、桩长与桩距,确定桩数以及褥垫层设计等。
  关键词:长短桩;复合地基;应用
   Abstract: length pile composite foundation can effectively play pile and soil pile length between the potential and to improve the bearing capacity of the foundation, reduce the foundation settlement, in building engineering in a wide range of applications. The length of the pile composite foundation application design including the selection of appropriate main pile type, sure, pile length and pile diameter pile interval, sure pile Numbers and serveral problems design, etc.
  Key words: pile length; Composite foundation; application
  
  中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
  引言
  长短桩复合地基是一种新的地基处理形式,既能够有效地控制沉降,又能够降低地基处理成本。在建筑工程中采用长短桩复合地基,有利于缩短工期,节约资金,确保工程质量。
  1长短桩基础应用设计
  1.1选用恰当的桩型
  选用恰当的长桩与短桩的桩型,是长短桩基础应用的首要环节。通常,选择长桩时,可以采用具有较高桩体强度的半刚性桩、刚性桩。综合分析长短桩基础工程所在地的地质条件,选用合适的桩身材料,确保桩身的承载力能够接近端承力、桩侧摩阻力所产生的承载力,有效发挥桩体材料的作用,实现良好的经济效益。根据浅部土层的性质,选用短桩,一般可以采用柔性桩或散体材料桩。
  1.2确定桩径、桩长与桩距
  建筑物对变形与承载力的要求、设备条件以及土质条件等因素,决定了长桩与短桩的桩长。确定长桩与短桩的长度时,需要充分分析软弱土层的厚度,长桩与短桩均需要超过浅表层软弱土层。此外,长桩还需要结合沉降控制要求,长桩的桩端需要落在承载力较好的持力层上。如果软弱土层相对较厚,确定长桩与短桩的长度时应当重点考虑沉降控制因素。长桩的桩径与短桩的桩径可以保持一致,也可以不一致,通常情况下桩径为350-600mm。长短桩之间的间距应当是桩径的3-5倍。在工程实践中,施工机具、土性、变形、复合地基承载力等共同决定了桩间距的大小。如果承载力设计要求较大,就应当采用较小的桩间距;如果承载力设计要求较小,就可以采用较大的桩间距。较大的桩间距有利于施工,还能够降低相邻桩之间的相互影响。此外,还应当注意等间距布置长短桩。
  1.3确定桩数
  可以采用下列方法确定长短桩的具体数量。首先假定短桩的数量,接着进行短桩复合地基承载力的计算,按照工程项目设计的复合地基承载力标准算出长桩的置换率,进而计算出长桩的数量,最后验算长短桩复合地基的沉降能否达到工程项目的设计要求。若是长短桩复合地基能够达到工程项目设计的沉降要求,就可以采用计算得出的长短桩的数量方案。改变短桩的假定数量,并且重复上述计算,找出可以采用的全部设计方案。综合分析这些方案的经济性,确定最佳的长短桩数量设计方案。
  1.4设计褥垫层
  褥垫层在长短桩复合地基中发挥着重要的作用,其有助于将桩间土与桩联合起来。褥垫层通常是散体材料,创造了长短桩的桩体向上刺入的条件,能够确保桩间土和长短桩共同承担荷载。褥垫层能够降低桩顶应力集中的程度,改善长短桩的桩体受力情况,有效发挥桩间土的承受荷载作用。褥垫层的密实程度、厚度、颗粒组成影响着它的受压流动性,因此可以通过调整褥垫层的密实程度、厚度和颗粒组成调整荷载比例。在工程实践中,根据长桩桩端土层和土层性质确定褥垫层的厚度,通常情况下褥垫层厚度应当为20-30cm。如果长桩桩端土层坚硬,或桩间距过大,就可以适当地加大褥垫层的厚度。可以采用级配砂石、碎石、粗中砂作为褥垫层的材料。
  2工程应用实例
  2.1工程与地质概况
  某建筑工程项目为小高层住宅,地上一共有12层,地下一共有1层,其建筑面积是9300平方米。建筑主体为框剪结构,基础为箱型基础,基础尺寸是40m×20m,基础埋深是-4.650米。工程项目地基承载力的设计要求特征值是350kPa,倾斜小于0.002,最终沉降量不得超过50mm。根据现场地质勘察报告,工程项目所在地可以划分成七个工程地质层,由浅到深依次为:杂填土(0~1.5m)、淤泥质粉质粘土(1.5~3.0m)、粉质粘土(3.0~6.5m)、细砂(6.5~8.0m)、粉质粘土(8.0~12.0m)、粘土(12.0~18.0m)、中砂(18.0~25.0m)。
  2.2地基处理
  由于地基为粉质粘土,承载力不足,所以需要进行相应的处理,以提高地基的抗变形能力与承载能力。在该工程中,采用长短桩复合地基是一种合理可行的处理方案。长桩桩长18m,桩端进入中砂层,桩距1.2m,控制沉降。短桩桩长8.0m,桩端进入粉质粘土层,桩距1.2m,正方形布置,提高地基的承载力。在基地和桩基之间铺设300mm的砂石垫层。
  2.3长短桩基础施工
  首先夯实水泥土桩,按照1:8(体积比)配置水泥与土料,施工时混合料的含水量应当控制在15%~20%的范围内。每层的虚铺厚度不超过30cm,夯实作业需要确保挤密效果。长螺旋钻孔内泵压混合料灌注成桩,桩身抗压强度应大于12MPa。桩体施工前,应当在基础底面铺设50cm保护土层,确保施工时不扰动桩间土,保证桩头质量。水泥土桩夯实,桩体施工完成后,铺设褥垫层。采用碎石和中粗砂作为褥垫层材料,边铺设边夯实,分2~3层铺设,总厚度为300mm。
  2.4沉降观测
  设置沉降观测点进行沉降观测。建筑工程主体竣工时,沉降累积为13.5mm;半年后,建筑最大沉降是22.3mm;之后建筑趋于稳定。沉降符合工程设计要求。
  3结语
  综上所述,长短桩复合地基在建筑工程中的应用越来越广泛。通过合理的优化设计,采用针对性、适应性较强的长短桩复合地基,能够提高地基的承载力,控制地基沉降,从而确保建筑工程项目的整体质量。
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  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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