夯实水泥土桩复合地基在高层建筑地基工程中的应用

土木工程师职称论文：夯实水泥土桩复合地基在高层建筑地基工程中的应用摘要：本文通过工程实例，介绍了夯实水泥土桩复合地基在复杂地质条件下在高层建筑中的应用实例。关键词：夯实水泥土桩;复合地基;地基处理;检测1前言近年来，夯实水泥土桩设计理论和作用机理日趋成熟，并且以其设备简单、施工方便、成本低、工期短、桩体强度较高等优点，广泛应用到各类地基处理。尤其在北方地区。但是大多应用于地基土强度要求提高和地基土层变形要求改变的多层和小高层建筑中，在高层住宅中很少应用。本工程就该基础处理方法在高层砂类土层中的应用进行了分析总结，以便同类工程借鉴。2工程概述2.1工程概况某高层住宅小区,总用地面积为74000平方米,建筑面积为17万平方米,设14栋住宅楼,地上15层,地下一层,三个地下车库,一个人防车库。住宅楼为剪力墙结构,筏板基础,抗震设防烈度为八度.其中4#楼东西长42.4米，南北宽13.1米，由于地质条件不能满足建筑物对地基强度的要求，需进行地基处理。2.2工程地质条件该场区内自然标高为28.5m,设计±0.000标高为28.800m，4#楼基底标高为24.78米，场区总体地势较平坦，场地地貌单元属第四纪冲积平原地貌。根据岩土工程勘察报告（见下表），4#楼地质条件复杂，经过承载力验算地基不能满足设计承载力要求，所以采用夯实水泥土桩对地基进行处理。设计4#住宅楼传到基底的单位荷重为250KPa，夯实水泥土桩以第④层砂层为桩端持力层，地基土承载力特征植为260Kpa。3地基处理3.1施工处理方案根据住宅楼上部结构传至基底的荷载大小计算出夯实水泥土桩的各种参数，其设计参数如下：1）、桩径：350mm。2）、施工桩长为6.00m，有效桩长5.80m，保护桩头0.20m，以第④层细砂作桩端持力层。3）、桩体配合比:水泥与土的体积配合比为1:7(实方比)4）、置焕率：m=10.6%。5）、桩数：711根：总延米为4266米。6）、桩体材料：水泥为p.s32.5矿渣硅酸盐水泥，土料为粉土、粉质粘土，但有机质含量不能大于5%，7）、褥垫层：桩顶铺设200mm厚的碎石褥垫层，碎石粒径≤20mm，褥垫层宽出素砼垫层200mm，夯填度不大于0.90。本工程水泥土桩横向和竖向间距均为950mm,单桩复合地基承载力特征值为220kpa。3.2施工过程质量控制3.2.1施工准备施工前总承包方应将场地挖至设计标高，做到“三通一平”，清除地下障碍物，分包方组织设备进场施工。3.2.2施工中应注意的关键问题1）、混合料最优含水量通过室内试验确定，现场以“手捏成团，落地开花”为宜。2）、桩身压实系数≥0.93，以轻便触探（N10）≥40击/30cm为宜。3）、夯实水泥土桩全部竣工养护15天，做静载荷试验检测复合地基承载力。3.2.3施工控制要点1）、在成孔过程中要求严格控制孔位、孔径和垂直度以及桩孔形态。2）、在施工过程中必须严格按配合比进行。3）、混合料经机械粉碎，必须均匀，颜色一致。含水量要达到技术要求，混合料制成后要及时填孔成桩，搅拌好的料存放时间超过2小时不再使用。4）、采用夯实机，填料前先夯击孔底，然后随填料夯实，直至桩顶。3.2.4质量检测及保证措施(a)成孔质量检测：成孔过程必须严格监督检查，成孔后须经监理工程师见证合格后方可进行下道工序。（b）混合料质量检查1）、混合料所用水泥必须合格；2）、检查土粒径及含有机物；3）、检查含水量是否达到最优含水量要求；4）、检查混合材料的搅拌均匀性。（c）桩体质量检测：采用轻便触探按当天施工桩数的2%随机抽检，要求成桩2h内锤击数（N10）不小于40击/30cm。（d）质量要求桩位允许偏差：筏板≤0.40D桩径：-20mm垂直度：不大于1.5%土料粒径：不大于20mm。3.2.5施工难点1）、水泥桩成孔后及时注入混合料，因为时间长了桩孔容易塌方，造成桩长不足或断桩。2）、混合料的搅拌及存放时间容易超时，要及时注入孔中。因时间过长会影响桩的强度。4处理效果检测4.1检测概况采用静载试验法对三组桩的单桩复合地基承载力特征值进行检测。检测环境为天气晴转雨，气温-3～6℃，湿度35～55%RH，周围无震动干扰，无明显噪声干扰。4.2检测方法和依据4.2.1检测仪器及方法静载试验：试验采用堆载加载方式，用压重平台反力装置提供荷载。荷载从小到大由一台50T千斤顶逐级施加，其量值由压力表读取油压，根据千斤顶的率定曲线换算荷载。承压板下沉量由固定在基准梁上的百分表量测。检测方法采用慢速维持荷载法，每级荷载下的承压板下沉量达到稳定标准后再加下一级荷载，直至加到要求最大荷载或破坏，结束试验。再加下一级荷载，直至加到要求最大荷载或破坏，结束试验。4.2.2检测依据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202——2002；《建筑地基基础设计规范》GB50007——2002；《建筑地基处理技术规范》JGJ79——2002。4.3检测结果静载试验检测结果本次检测的符合地基静载试验结果列于表3。依据《建筑地基处理技术规范》JG79——2002，小区住宅楼的场地单桩复合地基承载力特征值达到220kpa，满足设计要求。5沉降观测在住宅楼施工过程及施工完成后的使用期间，在各楼四个大角各设置一个沉降观测点，每周进行观测一次，竣工后四个沉降观测点累积沉降值各为9.1mm、9.0mm、9.2mm、9.1mm,属于楼体均匀沉降，说明夯实水泥土桩复合地基在高层建筑地基工程中应用可靠、安全，具有推广价值。6结束语通过在砂类地层和粉质粘土层混合的地基中应用夯实水泥土桩，能够达到设计承载力要求，且和碎石换填等其它方法比较成本低，工期短，是可以推广的一种地基处理方式。