土工格栅加筋垫层用于处理特殊地基

第 19卷 2005焦 第3期 6月 岩 土 工 程 技 术 Geotechnical Engineering Technique Vo1．19 No．3 Jun，2005 文章编号：1007-2993(2005)03-0109-04 土工格栅加筋垫层用于处理特殊地基 郭力群 马时冬 (华侨大学土木工程学院，福建泉州 362021) 【摘 要】某地两幢拟建于软土地基上的建筑物，原 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 均采用PHC管桩基础。在桩基施工过程中分别发现软基中有 大量孤石和条石(古码头遗址)，桩基无法施工。经多方论证，最后采用水泥搅拌桩复合地基配合土工格栅加筋垫层的处理方 案。其中一幢建筑已竣工，经现场荷载试验和沉降观测检验，地基承载力和沉降完全满足工程要求，且降低了造价。 【关键词】 天然地基；土工格栅加筋垫层地基；水泥搅拌桩复合地基；特殊地基 【中图分类号】Tu 472．99 Geogrid Reinforcement Cushion for Special Ground Treatment Guo Liqun Ma Shidong (College of Civil Engineering，Huaqiao University，Quanzhou Fujian 362021 China) 【Abstract】 Two multi—story buildings are built at soft ground conditions．PHC pipe pile foundation is proposed in the original design．The installation of PHC pipe piles are blocked by boulders and strip stone foundation of the old port relic．After further inves— tigation and study，an alternativedesign usingofDeep Cement Mixing Columns with geognd reinforced underlinglayer啪s proposed to replace the PHC pipe piles．One of the two buildings is constructed．The plat loading test and settlement monitoring results show that the bearing capacity of the composite foundation and the building settlements satisfy the design criteria and specifications． 一 paring tO ori~nal design，the alternative design is more cost-effective． 【Key Words】 natural foundation；geognd reinforcement cushion foundation；composite foundation with deep mixing pile；spe— cial ground 0 引 言 加筋土技术在国内外已经得到广泛的应用和研 究，但有关加筋土挡墙的研究较多，而加筋垫层的研 究相对较少。 加筋垫层是在土体中铺设一层或多层水平的加 筋材料，依靠筋材与土的摩擦作用，限制其上下土体 的侧向变形，增强土体的整体性，从而提高土体的刚 度和强度，起到提高地基承载力、均衡不均匀沉降的 作用。以往的加筋材料以有纺土工布为主。近年来 随着土工格栅在我国的推广普及，土工格栅逐渐取 代有纺土工布成为最常用的加筋材料。 土工格栅一般分为二类：定向拉伸塑料土工格 栅和经编土工格栅[1， 。经编土工格栅的原料有高 强涤纶和玻璃纤维。用于加筋垫层的是涤纶经编土 工格栅(简称经编土工格栅)。玻璃纤维经编土工格 栅(简称玻纤格栅)，由于延伸率低，专用于防止路面 反射裂缝。与有纺土工布相比，土工格栅的抗拉强 度高，延伸率低，开孔面积大，其孔眼可以与填料产 生良好的咬合、嵌锁作用，且容易铺设_3 J。可见涤 纶经编土工格栅是理想的垫层加筋材料。 本文介绍两个应用涤纶经编土工格栅加筋垫层 处理特殊地基的工程实例。 1 工程概况 1．1 某六层商住楼 该商住楼的片筏基础平面图见图1(基础埋深 1．0 m)。土层的主要物理力学指标见表1。典型的 工程地质剖面见图2。由于在淤泥层中有较多孤 石，而且无法确定孤石的大小以及孤石下是否还是 淤泥，所以在施打了十余根PHC管桩后，又改为人 工挖孔桩，试图在桩成孔过程中通过爆破打通孤石， 但也未获成功，最终被迫放弃桩基 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 基金项目：华侨大学科研基金资助项目(04HZR15) 作者简介：郭力群，1970年生，男，汉族，福建泉州人，讲师，主要从事软基处理与基础工程研究工作。E—mail：gnoliqun@hqu edu．crl 维普资讯 http://www.cqvip.com 110 岩 土 工 程 技 术 2005年第 3期 涤纶经编土工格栅垫层 BK4 BK1 BK2 — 0．0—0丽丽 丽 填土 ⋯ - 3． ～ l 3．4O～ ～ ～ ～ ～ ～ -9．5O 、＼~ ～ ·—■ ～ ～ — 1d ～ ～ 一 ～ ~~~ ～ ④淤泥 ／二丛 ～ ． 化 ， ～= 冈 图1 六层商住楼片筏基础平面图 图 2 六层商住楼工程地质剖面图(单位：m) 表 1 六层商住楼地基土层主要物理力学指标 1．2 临漳门城门楼 临漳门城门楼为上部木结构、下部石结构的 仿古 建 筑，楼 高 22．30 rll，其 中石 砌 城 墙 高 8．75 m，对沉降敏感。基础平面见图3。其典型工 沉降观测点：1-8 十 荷载试验点：1#～5 (单位：mm) 程地质剖面见图 4。土层主要物理力学指标见表 2。由于淤泥层中有大量古码头遗留的花岗岩条 石，因此原设计的 PHC管桩基础方案也无法实 施。 蒜 鼎 一- 2．85 杂填土① - 3．O5 Z5 争 生 l薷考 +r71一 一 3．75 — 3t95 淤泥③ — — - 8．85 — 8·35 中粗砂0 -9．45 一 11t25 厦粘性土⑥—一 一l1．6 — — — — — — — — 一 — 12．5 一 13·65 强风化花岗岩⑦ 一 l5．5 图3 基础平面及荷载试验点、沉降观测点位置 图4 临漳门城门楼典型工程地质剖面(单位：m) 注：素填土由砂质粘土或粘土、碎石、碎砖瓦等组成，属老填土层 2 地基处理方案 由于上述两个工程原设计的桩基础方案无法实 施，经多方论证，最后采用水泥搅拌桩复合地基结合 涤纶经编土工格栅加筋垫层的地基处理方案。 六层商住楼和临漳门城门楼要求地基处理后的 地基 承 载力 特 征值 分别 达 到 160 kPa和 维普资讯 http://www.cqvip.com 郭力群等：土工格栅加筋垫层用于处理特殊地基 185 kPa。两幢建筑物的基础埋深均为1．0 m，加筋 垫层的厚度均为1．5 1TI。地基处理方案为： 1)挖去2．5 1TI的杂填土、素填土、耕植土后平整 场地； 2)在基坑内进行水泥搅拌桩处理，桩径 0．5 1TI， 三角形布置，桩间距 1．0 1TI，水泥掺量质量分数 15％，设计要求水泥搅拌桩复合地基的地基承载力 特征值 厂ak≥150 kPa。桩长同时按两个指标控制： ①进入淤泥层以下的残积砂质粘性土或中粗砂 层≥0．5 m； ②以施工额定电流控制。6层商住楼的软基中 有大小不同、埋深不等的孤石，埋深最浅的孤石在地 表以下7 1TI左右，水泥搅拌桩遇到孤石就支承在上 面，所以桩长在4．5～14．0 1TI范围内。临漳门城门 楼场地原为古码头，地层中夹杂为数不少的条石，限 于条件只能清除坑底以下5 1TI范围内的条石。因此 有的搅拌桩只能支承在条石上，造成桩长参差不齐， 从 5．0～13．0 1TI不等； 3)施工 1．5 1TI厚的土工格栅加筋垫层，共铺设 3层土工格栅，6层商住楼的3层格栅均沿纵向铺 设，而临漳门城门楼因两端各有一段城墙，基础较 长，所以分左、中、右三段铺设，每段都纵向2层横向 1层。所用的涤纶经编土工格栅其应变10％的抗拉 强度——纵向80 kN／m、横向50 kN／m。选用强度 较大的土工格栅，是为了降低土工格栅的应力水平， 尽量减小蠕变的影响。碎石的粒径要略小于土工格 栅的孔眼，土工格栅加筋垫层和水泥搅拌桩处理地 基示意图见图5。 搅 砂加筋垫层> l 经佛 图5 土工格栅加筋垫层和水泥搅拌桩处理示意图 3 地基承载力和沉降检验及分析 临漳门城门楼荷载较大，对地基承载力要求较 高，其结构型式对沉降较敏感，故以临漳门城门楼为 例，分别对该楼的天然地基、水泥搅拌桩复合地基和 土工格栅加筋垫层地基进行现场荷载试验，以检验 该地基处理方案的效果。 天然地基平板荷载试验在挖去2．5 1TI杂填土后 的地基上进行。承压板为正方形，面积为 1 m2。水 泥搅拌桩复合地基荷载试验的承压板为 1 1TI×2 m 的长方形，面积为 2 m2，承压板下压2根桩；土工格 栅加筋垫层地基荷载试验的承压板为正方形，面积 为1 m2。天然地基载荷试验的最大加载量超过极 限荷载，土工格栅加筋垫层地基和水泥搅拌桩复合 地基的荷载试验最大加载量是设计要求地基承载力 的2倍，即水泥搅拌桩复合地基为 300 kN，土工格 栅加筋垫层为370 kN。 地基承载力特征值按《建筑地基基础设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》 (GB 50007--2002)附录 C_4 J和《建筑地基处理技术 规范》(JGJ 79—2002)附录 AE5 J确定。由于在加载 范围内，土工格栅加筋垫层地基的P—S曲线，基本成 线性关系，难以确定比例界限。据上述规范按相对 变形值取 S／b=0．01所对应的荷载为承载力特征 值。同一条件下的荷载试验点为5点，实测值的极 差不超过其平均值的30％，故取平均值作为地基承 载力特征值。城门楼的荷载试验成果见表3。临漳 门天然地基、水泥搅拌桩复合地基和加筋垫层地基 荷载试验P—S曲线比较见图6。 荷载p／kPa 0 50 10o 150 20o 250 300 350 图6 临漳r3--种地基荷载试验 P—s曲线 从表3和图6可以看出，即使从偏于保守的角 度分析，水泥搅拌桩复合地基的地基承载力特征 值 也能达到 191．9 kPa，接近于天然地基承载 力特征值 2倍，加上土工格栅加筋垫层后，地基承 载力特征值 更是达到 315．4 kPa，远远超过设 计要求的 185 kPa。由于在加筋垫层地基上不允 许做破坏性试验， 一 曲线不能出现陡降段，所以 不能按极限承载力确定地基承载力特征值。表 3 中以 ／b=0．005( =5 mm)所对应的荷载定为地 0 m 加 如 ∞ ∞ ∞ 日吸／ 进 维普资讯 http://www.cqvip.com 112 岩 土 工 程 技 术 2005年第 3期 基承载力特征值，明显偏于保守，不能充分反映加 筋垫层的作用和效果。 表3 临漳门城门楼地基荷载试验成果 地基 试验点 最大试验 ／kN 荷载 最 下 极 载 天然地基 中间点 225 61．05 200@ 46．85 100 100 水 1 (12．5，13．0) 600 80．64 270 150．0② 泥 搅 2 (12．5，13．0) (设计要求 39．26 9．46／24．1 178．2② 191．9 拌 桩 (6． ， ． ) ： ：。； 基承薷 ： > ．50 ~ 取半均值) ． 18．． 84 0 7 5 150 20 39 6 61／32 4 220三 30‘0 主辈鸳塞 复 合 地 基 5=(6．0，12．0) 2倍) 9．17 4．87／53．1 300．0② 筋 土 垫 工 层 格 地 栅 基 加 1 2# 3 4# 5 370 (设计要求 地基承载 力 185的 2倍) 7．89 5．67 5．65 9．60 5 0 注：①天然地基沉降量≥0．06b时，取前一级荷载为极限荷载 ②水泥搅拌桩复合地基加载范围内的 p-s曲线基本为直线，且 s／b 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，工 程最后采用了土工格栅加筋垫层配合水泥搅拌桩复 合地基的处理方案。 通过临漳门荷载试验成果和沉降观测资料表 明：采用土工格栅加筋垫层处理后的地基不但承载 力可得到成倍的提高，而且能有效地均衡差异沉降。 建筑物的实际沉降非常小，接近于“0”。由于采用土 工格栅加筋垫层代替桩板基础，临漳门城门楼节省 投资约 100万元，并简化了施工，缩短了工期。本文 的工程实例说明，土工合成材料加筋垫层的合理应 用，能使特殊地基的承载力大幅提高，并能减少不均 匀沉降，进而产生明显的经济效益。 参 考 文 献 1 土工合成材料工程应用 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 编写委员会．土工合成材料 工程应用手册(第二版)．北京：中国建筑工业出版社， 2000．48～54 2 GB 50290--98 土工合成材料应用技术规范 3 徐少曼，林瑞良．提高土工织物加筋效果的新途径．岩土 工程学报，1997，19(2)：49～55 4 GB 50007--2002 建筑地基基础设计规范 5 JGJ 79--2002 建筑地基处理技术规范 收稿日期：2005-03-02 ③ ◎ ③ ③ ③ 2 0 7 0 1 1 3 6 9 7 如 驺 驺 9 1 1 7 3 6 6 9 1 0 佑 ％ 吣 3 3 1 ， 4 维普资讯 http://www.cqvip.com