广州市某大学住宅楼电梯加建工程复合地基设计与分析_论文发表__5
分类：建筑设计论文发表
时间：2011-02-25 16:26
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广州市某大学住宅楼电梯加建工程复合地基设计与分析
宋晓光
（广州中大建筑设计研究院510275）
【摘要】本文以工程实例结合国家有关规范，介绍高压旋喷桩复合地基的设计方法，并分析优化设计，控制质量，节约造价的合理化建议。
【关键词】高压旋喷桩；复合地基；承载力；沉降量
0前言
复合地基的是指通过增强和置换天然土（岩）层中的部分土体，从而形成由两种不同刚度的材料组成，共同分担上部荷载并协调变形的人工地基。高压喷射注浆法即是目前常见的一种地基加固处理方法，适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土等地基，可用于既有建筑和新建建筑地基加固，并能在狭窄的场地贴近建筑物施工，具有造价低，施工干扰小等优点。
1工程概况
该工程拟为一栋七层框架住宅楼加建三部电梯（分别为22#、23#、24#三栋），电梯井采用抗震墙结构，底部面积小，其断面仅为1.46mx2.46m，建筑总高度却达到24.98m。原基础设计方案采用钻孔灌注桩基础，但业主提出，拟建场地狭窄，老人较多，大型施工机械施工干扰很大，且灌注桩施工时间长，影响大。考虑业主要求，决定更换为施工扰民较小的浅基础形式。场地内素填土厚度分别达到3.2m、6.45m和10.60m，其承载力特征值仅有100KPa，需进行地基增强处理，经研究讨论，最终采用高压旋喷桩的处理方案。
2地质情况
依据工程地质勘察报告，场地地貌为残丘地貌，现地势平坦。场地内岩土层自上而下划分为人工填土层、第四系残积层及白垩系基岩等三大类。
（1）人工填土：层厚3.20~10.60m。其土性为素填土，呈砖红色，稍密。
（2）残积层：顶面埋深3.2~6.45m，层厚2.15~3.60m。其土性为粉质粘土，红褐色，硬塑，主要成分由粘粉粒组成。标贯试验N=24.7击，土工试验主要指标：孔隙比e=0.668，液性指数IL=0.44,承载力特征值fak=230KPa。
（3）全风化岩带：顶面埋深6.8~10.6m，层厚1.00~1.65m。红褐色，岩芯呈坚硬土状。标贯试验N=24.7~27.0击，承载力特征值300KPa。
（4）强风化岩带：顶面埋深8.45~11.6m，层厚0.90~6.5m。红褐色，岩芯呈半岩石半土状，岩质较软。承载力特征值450KPa。
场地地下水位埋深2.10~2.30m，水量少，主要来源是大气降水补给。
3高压旋喷桩复合地基设计
依据《建筑地基处理技术规范》（简称规范[1]）的要求，高压旋喷桩复合地基的设计应考虑：
（1）旋喷桩复合地基承载力特征值；
（2）地基处理后的沉降计算。
3.1复合地基承载力
规范[1]公式：fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(1)
式中，fspk——复合地基的承载力标准值，根据上部结构传到基底的力和基础形式（筏板）计算得到：应使fspk>215kpa；
m——面积置换率；
Ap——桩的截面积，本工程采用D500桩，Ap=0.196m²；
β——桩间土承载力折减系数，取β=0.4；
fsk——处理后桩间土承载力标准值，宜按地区经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值，取fsk=230KPa；
Ra——单桩竖向承载力特征值；
根据规范[1]要求，单桩竖向承载力特征值Ra的取值，应符合下列规定：
（1）当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2；
（2）当无单桩载荷试验资料时，可按下式估算：
Ra=upΣqsili+Apqp(2)；Ra=ηfcuAp(3)（取两者计算之小值）
式中，up——桩身周长；
qsi，qp——桩周第i层土的侧阻力特征值，桩端土未经修正地基承载力特征值；本工程考虑桩端进入强风化岩层，qp取450KPa；
η——桩身强度折减系数，取0.33；
fcu——与旋喷桩桩身水泥土配合比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm的立方体）在标准养护下28d龄期的立方体抗压强度平均值，本工程取fcu=2.2
