桩-网复合地基在工程中的应用

２０１３年　■地基工程　桩　网复合地基在工程中酌应用　黄海滨　（福建省东辰岩土基础工程公司，福建福州３５０００５）　摘要提出了将ｃＦＧ桩和土工格栅加筋垫层联合应用的桩一网结构复合地基，结合工程实例＇通过现场原　位试兰　这种置　关键词ＣＦＧ桩桩一网复合地基；。土工格栅加筋垫层；王工格栅加筋垫层；载荷试验　载何试验　１桩一网复合地基简介　桩一网复合地基是一种将桩作为竖直向增强体和ｌ网作　为７Ｋ平向增强体的联合型复合地基。它综合了这两种地基的　长处，是一种具有良好应用前景的复合地基。桩一网复合　基的主要特点是桩、网、土三者协同工作，使桩土共同分担荷　载，并具有沉降变形小且完成快、稳定性高、工期短、施工方　便等优点，通过科学合理的设计与施工，可以在天然地基上　布置成疏桩，减少用桩数量，进而大幅度降低工程建设成本’　有着巨大的社会效益和经济效益。　桩一网复合地基组成示意图见图１。“桩”一般采用散体　材料桩（如碎石桩）或柔性桩（如水泥搅拌桩），也可以采用刚　某工程拟建ｌ座高２１．６ｍ的仿古建筑。该建筑上部为３　层木结构、下部为高１１．６０ｍ的石结构，对沉降敏擘。　÷竺　至匕而下依次为：厚度６．６０—７．１０ｒａｍ的杂填土　（杂填土　部　２．５０　３．００ｍ　ＮＮｔｇ￣　，欠固结，由大萤　．大√比嫩上　：　一～　眶　喜组　￣　２．６０ｍ的　５．２０　６．９０ｍ　④、厚度为１．１０　２．８０ｍ的卵石⑤，厚度为２・９ｏ～　・　０ｍ　风化凝灰岩⑥，下卧中风化凝灰岩⑦；场地稳定水　１．２０　的淤泥质土⑧、厚度为　Ｕｕｍ　ｒ且＝二　１１．５０～１２．ｏ０ｍ。场地典型工程地质剖面图见图２，主要土层　物弹力学参数指标见表１。　’ｆ　性桩（如低强度桩、钢筋混凝土桩），桩主要用于控制沉降，　提高地基承载力。“网”可以采用土工织物、土工膜、土工复拿　材料和土工特种材料中的一种。近年迅速发展推广的土ｌＬ・格　！　一一—　一智／　一—　淤　　＜＞＜　±蛰＿７　毒　＠　栅成为目前最常用的材料。网主要作为抗拉构件起加筋补登　作用，依靠筋材与土的界面摩擦（包括咬合、嵌锁）作用限　制其Ｊ一下土体的侧向变形，更有效地增强土体的整体性，　２ＳＺ　／＂６／ｐ％　一整桩土荷载分担比，提高地基承载力，并有效控制沉降和均　衡不均匀沉降。　／％／　————一——　—　／、　强风化棘　善西—　＝；　一—一一　塑　—　～　一　¨　＼＜　、、　．　——中风化凝灰　十一　孽　弓———————＿＝　ｉ＿　量压Ｅ缩ｓ／Ｍ模Ｐａ量　ｃ］ｋ天Ｐａ然快　，度　—　①杂填土（下部老填土）　③淤泥质土　１７　９　０　・　０　３８．—’　５　．８—…　１８　５，　８．１０　３　４．０　１６　・６０　　５９＿Ｕ　Ｉ．ＢＬ　…　——　亏　西　面　面趸丽ｏｋＰａ，由载荷试验确定的天　然地基承载力特征值为１００ｋＰａ，不仅如此，地基中逊　皲　辅弱十层．淤泥质土厚达５．２０～６．９０ｍ，故天然地基无法满　图１桩一网复合地基示意图　・４６・　第７期（总第１４７期）　翘　地基工程■　足建筑物的承载力和沉降要求。基础设计方案从造价、工期　等方面进行反复比较后，确定为采用桩一网复合地基，“桩”　采用ＣＦＧ桩（水泥粉煤灰碎石桩），“网”采用高强涤纶丝土工　格栅。　３方案设计简介　（１）挖去杂填土①上部的新填土后平整场地，并填筑　２０ｅｒａ的砂砾垫层。　（２１在基坑内采用ＣＦＧ桩进行软土处理，ＣＦＧ桩单桩承　载力达到３６０ｋＮ，桩间距１．６ｍ，正三角形布置，桩径０．４ｍ，复　合地基置换率ｍ＝０．０６５０，桩间土承载力折减系数取Ｏ．８Ｏ，按　照《建筑地基处理技术规范》中的规定计算处理后地基承载　力特征值达到２６１ｋＰａ。ＣＦＧ桩施工采用振动沉管法，桩端进　入中粗砂④Ｏ．５ｍ，桩长约为１４．Ｏｍ，桩身混凝土强度为Ｃ１５。　（３）施工０．５ｍ厚的土工格栅加筋碎石垫层，铺设两层双　向、抗拉强度为５０　ｋＮ／ｍ的土工格栅碎石垫层，土工格栅碎　石垫层从下而上分别为０．１　ｉｎ碎石＋土工格栅＋Ｏ＿３　ｉｎ碎　石＋土工格栅＋０．１　ｍ碎石。碎石土最大粒径略小于土工格　栅的孔眼，以增大格栅与碎石之间的咬合力，土工格栅幅与　幅之间的搭接重叠宽度不小于０．１　１ＴＩ，并用尼龙绳连结，以　保持土工格栅的整体性。铺设加筋碎石垫层后复合地基承载　力要达到２８０ｋＰａ以上。　４地基载荷试验成果与加固效果分析　４．１载荷试验成果　为了将地基处理前后地基承载力的变化进行对比，并且　分析土工格栅加筋垫层对ＣＦＧ桩复合地基承载力的影响，共　进行３组载荷试验。每组选取３个点进行试验，分别为天然　地基的载荷试验、无加筋垫层的ＣＦＧ桩复合地基载荷试验　（在荷载板下铺设了ｌＯｃｍ的碎石垫层）、有完整土工格栅加　筋垫层的ＣＦＧ桩桩一网复合地基的载荷试验。　天然地基平板载荷试验在表层杂填土中的老填土上进　行，采用边长为Ｉｍ的正方形承压板，试验的最大加载量超过　地基土的极限荷载，直至地基土破坏。天然地基加荷曲线见　图３。　无垫层ＣＦＧ桩复合地基、桩一网复合地基载荷试验均采　用面积为２．５６ｍｚ的圆形承压板进行单桩复合地基试验，终止　加载量均为１５００ｋＮ。复合地基加荷曲线见图４。　荷　／ＫＮ　静倒　Ｏ　２５　５０　７５　ｌＯ０ｌ２５　ｌ　５０ｌ７５　２００　２２５　０　０　ｌ５０　０　ｌ５０　６０。７５０帅０　ｊ０５０　ｌ２∞１３５０ｌ５００　２０　０　｛４０　２０　∞　ｌ　６ｏ　｛柚　８０　《　．　ｌＯＯ　图３天然地基加荷曲线　图４复合地基加荷曲线　从图３、图４可以看出，地基承载力由天然地基的　１００ｋＰａ和ＣＦＧ桩复合地基的２７０ｋＰａ增至桩一网复合地基　的３５０ｋＰａ（由于ｐ－ｓ曲线未出现转折点，所以取承压板下沉　９ｍｍ，即ｓ／ｂ＝０．００５所对应的荷载定为复合地基的极限承载　力）。桩一网复合地基的承载力可达到天然地基承载力的３　倍以上，也大于ＣＦＧ桩复合地基的承载力，而且其沉降也远　小于另外两者。由此可见，桩一网复合地基的加固效果十分　咀显，经过现场试验的检验表明该设计方案是安全可靠的，　完全能够满足工程对地基承载力和沉降的要求。　４．２地基处理成果分析　（１）载荷试验测得的桩一网复合地基的承载力偏于保守。　由于试验场地是工程的一部分，不允许进行破坏性试验，未　能使ｐ－ｓ曲线出现转折点，因此根据承压板下沉９ｒａｍ所对应　的荷载确定的复合地基极限承载力偏于保守，尚未充分反映　出桩一网结构的作用和效果。　（２）桩一网结构具有显著地减少地基沉降和有效均衡差异沉　降的作用。载荷试验表明，在］；劬Ⅱ相同（或相当）的荷载时，桩一网　复合地基的沉降量远远小于天然地基和ＣＦＧ桩复合地基的沉降　量，目在｛胡　猷用　妲　降仅５．２１ｍｍｏ　５地基加固效果　桩一网结构能有效传递上部荷载，从而达到有效减少加　固区软土地基的沉降的目的。于场地设置了８个沉降观测　点，在施工过程中进行为期１年的监测，测得的总沉降量为　１３．６５～１９．６０ｍｍ，最大差异沉降仅５．９５ｍｍ，预估地基最终沉　降量为３０ｍｍ以内，地基处理效果良好。　６结语　（１）ＣＦＧ桩桩一网复合地基可最大限度地发挥ＣＦＧ桩和　土工格栅加筋垫层的优点，使地基承载力得到成倍的提高，　同时能有效地均衡差异沉降和减少沉降量。　（２）土工格栅加筋垫层极大地提高了复合地基的整体性，　对提高地基承载力和减少沉降变形非常有利。　（３）ＣＦＧ桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和　料，大幅降低了投资，其工程造价约为桩基的１／３　１／２，并简　化了施工，缩短了工期，具有明显的经济效益和社会效益。　参考文献　【１】龚晓南．复合地基理论及工程应用．北京：中国建筑工业　出版社．２００２．　ｆ２］ＪＧＪ７９—２００２，建筑地基处理技术规范［ｓ】．　【３　朱湘，３】黄晓明，邓学钧．土工格栅加筋路堤机理研究卟公　路交通科技，２０００，１７（１）：１—４．　作者简介：黄海滨，男，１９８０年出生，大学毕业。　・４７・