减沉复合疏桩技术复合地基设计及案例.pdf

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1、疏排减沉复合地基在某综合楼中的应用疏排减沉复合地基在某综合楼中的应用汇报人：贾军辉汇报人：贾军辉2019年年9月月25日日航天建筑设计研究院有限公司航天建筑设计研究院有限公司 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd目目 录录工程概况工程概况1减沉复合疏桩技术的引入减沉复合疏桩技术的引入2疏排减沉疏排减沉CFG桩和长桩和长-短桩复合短桩复合地基地基设计设计3复合复合地基检测与监测地基检测与监测4结束语结束语5 1、工程概况、工程概况

2、 本本工程工程0.00相当于北京高程相当于北京高程38.30 m，综合科研，综合科研楼地上楼地上6层层，高高32.80 m，地下地下分深浅基础两部分，不直接相连。浅基础部分为条形基础，埋深分深浅基础两部分，不直接相连。浅基础部分为条形基础，埋深约约1.5 m；深基础部分地下；深基础部分地下2层，梁筏基础，埋深约层，梁筏基础，埋深约9.0 m。根据主体设计。根据主体设计单位的要求，地基处理后浅基础和深基础部分复合地基承载力标准值分别单位的要求，地基处理后浅基础和深基础部分复合地基承载力标准值分别不小于不小于200 kPa和和250 kPa，由于由于建筑物的特殊要求建筑物的特殊要求上部结构上部结构

3、连在连在一起一起，且，且要求要求深浅基础变形差不超过深浅基础变形差不超过10 mm，建筑物整体倾斜小于，建筑物整体倾斜小于0.0015。航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd图1 基础平面图 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd图2 典型地层剖面 航航 天天 建建

4、筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd图3 浅基础复合地基设计 设计之初，先对浅基设计之初，先对浅基础进行复合地基设计。础进行复合地基设计。2、减沉复合疏桩技术的引入、减沉复合疏桩技术的引入 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd图4 方案一：满堂红布桩（2033根）同时发现深基础部分

5、天然地基承载力满足要求，变形却很难与浅基础同时发现深基础部分天然地基承载力满足要求，变形却很难与浅基础的复合地基设计相协调。因此引出以下设计思路：的复合地基设计相协调。因此引出以下设计思路：航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd图5 方案二：只在梁下布桩（1039根）航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Desi

6、gn&Research Co.,Ltd图6 方案三：按后浇带分段变化布桩（796根）以上三种方案总有不合理的地方。以上三种方案总有不合理的地方。航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd 建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范JGJ 94-2008中提到：软土地区多层建筑物，中提到：软土地区多层建筑物，若采用天然地基，其承载力许多情况下满足要求，但最大沉降往往很大，若采用天然地基，其承载力许多情况下满足要求，但最大沉降往往很大，差异变形超过

7、允许值，引起墙体开裂者多见。差异变形超过允许值，引起墙体开裂者多见。20世纪世纪90年代以来，首先在年代以来，首先在上海采用以上海采用以减小沉降为目的减小沉降为目的的疏布小截面预制桩复合桩基，简称为减沉复的疏布小截面预制桩复合桩基，简称为减沉复合疏桩基础，上海称其为沉降控制复合桩基。合疏桩基础，上海称其为沉降控制复合桩基。其中涉及三个其中涉及三个关键点：关键点：1）桩端持力层不应是坚硬岩层、密实砂卵石）桩端持力层不应是坚硬岩层、密实砂卵石层；层；2）桩距应在）桩距应在5-6d以上，确保桩间土较充分发挥承载作用；以上，确保桩间土较充分发挥承载作用；3）成桩质）成桩质量可靠性应严加控制。量可靠性应

8、严加控制。航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd 因此将桩基的减沉复合疏桩的理念引进深基础部分复合地基中，在承因此将桩基的减沉复合疏桩的理念引进深基础部分复合地基中，在承载力满足规范和设计要求的情况下，利用疏排减沉载力满足规范和设计要求的情况下，利用疏排减沉CFG桩将变形控制到桩将变形控制到满足要求。满足要求。而而灰土灰土挤密桩适用于处理地下水位以上的粉土、黏性土、素填土、杂挤密桩适用于处理地下水位以上的粉土、黏性土、素填土、杂填

9、土等，可以有效提高桩间土的承载能力，降低其压缩性，对控制变形效填土等，可以有效提高桩间土的承载能力，降低其压缩性，对控制变形效果显著。针对浅基础下存在厚度最大约果显著。针对浅基础下存在厚度最大约3.0m的填土，采用长的填土，采用长-短桩复合短桩复合地地基，基，长桩为长桩为CFG桩桩（与深基础桩端标高一致）（与深基础桩端标高一致），短桩采用灰土挤密桩。短桩采用灰土挤密桩。考虑考虑到本工程复杂的结构特性和变形要求很高的特点，最终确定在深到本工程复杂的结构特性和变形要求很高的特点，最终确定在深基础采用疏排减基础采用疏排减沉沉CFG桩、在浅基础采用长桩、在浅基础采用长-短桩复合地基的短桩复合地基的设计

10、设计理念理念。3、疏排减沉疏排减沉CFG桩和长桩和长-短桩复合地基短桩复合地基设计设计 浅基础部分承载力采用规范的长浅基础部分承载力采用规范的长-短桩复合地基进行计算短桩复合地基进行计算。为为简化计算深基础部分按疏排简化计算深基础部分按疏排CFG复合地基进行计算复合地基进行计算。地基地基沉降采用沉降采用分层总和分层总和法法进行进行计算计算。为为更准确反映地层变化对地基沉降的影响，在每个钻孔处均进行沉更准确反映地层变化对地基沉降的影响，在每个钻孔处均进行沉降计算，计算采用理正岩土工程计算分析软件。同时用降计算，计算采用理正岩土工程计算分析软件。同时用PKPM软件进行软件进行了复核。了复核。3.1

11、 计算模型的建立计算模型的建立 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd3.2 计算结果计算结果 根据根据上述模拟计算，深基础部分最终变形量上述模拟计算，深基础部分最终变形量6.8118.20 mm，浅基础，浅基础部分最终变形量部分最终变形量10.7318.15 mm，深浅基础交接部分变形量，深浅基础交接部分变形量7.9 mm，小，小于于10 mm，整体倾斜小于，整体倾斜小于0.0013，满足设计要求。，满足设计要求。航航 天天 建

12、建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd3.3 设计设计参数确定参数确定 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd 浅基础浅基础部分为条形基础，基础下采用长部分为条形基础，基础下采用长-短桩复合地基。长桩为短桩复合地基。长桩为CFG桩，桩，桩径桩径400 mm，桩间距，桩间距1.602

13、.10 m，有效桩长，有效桩长17.5 m，单桩承载力，单桩承载力750 KN，桩，桩身混凝土强度身混凝土强度C20；短桩为灰土挤密桩，桩径；短桩为灰土挤密桩，桩径400 mm，桩间距，桩间距1.0 m，有效桩，有效桩长长4.0 m，灰土配合比采用，灰土配合比采用3:7（体积比）。（体积比）。深基础深基础部分为梁筏基础，梁下为部分为梁筏基础，梁下为CFG桩，筏板下采用疏排减沉桩，筏板下采用疏排减沉CFG桩，桩，桩径桩径400 mm，桩间距，桩间距2.02.1 m（筏板下）（筏板下）/1.71.8 m（梁下），有效桩长（梁下），有效桩长11.0 m，单桩承载力，单桩承载力550 KN，桩身混凝土

14、强度，桩身混凝土强度C20。桩桩顶与基础之间设置碎石褥垫层，碎石粒径顶与基础之间设置碎石褥垫层，碎石粒径516 mm，最大粒径不大于，最大粒径不大于20 mm，夯填度不大于，夯填度不大于0.90，厚度为，厚度为150 mm（浅基础）（浅基础）/200 mm（深基础）（深基础）。航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd图7 复合地基布桩图-13.4 设计图设计图 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公

15、司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd图8 复合地基布桩图-2 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd-11.0-10.0-13.0-12.0-15.0-16.0-14.0-11.0-10.0-9.0-9.0-8.0图9 计算的地基沉降量等值线图 4、复合地基检测与监测、复合地基检测与监测4.1 低应变检测试验低应变检测试验 本本工程低应

16、变动力检测工程低应变动力检测215根桩，其中根桩，其中187根桩反射波形规则，波列清晰，根桩反射波形规则，波列清晰，无不利的缺陷反射信号，桩身完整，属无不利的缺陷反射信号，桩身完整，属I类桩，占检测数量的类桩，占检测数量的87.0%；6根桩根桩在在4.1 m8.0 m处存在轻微缺陷反映，处存在轻微缺陷反映，22根桩浅部轻微缺陷，此根桩浅部轻微缺陷，此28根桩属根桩属类桩，占检测数量的类桩，占检测数量的13.0%。满足使用要求。满足使用要求。航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural

17、 Design&Research Co.,Ltd4.2 单桩单桩载荷试验和单桩复合地基载荷试验载荷试验和单桩复合地基载荷试验 根据根据第三方检测单位出具的检测报告，本工程完成第三方检测单位出具的检测报告，本工程完成12根桩的单桩静载根桩的单桩静载荷试验，荷试验，2倍设计荷载的最终沉降量倍设计荷载的最终沉降量6.8112.94 mm，本工程的，本工程的CFG桩单桩桩单桩竖向抗压承载力特征值满足竖向抗压承载力特征值满足750 kN（柱下条基）和（柱下条基）和550 kN（梁筏基础）的（梁筏基础）的设计要求。设计要求。本本工程完成工程完成12个点的单桩复合静载荷试验，个点的单桩复合静载荷试验，2倍设

18、计荷载时的最终沉倍设计荷载时的最终沉降量为降量为12.8418.08 mm，本工程能达到，本工程能达到200 kPa（柱下条基）和（柱下条基）和250 kPa（梁筏基础）复合地基承载力要求（梁筏基础）复合地基承载力要求。航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd4.3 基础变形监测基础变形监测 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Archit

19、ectural Design&Research Co.,Ltd 本本工程分别在柱下条基和梁筏基础分别设置工程分别在柱下条基和梁筏基础分别设置8个和个和22个沉降监测点。沉个沉降监测点。沉降稳定后，柱下条基和梁筏基础累计沉降量分别降稳定后，柱下条基和梁筏基础累计沉降量分别7.214.8 mm和和2.914.8 mm，深浅基础变形差最大深浅基础变形差最大5.8 mm，小于，小于10 mm，建筑物整体倾斜远小于，建筑物整体倾斜远小于0.0015，达到设计达到设计要求要求。-7.0-6.0-5.0-9.0-8.0-7.0-6.0-7.0-6.0-6.0-5.0-4.0-3.0-5.0-5.0-6.0-

20、7.0-8.0-9.0-10.0-11.0-12.0-10.0-11.0-9.0-8.0-9.0-10.0-11.0-12.0-13.0-14.0图10 实测的地基沉降量等值线图 5、结束语、结束语 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd（1）考虑到本工程变形要求非常严格，且浅基础直接持力层为填土，）考虑到本工程变形要求非常严格，且浅基础直接持力层为填土，采用采用长长-短桩复合地基短桩复合地基并把长桩加长，有效控制了浅基础并把长桩

21、加长，有效控制了浅基础变形；变形；在深基础位在深基础位置借鉴减沉复合疏桩的理念，采用置借鉴减沉复合疏桩的理念，采用疏排减沉疏排减沉CFG桩桩，控制了深基础部分变，控制了深基础部分变形，最终达到形，最终达到协同变形协同变形的效果。的效果。（2）本工程复合地基施工）本工程复合地基施工2013年年4月开工，月开工，2013年年9月完成，之后经过月完成，之后经过两年多的沉降监测直到变形稳定，最终变形量满足设计要求，证明了本工两年多的沉降监测直到变形稳定，最终变形量满足设计要求，证明了本工程设计的科学性，为类似工程提供了应用参考。程设计的科学性，为类似工程提供了应用参考。谢谢 谢谢 航航 天天 建建 筑筑 设设 计计 研研 究究 院院 有有 限限 公公 司司China Aerospace Academy of Architectural Design&Research Co.,Ltd