刚性桩复合地基设计及工程应用

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1、刚性桩复合地基设计及工程应用【】：本文针对某高层剪力墙结构地下土层复杂、地基承载力要求高等特点，阐述了采用夯扩桩作刚性桩的复合地基的设计思路和计算过程，结果表明这种地基处理方案有效解决了该岩溶地区地基承载力小和　　沉降大的问题，取得了较好的经济效益。　　【关键词】：复合地基；夯扩桩；设计计算；溶洞　　【abstract】thispaperahigh-riseshearentshighercharacteristic,thispaperexpoundstheramfortheexpansionoftherigidpilepil

2、epositefoundation,thedesignmethodandcalculationprocess,andtheresultshoentplaneffectivelyresolvethekarstareafoundationbearingcapacityandsettlementsmallbigproblems,andhaveachievedgoodeconomicbenefits.　　【keymingpiles;Designcalculation;cave　　　　　　　　：TU47：A：　　1前言　　刚性桩复合地

3、基即是采用刚性桩增强天然地基的部分土体，通过设置于基础和桩之间的褥垫层来使增强体和地基土共同承担荷载的人工地基。夯扩桩是沉管灌注桩的施工工艺与机械挤扩桩的桩基基础相结合的产物，即用柴油锤等将内外双管打入桩位，采用夯扩的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头形的一种桩型。它具有止淤止水，减少缩颈和断桩，工程造价低等优点。复合地基褥垫层及刚性桩桩身大样如下图所示：　　　　2工程概况　　广东某旧区改造项目一期，为地上16~18层塔楼、一层地下室的住宅，楼高54.00m，一期地上总建筑面积112278㎡，地下总建筑面积为25604㎡。场地的

4、复杂程度为二级，地基复杂程度为二级，建筑场地类别为三类，建筑物地基基础设计等级为乙级。地下室底板板厚400mm，采用C30微膨胀混凝土。　　各土层主要物理力学指标　　　　　　2.1原夯扩桩设计方案　　该住宅原设计方案采用桩身直径500mm，扩大头直径为900mm的夯扩桩，承台下均匀布桩，平均桩间距2000mm。桩长均为15m。桩端持力层为地质资料中③2、③3编号的粉质粘土层或石灰岩面，当持力层为粘土层时，要求桩端嵌入该土层大于1.5m。桩身混凝土强度等级均为C25，单桩承载力特征值为1100kN，总桩数为662根。塔楼下原典

5、型基础平面如下：　　　　但是在桩基础施工阶段时，从已施工的桩情况发现实际地质条件与勘察报告差异较大，为了查明基桩持力层下岩性、场地不良地质现象特别是地下溶洞的分布和发育规律，决定对本工程补充施工勘探。施工勘探原则上采取一桩一孔（钻探孔布置于桩中心），并要求钻入完整稳定微风化岩层不小于5m，完整稳定中风化岩层不少于8m。　　2.2刚性桩复合地基设计方案　　根据补充施工勘探报告揭露的地质，本场地的岩溶发育，钻探见洞率高，并且场地的基岩变化起伏大。为避免基础沉降大和地基承载力小的问题，根据复合地基的承载机理，决定对塔楼部分采用刚性

6、桩复合地基的设计方案。　　选夯扩桩做为刚性桩是因为其在桩端形成扩大头，提高了桩端支承面积，同时夯扩挤密了桩端土，增大了桩端阻力，最终使得桩承载力得到提高。采用桩身直径500mm，扩大头直径为900mm的夯扩桩，等边三角形布桩，桩中心距为1.75m,桩端持力层为地质资料中③2、③3编号的粉质粘土层或石灰岩面，桩身混凝土强度等级均为C25。由夯扩桩单桩竖向承载力特征值公式Rk=πdΣLixqsa+π/4xD²xβxqpa根据钻孔资料计算出Rk范围在736kN~1183kN,取所有钻孔承载力计算的平均值为1000kN。但

7、因为基础在溶洞发育地区，所以对Rk取调整系数0.6，则最后单桩竖向承载力特征值为600kN。　　　　2.2.1褥垫层设置：　　复合地基中褥垫层具有保证桩土共同承担荷载的作用，设计褥垫层应注意以下几点：　　一是褥垫层材料的选用：在桩顶和基础间应满铺300厚褥垫层，褥垫层材料可采用中粗砂（含泥量不得大于5%）、碎石或级配砂石，最大粒径不大于20mm。　　二是褥垫层夯填度的要求。褥垫层分2层找平，夯压密实，每层虚铺厚度为167mm，按0.9的夯填度则每层夯实后的厚度为150mm,采用静力压实法压实至垫层底，压实系数不小于0.94。

8、　　三是褥垫层设置的范围。砂石褥垫层和素混凝土垫层设置范围比基础外边大200mm。在褥垫层与基础间铺设C10素混凝土垫层，厚100mm。　　2.2.2设计计算过程　　（1）天然地基承载力特征值计算　　勘察报告中提供的淤泥质土承载力特征值的经验值fak为60kPa，基础底面土的加权平均重度γ