国贸工程设计院
【摘要】随着我国建筑工程技术发展水平的提高,通过CFG(水泥粉煤灰碎石)桩复合地基提高地基承载力在工程建设中得到了广泛的应用。
本文通过某粮库项目落地式浅圆仓这个实际工程案例,对如何采用CFG桩复合地基进行地基处理,进而提高浅圆仓仓芯土地基承载力,以及CFG桩复合地基的计算方法,进行了详细的阐述,为今后类似的工程项目提供借鉴依据。
关键词:CFG桩复合地基;浅圆仓;仓芯土承载力;地基处理;
1、绪论
在粮食仓储物流领域,随着现在国家建设用地越来越紧张,为了节约用地,浅圆仓在粮库建设中所占的比重越来越大。浅圆仓与传统的储粮仓库相比,具有占地面积小,堆粮高,仓容大,进出仓机械化程度相对较高,节省人工等特点,在粮食仓储及物流领域的应用愈加广泛。
随着堆粮高度的提高,很多落地式浅圆仓仓芯土的天然地基承载力远远满足不了堆载要求,需要进行地基处理,一般有复合地基、换填垫层、压实及夯实地基等方法,使其地基承载力满足堆载要求。
本文着重介绍复合地基,所谓复合地基,是指由两种刚度不同的材料(桩体及桩间土)所组成,在相对刚性基础下两者共同分担上部荷载并协调变形的地基。复合地基与天然地基同属地基范畴,故两者之间有内在联系,但又有本质区别;复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基,但复合地基主要由桩和桩间土层共同承担上部荷载,而桩基主要靠摩擦或端承由桩来承受上部荷载。复合地基中桩体与基础往往不是直接相连的,他们之间通过褥垫层(一般为中粗砂)来进行过渡;而桩基中桩体与基础是直接相连的,两者形成一个整体。因此,他们的受力性能也存在差异。复合地基的主要受力层在加固体内,而桩基的主要受力层在桩尖以下一定范围内。
本文通过中储粮成都某粮库二期浅圆仓项目这个实际工程,结合该工程项目的特点,地质情况,采用CFG桩复合地基对仓芯土进行了地基处理,下面就CFG桩复合地基的具体计算方法进行论述。
2、工程概况
中储粮成都某粮库二期浅圆仓项目,位于成都市青白江区。落地式浅圆仓内径22m,单仓仓容6250t,堆粮高度25m,散装小麦重力密度8kN/m3 。
经钻探揭露,场地内较典型的地址情况为:
1)杂填土:杂色,松散,稍湿。以建筑垃圾及黏性土为主,该层为新近堆填而成,其均匀性差,层厚:0.50~2.20m。
2)素填土层:灰色,稍湿,松散。大部份为原耕作层。由黏性填土、砂类土等构成,较不均匀,层厚:0.50~2.70m。
3)粉质黏土层:可塑状态,灰黄色为主。该层在场地内连续分布,分布均匀,层厚:0.60~3.50m。
4)粉土层:灰黄色,稍湿,稍密。层厚:0.50~2.00m。
5)细砂层: 颜色灰黄色,湿~饱和,松散状。层厚:0.50~1.50m。
6)中砂层: 颜色灰黄色,湿~饱和,松散状。层厚:0.60~1.00m。
7)卵石:卵石层灰~灰黄色,稍湿~饱和。在场地内呈层状或透镜体分布。本层未穿透。
CFG桩设计参数如表1所示。
表1 CFG桩设计参数
地层名称 | CFG桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa) | CFG桩的极限端阻力标准值qpk(kPa) |
素填土 | ||
粉质黏土 | 40 | |
粉土 | 35 | |
细砂 | 18 | |
中砂 | 35 | |
稍密卵石 | 130 | |
中密卵石 | 150 | 7000 |
密实卵石 | 170 | 8500 |
本 文以钻孔ZK22为例进行计算,钻孔ZK22柱状图如图1所示:
3、CFG复合地基承载力计算
本工程采用直径400mmCFG桩进行设计,桩端持力层为稍密卵石层,桩端进入持力层深度不小于1米,
桩顶设计标为-0.62米。按1.6米x1.6米正方形布桩,具体计算方法如下:
1)CFG单桩竖向承载力特征值可按下式进行估算:
2)CFG复合地基承载力可按下式进行计算:
图1 钻孔柱状图
面积置换率
满足仓芯堆粮承载力要求。
3)CFG复合地基除应计算单桩竖向承载力及复合地基承载力外,还应对桩身强度进行复核:
桩身强度>12 MPa均认为满足设计要求。
4、结论
本文围绕CFG桩复合地基承载力,结合某粮库工程,通过计算表明,CFG复合地基能够满足浅圆仓仓芯堆粮的承载力要求,且稳定性好,变形小,施工速度快、工期短,质量容易控制,工程造价低廉,是处理大多数软弱地基的第一选择,目前大量用于对地基承载力要求较高的工业建筑与高层建筑,是应用最普遍的地基处理技术之一。
随着国家对环境保护越来越重视,禁止现场搅拌混凝土,且很多地方难以找到粉煤灰这种材料,因此很多工程都改用素混凝土桩替代CFG桩,采用商品混凝土进行施工,更有利于对质量的控制以及工期的节省。
综上所述,CFG复合地基能够满足粮食浅圆仓对地基承载力的要求,适合于类似粮库项目这种堆载较大的工程的仓芯地基处理。
参考文献:
[1]建筑地基处理技术规范[S].JGJ79-2012
[2]王振清主编.粮食建筑与结构[M].北京:中国商业出版社,1992年
[3]叶书麟,叶观宝.地基处理[M].价值工程北京:中国建筑出版社,1997年