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1、复合模量法计算碎石桩复合地基沉降第21卷第3期2007年6月土工基础SoilEng.andFoundationV_01.21NO.3Jun.2007复合模量法计算碎石桩复合地基沉降林耘生,林鲁生,刘祖德.(1.深圳市恒浩建筑工程项目管理有限公司,深圳518035;2.深圳市建筑工务署,深圳518021;3.武汉大学,武汉430072)摘要:选取东深供水改造工程B一Ⅲ标段的隔水～塘厦混凝土明槽段复合地基,进行了复合模量法碎石桩复合地基沉降计算,并将计算成果与实测资料进行对比分析,得出一些有用的结论.关键词:复合地基,复合模量法,沉降计算中图分类号:TU
2、473文献标识码:B文章编号:1004—3152(2007)03—0057—031前言工程建设中,在处理一些厚度大,压缩性高的软弱地基时,地基的承载力往往不再是处理的难点和关键,所以以往按强度控制的设计理论难以满足地基处理的要求.控制地基的过大变形,减小建筑物的过大沉降,以控制沉降为设计原则成为地基处理的关键技术问题.东深供水改造工程新建混凝土箱涵共16km长,特别是A一Ⅲ,B一Ⅲ,B一Ⅲ.和C一Ⅳ标段分别有1280ITl,281ITl,632rfl,186ITI,共2379rfl的软基采用了碎石桩等复合地基处理方法.通过考虑上部结构刚度的基础共同作
3、用沉降分析可知,对于上部结构物来说,允许的变形量可以达到3cm～4cm;但对于箱涵接头,由于有止水(止水采用止水铜片)的要求,差异沉降量是越小越好,接头处的差异沉降不宜大于0.5cm,否则箱涵侧墙止水铜片将被拉裂,后果不堪设想.所以,东改工程的复合地基是以控制沉降为设计原则的.那么,复合地基沉降量如何计算才合理,就成为本工程的一个关键技术问题.2碎石桩复合地基变形模量2.1理论计算确定复合地基变形模量在东改工程中,碎石桩主要用于处理地基承载力不足180kPa的②一2层(粉质粘土或粘性土层),②一3层(粉质粘土或泥质粉砂层)及基底存在较厚②一1层(淤泥
4、质土层)的地段.设计选用干法收稿日期:2006—10—08碎石桩,桩料采用粒径30mm～50mm,含泥量不大于5的弱风化花岗岩碎石,桩径500mm,桩距700mm～1200mm,正三角形布置,桩端进入相对硬层1m～2rfl,桩顶超高500mm,施工顺序为由外到里跳打.B一Ⅲ.标段的碎石桩,桩径500mm,正三角形布置,间距1.0ITI.复合地基变形模量按下式计算:E—E+E(1一)(1)式中:E为复合地基变形模量;E为碎石桩桩体变形模量;E为桩周土变形模量;为置换率,当桩距l_0rfl时,碎石桩复合地基的置换率.一0.2268.由B一Ⅲ.现场桩周土土
5、质情况看,根据经验估计桩土应力比在2～3之间,桩体变形模量E一50MPa,以桩周粉砂土变形模量E一20MPa为例计算复合地基变形模量:E一50×0.2268+20(1—0.2268)一26.8MPa根据理论计算将碎石桩处理后粉砂地基的变形模量取为25MPa,所以当桩周土质较好时,可以将未处理的原状土的变形模量提高5MPa来作为处理后复合地基的变形模量进行沉降计算.2.2载荷试验确定复合地基变形模量在广东省水利水电工程质量检测中心提供的两份有效试验资料中,单桩复合地基载荷试验点(Q15+477～Q15+480)1个,多桩复合地基载荷试验点(Q14+97
6、2.921,Q15+483.756)2个.试验成果详见图1.考虑实际结构(施工图设计中明槽或无压箱涵)基底压力取为120kPa.因此,复合地基变形模量采用了荷载试验中荷载120kPa时对应的总沉降量进行计算,计算公式如下:58土工基础200701020莒.4050607080PfkPa,0801602403204O0(b)多桩复合地基载荷试验(Q14+972921)1.334cm和0.75cm(详见图1(b),(c)).1')n一0.886×200×(1—0.35.)×一14.0MPa上.00'士1')n一0.886×200×(1～0.3.)×一25
7、.8MPaU.,0根据试验结果,经碎石桩处理后的淤泥质土的变形模量提高至14MPa,粉砂土的变形模量提高至25.8MPa;由于多桩载荷试验比单桩载荷试验更能反映复合地基的受力变形特性,所以认为经碎石桩处理后松散粉砂的复合地基变形模量更接近25MPa.考虑到工程实际荷载是长期作用的,而试验加载的时间有限,试验结果应乘以0.8的折减系数后才认为是实际复合地基变形模量.但由于本工程复合地基原位测试的试验点选在施工质量较差的地段,因此试验结果不能反映碎石桩地基处理的正常水平,所以处理后粉砂地基的变形模量仍取25MPa进行计算.P(kPa)3080160240
8、3204O0沉降计I算值及观测值对比分析0r干r开1,^1一J.一U.,J'l图1碎石桩复合地基载荷试验成果
