如皋市经济技术开发区
摘要:对一些工艺生产有一定要求的单体建筑而言,依赖于详细勘察成果资料进行设计,施工过程中带来费用和工期的增加。为了节约成本,缩短工期,有必要针对具体情况进行施工勘察,解决设计和施工中面临的具体问题,并加以适当的检测手段,验证施工勘察和设计的正确性,为优化设计提供保障。
关键词:施工勘察;静载试验检测;方案优化
工程概况
某冲压联合厂房,东西长292米,南北宽204米,高14米,局部20.5米,行车吨位50T,钢网架结构。柱网间距24米。该冲压联合厂房对室内地坪承载力要求f1=150KPa.
原详细勘察揭示的地层情况:
1、素填土(层1):土质松软,层厚不均,工程力学性质差,本工程中不应利用。
2、粉土(层2):土质一般,层厚一般,工程力学性质一般。本层土可作为拟建交验车间等的天然地基基础持力层。
3、粉砂(层3):土质较好,厚度较大,工程力学性质较好。
4、粉砂夹粉土(层4):土质好,厚度一般,工程力学性质稍好。
5、粉砂(层5):土质稍好,厚度较大,工程力学性质好。本工程中,本层土可作为拟建联合厂房等预应力管桩(抗压桩)的桩端持力层。
6、粉质粘土(层6):土质一般,厚度一般,工程力学性质一般。
详细考察报告揭示车身联合厂房大面积暗河软土层的存在,详见图1-1,依据此详细勘察报告,设计院提出地基处理方案。
采用梅花型布桩,水泥搅拌桩如因天然地基,桩径φ500,桩距0.8米,桩长7.0米。面积置换率为0.306,经过处理后的地基满足地基承载力达150kpa的设计要求。据此,按此方案场地地基处理打桩需要39950根。
施工勘察
我们认为,原详细勘察揭示了软土层的范围,钻孔沿建筑物轴线布置,以此作为该厂房的基础设计,固然满足有关勘察规范及设计要求,但作为水泥搅拌桩加固地坪设计依据存在以下问题:
1、没有考虑填土的承载力以及静压桩在打桩过程对填土压实的影响。
2、缺水泥搅拌桩设计参数(原设计参照预制管桩设计)。
因此,为了使水泥搅拌桩的地基处理设计更加科学,更为经济、合理,针对场地具体情况进行施工勘察。其目的查明暗河部分自然填土承载力,并比对暗河及原状土地面有关力学性质承载力情况,进一步明确桩径、桩长、桩距等设计参数。
依据施工勘察报告,采用深层搅拌桩时,宜处理至④层粉砂,处理深度7.00米,桩径φ500mm,桩距1.00米,按梅花布桩,面积置换率m取0.196,①土桩侧阻力特征值取7kPa,②层土桩侧阻力特征值取15kPa,③层土桩侧阻力特征值取20kPa,④层土桩侧阻力特征值取30kPa,④层土桩端阻力特征值取190kPa,按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012第7.1.5-3公式,以J14孔为例估算的单桩竖向承载力特征值Ra=120kN,估算的复合地基承载力特征值fspk=148kPa。桩竖向极限承载力特征值估算时是按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012第7.1.5-3条中公式进行,公式如下:
费用及工期估算
依据原详细勘察报告,采用φ500桩径,0.8米桩距,7.0米桩长,该地基处理方案需采用39950根,直接费用为1450万元,依据施工勘察报告,采用φ500桩径,1.0米桩距,桩长为7米,该地基处理方案需采用2400根,桩数节约37.5%,直接费用为906.25万元,且施工打期相应减少37.5%,同样节约了工期,及相应费用。
为了检验,上述地基加固方案的经济合理性、科学性,在暗河场地上任选三组进行复合地在的静载试验。
按上述参数先行打桩,对打桩之后的复合地基静载试验,使用仪器设备、竖向荷载加载以及终止试验的技术要求,严格按照规范进行。
试验成果表:详见载荷试验数据汇总表3-1和载荷试验曲线图3-2
静载试验结论:500-1000-1#复合地基:从Q-s曲线分析呈缓变型。按相对变形值取s/b=0.006(6.0mm)所对应的压力(226kPa)已大于最大加载压力的一半(150kPa),故判定该组复合地基承载力特征值为150kPa。
500-1000-2#复合地基:从Q-s曲线分析呈缓变型。按相对变形值取s/b=0.006(6.0mm)所对应的压力(215kPa)已大于最大加载压力的一半(150kPa),故判定该组复合地基承载力特征值为150kPa。
结论
本工程针对在设计和施工中出现的具体问题,采用了符合实际情况的施工勘察手段,对地基的处理设计进行优化,并通过静载试验对试桩后的复合地基进行检测,来判定其正确性,证实措施得当,方案可行,节约了造价和工期。对于类似情况具有借鉴意义。
参考文献:
[1]工程地质手册(第四版),工程地质手册编委会,北京,中国建筑工业出版社,2007年。
[2]GB50021-2001岩土工程勘察规范,建设部主编,北京,中国建筑工业出版社,2009年。
[3]JGJ79-2012建筑地基处理技术规范,中国建筑科学研究院,北京,中国建筑工业出版社,2012年。
作者简介:张怀根(1967-),男,江苏如皋人,如皋经济技术开发区(226500),工程师。