| |
1、概述
杭州铁路水电段综合楼位于杭州铁路新客站南侧，框架结构，地面7层，半地下室1层，建筑面积8700m2。根据工程地质报告，场地地基土质由上至下依次为：填土厚1.6～2.4m；粉土厚2～2.9m，fk＝135kPa；砂质粉土厚3.6～4.0m，fk＝150kPa；粉砂厚8.4～9.8m，fk＝160kPa，粉土层为中等偏高压缩性土，其下土层均为中等压缩性土。原设计采用了预应力混凝土管桩ф550,240根，桩长11m；ф600,82根，桩长11.5m。由于管桩将穿过较厚的粉土层，即俗称的“铁板砂层”，且桩直径较大，间距较密，因此无论采用何种贯入方法都非常困难。笔者对四周先期施工的铁路新客站附楼桩基施工情况进行了调查，其地质资料与本工程雷同，采用ф500预应力混凝土管桩静压法贯入，结果至地下5m左右粉土层处受阻。此情况足以说明该工程不宜应用管桩基础。
2、CM复合地基方案的提出
(1)本工程若采用天然地基，则基底为粉土层，属中等偏高压缩性土，会造成变形较大且不均匀，地基承载力也偏小。采用CM复合地基，正是对这些缺陷的补偿。
(2)CM复合地基的可行性。CM复合地基是由C桩(刚性桩)、M桩(亚刚性桩或柔性桩)、桩间土及褥垫层等四部分组成的，通过交叉布置CM桩及褥垫层,使桩和土共同作用并构成平面及竖向合理的刚度级配梯度，达到理想的协同工作应力状态,亦即：其一通过采用长C桩(进入深层良好土层)与短M桩(进入浅层较好的土层)的合理布置，形成三层地基刚度，从而调整地基的刚度分布，以达到有效地控制基础沉降；其二通过合理确定桩的间距形成土的三维应力状态，使土的强度得到大幅度提高和较充分利用;其三通过布置褥垫层使地基与上部结构柔性连接，在水平荷载作用下，可以有效地传递垂直荷载。CM复合地基这种刚度的调整，符合天然土层“浅弱深强”的一般规律和地基应力传递特征，补强了深浅部的地基刚度分布，并使之充分利用和提高桩间土的参与作用，有效地加强了地基强度。同时，与单一的桩基础相比，由于CM复合地基充分发挥了桩间土作用，其C桩(刚性桩)的用量较少，且间距较大，而直径较小，从而使桩间土的挤压作用大为减弱，在降低了施工难度的同时既减少了工程量，也降低了造价。
3、CM复合地基的实施
根据以上分析和调查提出改用CM复合地基的方案，经设计方同意后，并按图2所示的平面布置及剖面设计进行实施。C桩采用加厚的ф400预应力混凝土管桩，桩长9m，共167根，M桩采用ф500水泥搅拌桩，桩长5.5m，共178根。褥垫层为厚350mm砂石垫层，其配合比为中砂∶瓜子片∶水＝5∶3∶1。先由北向南进行C桩施工，为减少噪音，采取静压贯入法，单桩压力控制值为:1500～2000kN。M桩施工待C桩施工过半后实施，钻孔中采取了加压法，配重量250kg，采用二喷二搅，其水泥含量为300kg／m3，水灰比0.5。实际施工过程表明,进展相当顺利。
4、效果
(1)动测与静载试验:经国家海洋局第二海洋研究所动测结论为：所抽检的18根C桩均为I类完整桩；各桩混凝土强度达到设计要求。经浙江大学土木工程测试中心静载测试结论为：CM复合地基荷载板的极限承载力至少可取277.2kPa，此时对应的板顶沉降量为18.04mm，相对于复合地基承载力标准值160kPa(上部结构设计所需的地基承载力)，其安全系数已高于1.7倍。而且沉降也小于设计答应沉降量50mm。
(2)工程进度加快，工期缩短:CM复合地基施工中避免了单一桩穿过“铁板砂层”的技术难题。与四周同类工程管桩桩基施工处理工期约4个月相比，本工程桩基施工为时仅30天，效果非常明显。
(3)工程造价大幅度降低:原预应力混凝土管桩基础的造价为285.73万元,改用CM复合地基后造价为158万元，节约了44.7％。
5、结束语
(1)地基与基础的处理涉及费用较大，正确选择基础类型，非常重要。本工程改用CM复合地基，解决了施工难题，保证了工期和质量，且节约 |
|
