可控刚度、高承载力复合地基及关键技术成果在喀斯特岩溶不均匀场地的应用示范
发布时间:2024/12/13 10:02:31 浏览次数:194 次
在西南喀斯特岩溶地区,建设用地日渐紧张,以前城市郊区的一些建筑废料,倒土场和新近场坪,用杂填土回填的一些沟壑,都急需在此类极不均匀的场地上建筑房屋。常用方法是将上层深厚回填层挖除,这种方法将产生大量土方二次外运,并且由于回填层在开挖过程中,土质松散,易坍塌,常产生安全和质量事故;另外在一些地质条件复杂区域,常规多采用桩基等方案,但其施工困难,造价高,工期不易控制。面对以上情况,采用复合地基技术是另一类型处理方案,但当前主流的复合地基技术处理后的地 基承载力低且刚度不可控(承载力:fspk≤300kPa,压缩模量Es≤16mPa),不适宜建设高大建(构)筑物。
如何解决在此类不均匀地基上建(构)筑物受荷后产生不均匀沉降的问题,获得刚度可控、承载力高的复合地基,从而经济、环保地建设高大荷载的建(构)筑物,成为摆在我们面前的业内难题。
针对建设领域这一瓶颈问题,贵阳云海岩土工程有限公司在多年的岩土工程实践中积极探索,投入人、财、物力进行攻关研究,通过大量试验论证,成功研发了可控刚度、高承载力复合地基(深层夯扩桩复合地基)及关键技术,较好地解决了这个问题。
该技术已在众多建设项目中成功应用,这些项目中,贵阳东山新里程优山美诗小区11#楼(32层)、贵州织金丰伟龙湾国际1#、3#楼(24层),均为高层建筑。通过在这些高层建筑项目中的成功应用,打破了过去复合地基受限于承载力低且刚度不可控而不能支持修建高层建(构)筑物的瓶颈,实现了复合地基上承载力高且刚度可控,属国内(乃至世界范围)率先实现在复合地基上修建高层建(构)筑物的案例。
2021年6月1日,经贵州省土木建筑工程学会,组织业内专家对该技术进行论证评价,评价核心结论为:该技术达到国内领先,建议推广应用。
本技术大幅提高复合地基性能(承载力fspk由低于300kPa提升到300kPa~500kPa区间、压缩模量Es由低于16mPa提升到20~40mPa区间),降低成本,缩短工期,绿色环保,国内领先,因此本项成果推广应用将进一步提升我国复合地基技术应用水平。
可控刚度、高承载力复合地基及关键技术已取得多项国家发明专利及实用新型专利。其中:深层夯扩桩机(获得国家实用新型专利:ZL 2014 2 0666551.7)、自走式多功能夯扩桩机(获得国家实用新型专利:ZL 2023 2 1179873.4)均为云海公司自主研制的设备。
该桩机设备采用全钢套管震动夯击成孔。沉管达到设计深度后,管端活门打开,用电动内夯自由锤(夯击能2000kN•m),夯击桩端持力层,当桩端为土层时,使桩端一定范围内的土体得到有效挤密,承载力和压缩模量有大幅度的提高,然后在管内灌入一定高度的混凝土,用内夯自由锤(夯击能2000kN•m),不断夯击混凝土,使管内混凝土挤出管外,形成圆柱形扩大载体,然后拔出内夯自由锤,灌注桩身砼,边灌注边拔管,最终形成带有圆柱形扩大头,且砼密实的桩(见下图1、2、3)。
贵阳云海岩土工程有限公司主编的“可控刚度、高承载力复合地基技术标准”的团体标准,于2023年7月由贵州省土木建筑工程协会批准发布,由中国技术标准出版社出版发行。是国内首部将变刚度调平设计理念落地实施的标准。
应用该技术成果完成的部分工程项目如下:
清镇经开区产业标准厂房及配套基础设施建设项目(卫城七里半地块)一期复合地基加强处理;
贵阳市花溪区燕楼产业园四期3-1号地块标准厂房复合地基加强处理;
贵州开磷集团矿肥增汽、节汽、节电能效提升改造项目复合地基加强处理;
织金丰伟·龙湾国际5#地块复合地基加强处理;
贵州省黔南州贵定县疾病预防控制中心能力提升建设项目复合地基加强处理;
贵州万豪商贸总部一期复合地基加强处理;
织金丰伟·龙湾国际3#地块复合地基加强处理;
罗甸中信·华庭学府一期深层夯扩素砼挤密桩(SPG)工程;
新里程·优山美诗项目11栋复合地基加强处理;
都匀麒龙·华府项目深层夯扩素砼挤密桩(SPG)工程;
清镇市铁鸡巷城市综合体3#楼复合地基加强处理。
下面介绍一下该技术在贵阳市花溪区燕楼产业园四期3-1号地块标准厂房建设项目中的应用情况,属于喀斯特岩溶地区深厚回填场地控制刚度调平加强处理的成功案例。
项目位于花溪区燕楼镇,为贵阳花溪产业投资(集团)有限公司建设的标准厂房。其中厂房2栋,结构形式为框架结构,高6层;宿舍楼1栋,结构形式为框架结构,高4层;办公楼1栋,结构形式为框架结构,高6层,荷载和沉降变形要求高。
该场地场平后回填深度为4.5~23m,平均回填厚度为20m,均为新近回填的素填土,粘粒含量大于70%,特性差;场平后在场区一侧形成了15~22m高的回填边坡,边坡体自然放坡,未作加固处理。场地岩溶强发育,基岩埋藏深。
下图为场区场平回填土情况:
该场地场平后回填深度为15~22m,场平后在场区一侧形成了15~22m高的回填边坡,边坡体自然放坡。下图为场地一侧回填边坡高度及边坡的处理情况:
项目经过建设单位组织各参建方多次进行方案比选,从质量可控度、工期保证、经济性等全面比较,确定选用可控刚度、高承载力的复合地基技术进行地基加强处理。下图为该项目复合地基方案专项论证。
云海岩土承接任务后针对项目的建筑与结构特点、地质条件、环境条件,对方案专项论证、设计精细化、施工标准规范化、检测配套工作等各方面作了充分考虑,确保工程质量满足工程建设要求。
我公司投入多台套深层夯扩桩机设备及砼搅拌系统、调派50余名工程师及技术作业人员全面展开施工。下图为正进行大面积施工一角:
施工完成后,由第三方检测机构对承载力及变形量进行静载荷检测及基桩完整性检测,其承载力及变形量均满足设计及规范要求,基桩完整。同时对处理后的桩间土密实度进行了动力触探检测。
下图为动力触探检测处理后桩间土的密实度:
通过本项目的实施,体现出了深层夯扩桩复合地基处理技术在该高回填区域运用的优点:施工质量可控(避免了垮孔断桩、桩底沉渣等问题)、施工成本工期可控(避免了其他机械成孔工艺垮孔及因此产生的二次处理费用及拖工期问题),验证了深层夯扩桩复合地基处理技术在回填高边坡区域的临界适用条件,施工的质量安全进度均满足要求。
下面是委托单位对项目的评价:
公司应用可控刚度、高承载力复合地基及关键技术完成的各类项目,均获得委托单位的好评,具有很高的专业信誉。欢迎业内各位专家,各业主朋友们前来交流合作。