蘇北某擴(kuò)建主廠房區(qū)域老樁處理

某擴(kuò)建主廠房區(qū)域老樁處理0引言隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，不少電廠進(jìn)行了改造，通過關(guān)停小機(jī)組，新建大機(jī)組，實(shí)施“以大代小”，有效減少污染，改善環(huán)境，降低煤耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。這種改造通常新建廠房是在老廠場(chǎng)地上擴(kuò)建的，場(chǎng)地內(nèi)存在一部分老樁，在此區(qū)域如何進(jìn)行地基處理常常困擾著設(shè)計(jì)人員。1工程概況XX某電廠擴(kuò)建主廠房座落在已拆除的原2、4、5期主廠房區(qū)域內(nèi)，整個(gè)場(chǎng)地已將表層填土及原有基礎(chǔ)挖除，形成露出原樁頭的大基坑。老廠地基處理大部分采用預(yù)制樁，樁身砼的強(qiáng)度等級(jí)均為300號(hào)，相當(dāng)于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的C28，小部分為鉆孔鋼筋混凝土灌注樁及素混凝土灌注樁。業(yè)主希望新建廠房進(jìn)行地基處理時(shí)，在不影響工期的情況下，能夠利用老樁(預(yù)制樁)，減少投資。為此業(yè)主委托建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)報(bào)告表明預(yù)制樁可以使用。業(yè)主同時(shí)委托有關(guān)單位對(duì)預(yù)制樁進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，樁基試驗(yàn)成果如下:S1號(hào)試樁加載到1600kN時(shí)，壓重平臺(tái)出現(xiàn)明顯偏斜，穩(wěn)定后終止試驗(yàn)，最大加載量為1600kN，對(duì)應(yīng)的沉降量為5.10mm。S2號(hào)試樁加載至2000kN時(shí)，樁頭碎裂，故終止試驗(yàn)，1800kN級(jí)荷載對(duì)應(yīng)的沉降量為5.07mm。S3號(hào)試樁加載至1800kN時(shí)，樁頭碎裂，故終止試驗(yàn)，1600kN級(jí)荷載對(duì)應(yīng)的沉降量為5.20mm。試樁樁截面為400×400mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)14.6m。樁由二節(jié)組成，下節(jié)為8m實(shí)心預(yù)制方樁，上節(jié)為6.7m空心預(yù)制方樁。其空心直徑φ250mm，樁端進(jìn)入持力層⑥粉砂約0.6m。2工程場(chǎng)地地質(zhì)條件本次建筑場(chǎng)地地基土主要由第四系全新統(tǒng)沖、湖積物構(gòu)成，并在上部普遍分布有厚薄不等的人工填土。根據(jù)地基土構(gòu)成等特點(diǎn)，將建筑場(chǎng)地內(nèi)約35.70m深度范圍內(nèi)的地層分成10個(gè)巖土體單元（包括1個(gè)亞層）?，F(xiàn)自上而下分述如下：①雜填土（Q4s）：結(jié)構(gòu)松散，未固結(jié)。層厚一般為0.60～4.10m，層底高程一般為-1.12～2.20m。層②粘土（Q4al）：灰褐色、灰黃色，濕～很濕，可塑～軟塑。干強(qiáng)度和韌性中等。層厚一般為0.50～1.40m，局部缺失。層底高程一般為0.49～1.17m。層3-1粉土（Q4al）：褐黃色，灰黃色，灰色，等級(jí)為重～中，很濕，稍密。顆粒組成均勻，搖振反應(yīng)迅速，干強(qiáng)度和韌性低。層厚一般為1.40～4.80m，大部分缺失。層底高程一般為-4.25～-1.40m。層③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4al+l）：灰色，等級(jí)以中為主，很濕，流塑，干強(qiáng)度和韌性低。層厚一般為3.40～8.90m，層底高程一般為-8.56～-7.20m。奮層諸④滑粘土（且Q4al秋）：上部為灰保黑色、深灰色智，中部為淺褐船色，黃褐色，睜下部為黃色，暑褐黃色，稍濕牲～濕，硬塑為鋸主。干強(qiáng)度和礎(chǔ)韌性中等～高餅。層厚一般君為僵3.4葬0凈～樂5壽.2牧0m爹，層底高程一坊般為雀-鉛13.6棚7蝦～江-1描1.23m智。寧層點(diǎn)⑤攻粉質(zhì)粘土（橋Q4al擾）：褐黃色、旬黃褐色，等級(jí)袋為中～輕，很怨?jié)?，可塑為主皆。干?qiáng)度和韌派性中等。層厚歸一般為乏1.威9瓦0獻(xiàn)～鈴5覽.40m控，層底高程一溪般為握-1療8.6博6支～輔-1生3.40m帖。危層撞⑥頂粉砂（秤Q4al黎）：上部為褐詢黃色、黃色，繩中下部為黃灰你色、青灰色，懇飽和，中密為瘦主，顆粒組成稠均勻～中等均怖勻，夾薄層粉殿質(zhì)粘土和粉土筆。層厚一般叛為推3.9千0供～廟7刑.50m萬(wàn)，層底高程一棄般為柔-雷23.0炮6宋～糕-征19.84m囑。搞層記⑦乘粉土（祝Q4al酷）：褐灰色、苗灰褐色，等級(jí)給為重～中，很值濕，中密。此梯層與上覆貫層洲⑥茄粉砂呈漸變過朵渡關(guān)系。顆粒勁組成中等均勻綁，搖振反應(yīng)中農(nóng)等，干強(qiáng)度和糞韌性低。層厚樹一般華為掀3膊.9枯0寇～阿6粒.蜜90m夜，層底高程一弊般為夜-頂27.1朗2柔～炭-2待5.59m歲。裁層奉⑧晃粘土（競(jìng)Q4al菠）：灰色、深尋灰色，濕～稍無(wú)濕，硬塑，混刊多量姜結(jié)石，忠局部混少量貝蔥殼碎片。光滑途，干強(qiáng)度和韌蘆性中等～高。開層厚一般剛為范2.5謠0透～謎3秒.70m肉，層底高程一跌般為商-濕30.3鍋2愿～胳-2光9.11m眨。層位較穩(wěn)定獅，層厚不大，梅屬中等偏低壓過縮性、高承載岸力土層，為主奇廠房建（構(gòu)）筋筑物良好的樁誓基持力層及下筍臥層。攤層火⑨塔粉土（派Q4al猴）：褐灰色、棚灰褐色，等級(jí)腰為重～中，很獎(jiǎng)濕，中密。顆嫁粒組成中等均宅勻，搖振反應(yīng)盛中等，干強(qiáng)度踐和韌性低。此概層本次未揭穿書。層厚一般大戰(zhàn)于孕4.00m斬。3樁型選擇拼方案一：采用析預(yù)制樁，樁體些質(zhì)量有保章證圣,賞預(yù)制樁樁身截緒面與老樁相同間，布樁容易。么但在施工中存段在下列問題：剃老樁布置較密染，老廠房區(qū)域蹲的地基土曾受竟到老樁沉樁時(shí)梨的擠土作用，孕經(jīng)過幾十年的篇固結(jié)及上部荷餓載的預(yù)壓，土從的性質(zhì)應(yīng)比廠慣區(qū)其它地方要萍好，新樁沉樁專時(shí)可能會(huì)比較見困薦難膛,疤不易到設(shè)計(jì)標(biāo)壽高。如施工不狀順利，會(huì)延長(zhǎng)漂施工工期，影橫響工程的整體革經(jīng)濟(jì)效益。獵由于拆除老廠央房基礎(chǔ)的需要蒙，老廠房區(qū)域近開挖成一個(gè)大掀基坑，老樁樁還頭冒出坑底，燕如要利用老樁步，為避免老樁吹受損，已開挖些的基坑需用砂逆石回填，且回崇填厚度不能薄癢，回填后老樁露樁位不易確認(rèn)架，給新樁的順夕利沉樁增加了匹難度，回填的逗砂石在基礎(chǔ)施同工時(shí)仍要開挖憤掉，回填和開畢挖增加了施工每費(fèi)用。霸方案二：灌注炒樁，單位承載驗(yàn)力造價(jià)高，施跑工工期容易保浙證，在現(xiàn)有的糊已開挖的基坑漁中施工能避免自預(yù)制樁施工中匹存在的問題?？唇?jīng)上述方面分倘析比較，認(rèn)為再主廠房區(qū)域在主目前這種現(xiàn)場(chǎng)鵝狀況下采用鉆農(nóng)孔灌注樁比較歌合適喉；易見4意瞞持力層的選擇陵層司⑥煉粉砂層層位穩(wěn)掙定，層厚較大通，屬中等偏低貓壓縮性、較高六承載力土層，星為良好的樁基蟲持力層，老廠銜就選擇此層為受持力層。極限梅端阻力扭為激800宏KPa必層雹⑧組粘土層層位較引穩(wěn)定，層厚不奏大，屬中等偏脖低壓縮性、高旺承載力土層，痕為良好的樁基緊持力層及下臥嗓層。極限端阻批力彼為健1400炒KPa司對(duì)于主廠房地嚼段可選夠擇駕⑥襲粉砂層讀或嘗⑧共粘土層作為樁脆基持力層。根撞據(jù)勘察報(bào)告估貌算樁的承載力濁見北表谷1猶，假定樁型為音灌注樁，樁端闖進(jìn)入持力層蓋2.0萍0m安，樁徑疊600欺mm擊。翁表壘1垮已兩種持力層承粗載力比較表礎(chǔ)方案雷有效樁長(zhǎng)目(很m)顆極限側(cè)阻力鴨(爺k宴N創(chuàng))辭極限端阻力識(shí)(蓮kN)崗豎向極限承載揚(yáng)力就(馬kN)停持力謹(jǐn)層液⑥血土層欄14.2錢1091巾226蒼1317途持力鳥層爭(zhēng)⑧徐土層位26.7狐2417康396見2813晃樁基提供的承腳載力廈每剝k壟N列所需材料選擇遼方案二優(yōu)于方到案一，且方案錦二承載力高，拜基礎(chǔ)承臺(tái)面積供相對(duì)減少，方溉便了亂零米提設(shè)備基礎(chǔ)的布瞎置。采贏用制⑧凍土層作持力層宋要優(yōu)拉于作⑥順土層毫5京艘老樁的處理扔對(duì)于老樁的處舍理有下面三種城方案：帳方案一：利用各老樁，灌注樁會(huì)樁端壓力注漿襪。騾方案二：計(jì)算么中不利用老樁云，老樁伸入承架臺(tái)作安全儲(chǔ)備決。利方案三：老樁逼完全不考慮。陪下面對(duì)此三種靠方案進(jìn)行具體絡(luò)分析。律利用老樁，樁珠位布置比較困祥難，新、老樁詳?shù)膯螛冻休d力派、樁中心距都泉不同，老樁中爐心距較小，約蠶1.5m情，而旱600mm勾的灌注樁中心善距不易小于訊1.8m們，些企為滿足樁的豎槍向承載力合力鵲點(diǎn)盡量與柱中端心重合，同一講承臺(tái)下新布的桐灌注樁中心距申通常是不等距晌的，且承臺(tái)相憂對(duì)于軸線不對(duì)弊稱，蹈圖憤1結(jié)為敲C識(shí)排某柱樁的布煌置圖，此承粱臺(tái)煮A喜1懇與喚A灌2烘、隙B寨1撥與善B攻2忠不相等。丸圖第1C芒排某柱樁的布浴置泳圖哪竹從樁頭破損、販碎裂這一現(xiàn)象退看，地基土的漲承載力大于樁緣本身的材料強(qiáng)騾度，宴由莫Q-別s糞曲線上可見，紛在各級(jí)荷載作糠用下，樁的沉萬(wàn)降量較小，最列大沉降量為曠5.20匠m嬸左念右氣,換樁身破壞時(shí)，誕樁的沉降較小花。削樁～土間產(chǎn)生鋪相對(duì)位移是樁鴉側(cè)阻力發(fā)揮的脾前提，樁側(cè)阻舞力達(dá)到極限值奉時(shí)所需要的樁惰～土相對(duì)位移永稱為臨界位移襖，通常粘性土段中打入樁樁側(cè)坐阻力發(fā)揮所需者的位移較小，秩約哈在冤1雄～派10m屑m掃之間變化，砂乒土中打入樁的倦臨界位移也較館小，但比粘性這土中的臨界位棒移要大，鉆孔務(wù)灌注樁的臨界挨位移值要比打貝入樁的臨界位徒移大，且變化俗范圍大荒[1]柜。趴根據(jù)以往相似環(huán)土質(zhì)的試樁報(bào)凍告海,船分析加載過程逼樁側(cè)阻力和樁魚端阻力的變縫化竄,躲可以發(fā)現(xiàn)樁側(cè)斤阻力與樁端阻歉力呈異步發(fā)負(fù)揮充,先樁側(cè)阻力增長(zhǎng)芒較靜快亞,陵先到達(dá)極限側(cè)蘿阻體力彩,昌此時(shí)樁的沉降嚇較柔小斜,繩樁端阻力和沉舉降在側(cè)阻力達(dá)鞏到極限后增長(zhǎng)只較左快烤,殺后達(dá)到極限。桶鉆孔灌注樁樁子側(cè)極限阻力發(fā)汗揮所需要的樁血頂沉降較大，詢通常遠(yuǎn)大于沃5mm揪。灌注樁樁端截壓力注壯漿訂,績(jī)可以減少樁端縫到達(dá)極限端阻吩力時(shí)的沉降波量逗,文然而此沉降量狹仍然大于樁側(cè)蕩阻力的沉降量作。霧如果采用新老雞樁的方案，結(jié)豈合本次老樁的頸靜載試驗(yàn)可以腐預(yù)測(cè)，當(dāng)同一包承臺(tái)下同時(shí)存盡在新樁與老樁奔時(shí)，隨著上部零荷載的逐漸增嫌大，基礎(chǔ)沉降墳加大，樁～土僻間位移增大，鼓地基土對(duì)樁的三作用力增大，晉然而新樁與老脊樁的增長(zhǎng)幅度津是不一樣的，臭老樁增長(zhǎng)的幅薪度大，新樁小倦，新樁、老樁古的合力對(duì)基礎(chǔ)衡產(chǎn)生偏心作用零，使上部結(jié)構(gòu)錫承受一個(gè)附加怪彎距，上部結(jié)島構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，很謹(jǐn)難考慮此附加第彎距的大小，拐上部荷載的不滅斷增大，老樁仰達(dá)到極限承載勵(lì)力灌時(shí)員(幣沉降約霧5mm群)三，新樁的承載鏡力仍然很小，帆上部荷載進(jìn)一貢步增加，個(gè)別里老樁樁身會(huì)壓米碎，從而進(jìn)一唉步加大其它樁村的作用力，引詞起其它樁的連息鎖破壞，引發(fā)玩工程事故。晌根據(jù)以上分析察，采用方案一限即新老樁共同候作用的方案存裂在著某些承臺(tái)直下的樁基可能退被逐個(gè)破壞的必風(fēng)險(xiǎn)。如采用繪方案二即老樁獵樁頭深入承臺(tái)浪，作為安