深基础、地下空间、城市更新、土壤治理、水利防渗

宁波东部新城FCW五轴搅拌桩工程应用

工程概况

FCW五轴搅拌桩工程应用案例六

本工程位于浙江省宁波市中山路以南、江澄路以西、百丈路以北、甬新河以东。工程含1#2#3#地块,1#2#地块地上共35390m23#地块地上19425m2,地上总建筑面积54815m21#2#地块地下共26220m23#地块地下5325m2。总建筑面积:86360m2。功能为商业和办公。地下第2层为人防(专业设计单位设计)。

建筑物地上高30m。1#2#地块地上6层(并带1夹层),地下2层;3#地块地上6层(并带1夹层),地下1层。建筑物层高为:地下第2层层高3.8m,地下第1层层高6.7m,地上第1层层高5.5m,地上第2层层高5m,夹层层高2.15m,地上第36层层高4m。主要跨度8.4m。建(构)筑物性质见下表1.1

表1.1         建(构)筑物性质一览表

建筑

编号

基本柱网(m)

总层数

地下室

层数

基底应力标准值(kN/m2)

基础形式

C3-1#

8.4×8.4

6

2

150

桩基-筏板

C3-2#

8.4×8.4

6

2

150

桩基-筏板

C3-3#

8.4×8.4

6

1

130

桩基-筏板

 

 

 

工程地质

(一)地形、地貌特征

拟建工程场地位于宁波断陷盆地中东部,地貌类型属第四系滨海淤积平原,地形平坦开阔,现自然地面标高一般为2.7~3.4m,场地表部回填1.1~2.6m厚的填土。场地表部的填土组成成份复杂,一般表部以碎块石为主,径约5-35cm,下部以粘性土混建筑垃圾、碎块石为主,局部地段建筑垃圾中的混凝土块及预制板块块径较大,大者块径可达1m,土质极为不均,局部地段填土厚度可能更大。

1、①1层:杂填土(meQ)

灰黄、灰褐色等杂色,结构松散,一般表部以碎块石为主,径约5-35cm,下部以粘性土混建筑垃圾、碎块石为主,局部地段建筑垃圾中的混凝土块及预制板块块径较大,大者块径可达1m以上,土质极为不均。

该层场地内一般地表均有分布,拟建地下庭院处东侧3-5m范围内分布于断头河河底,设计施工(基坑围护等)过程中应注意并采取相应的措施该层层厚一般为1.1~2.6m局部厚度可能更大,达4m以上,勘察中在现J8号静探孔以东1.5m处初施工时在地表下4m左右尚有碎块石分布,可能为施工江澄路共同沟所形成。其它部位可能有原建筑物的老基础,施工时也应引起注意。

2、①2层:粘土(mQ3 4)

灰黄色,可塑,往下渐变为软塑,厚层状,土质不均,富含氧化铁锰质斑点。土面光滑,干强度高,韧性高,无摇震反应。

该层场地内基本有分布,仅于地下庭院处东侧的人工断头河道内缺失,物理力学性质较好,俗称“硬壳层”,具高压缩性,顶板标高0.432.11m,层厚0.501.70m

3、①3层:淤泥质粘土(mQ3 4)

灰色,流塑,局部软塑,厚层状,土质不均匀,顶部含黑色有机质斑块。土面具油脂光泽,干强度高,韧性高,无摇震反应。

该层场地内均有分布,物理力学性质差,具高压缩性,顶板标高-0.371.34m,层厚1.603.20m

4、②层:淤泥质粘土(mQ2 4)

灰色,流塑,厚层状,土质稀软,土质不均,局部岩性为淤泥,偶为淤泥质粉质粘土,下部含少量粉砂团块,局部地段在底部40~60cm段富含较多的粉砂薄层。土面具油脂光泽,干强度高,韧性高,无摇震反应。

该层场地内均有分布,物理力学性质很差,具高压缩性,顶板标高-2.74-1.62m,层厚7.009.40m

5、③层:含粘性土粉砂 (al-mQ1 4)

灰色,饱和,松散~稍密状,厚层状构造,土质不均均,含粘性土团块较多,局部岩性为粉土,见少量贝壳碎片。

该层场地内均有分布,物理力学性质较差,具中等压缩性,顶板标高-11.54-9.15m,层厚3.30~5.70m

6、④1层:粉质粘土(mQ1 4)

灰色,流塑,似鳞片状,含粉砂(粉土)团快,土质不均匀,偶为淤泥质粉质粘土。土面粗糙,干强度中等,韧性中等,无摇震反应。

该层场地内均有分布,物理力学性质差,具高压缩性,顶板标高-16.46-14.35m,层厚4.908.70m

7、④2层:粘土(mQ1 4)

灰色,软塑为主,鳞片状,偶夹植物残骸,见有少量贝壳碎屑。土面具油脂光泽,干强度高,韧性高,无摇震反应。

该层场地内均有分布,物理力学性质差,具高压缩性,顶板标高-24.07-20.40m,厚度变幅较大,层厚0.5016.30m

8、⑤1层:粉质粘土(al-lQ2 3)

灰绿色、灰黄色,可塑,厚层状,土质不均一,局部为粘土,含铁锰质斑块及结核。干强度中等,韧性中等,无摇震反应。

该层场地内较大面积分布,局部地段缺失,物理力学性质较好,具中等压缩性,层面起伏变化较大,埋深24.5036.50m,顶板标高-33.48-21.76m,层厚1.1010.00m

9、⑤2层:粉质粘土(al-lQ2 3)

灰黄色,软塑,薄层状为主,单层2~8mm层间夹粉土薄层,局部层理不发育,粉粒含量较高,渲染大量铁锰质,土质不均。土面较粗糙,干强度中等,韧性中摇震反应。

该层场地内大范围分布,仅局部缺失,物理力学性质较好,具中等压缩性,层面有一定起伏,埋深28.4040.80m,顶板标高-37.82-25.50m,厚度变幅较大,层厚0.5010.80m

10、⑥1层:粉质粉土(mQ2 3)

灰色,~软塑,薄层状,单层2~6mm夹有1~2mm的粉土薄层,土质不均。土面粗糙,干强度中等,韧性中等,无摇震反应。

该层场地内均有分布,物理力学性质一般,具中等压缩性,顶板标高-39.24-34.59m,厚度变幅较大,层厚1.206.10m

11、⑥3层:粘土(mQ2 3)

灰色,软塑,厚层状,土质较均匀,局部为粉质粘土。土面具油脂光泽,干强度高,韧性高,无摇震反应。

该层场地内均有分布,物理力学性质较差,具中等偏高压缩性,顶板标高-41.50-38.92m,层厚层厚3.305.60m

12层:粉质粘土(al-lQ1 3)

灰褐色、灰黄绿色、灰黄色,可塑,厚层状,土质较不均一,局部为粘土,局部下部夹少量粉土薄层,含少量铁锰质斑块。土面稍光滑,干强度中等,韧性中等,无摇震反应。

该层场地内均有分布,物理力学性质较好,具中等压缩性,层面埋深46.8049.00m,顶板标高-46.00-43.63m,层厚1.8~6.0m

13、⑧1层:粉砂(alQ1 3)

浅灰色,中密~密实,饱和,厚层状,砂质不均,上部以粉砂为主,向下渐变粗,局部相变为中砂,偶含少量圆砾。

该层场地内均有分布,物理力学性质好,具低压缩性,层位分布连续稳定,层面埋深49.7052.80m,顶板标高-49.63-46.77m,揭露层厚3.5~9.0m

14、⑧2层:含粘性土砾砂(al-plQ1 3)

灰色、灰绿色等杂色,中密~密实,饱和,厚层状,粒径一般0.2~1.5cm,大者2cm以上,次圆状,含量25~40%,充填大量砂粒,胶结较紧密,粘性土含量10~15%,土质不均。

该层分布于1层粉砂下部,物理力学性质好,具低压缩性,顶板标高-60.61~-52.76m,层厚2.1~8.2m

15、⑧a层:粉质粘土(mQ1 3)

灰色,软塑,厚层状,土质不均,土面较粗糙,干强度中等,韧性中等,无摇震反应。

该层场地内为2层含粘性土砾砂层内的软弱夹层,呈透镜体状分布于2层中,本次主要于JZ4号孔及Z20号孔处有揭露,分布范围较小,物理力学性质一般,具中等压缩性,顶板标高-54.45-53.26m,层厚0.7~1.0m

16、⑨层:粉质粘土(al-lQ2 2)

灰绿、灰黄色,可塑~硬塑,厚层状,局部为粘土,土质不均,局部含粉砂。土面稍光滑,干强度中等,韧性中等,无摇震反应。

该层分布于场地深部,物理力学性质较好,具中等压缩性,顶板标高-61.71~-55.64m,揭露最大10.3m,未揭穿

17、⑨a层:粉砂(alQ2 2)

灰绿、灰白色,中密~密实,饱和,厚层状,局部地段含砾较多,或夹粉质粘土团块较多薄层,土质不均。

该层场地内呈透镜体状分布于⑨层中,物理力学性质好,具低压缩性,顶板标高-59.54-55.15m,层厚0.6~4.6m

(二)场地水文地质

根据地下水含水层介质、水动力特征及其赋存条件,可将场地内第四系孔隙水分为孔隙潜水和孔隙承压水两类。

1孔隙潜水

拟建场地浅部地下水为孔隙潜水,主要赋存于表部填土及其下伏的粘土和淤泥质土中,其富水性和透水性具有明显的各向异性。表部杂填土当碎块石含量高时透水性较好,富水性好,水量较大,而当碎块石含量较少,以粘性土为主时,透水性及富水性较差;浅层粘土和淤泥质土富水性、透水性均差,入渗微弱,水量贫乏,单井出水量小于5m3/d。场地内地下潜水主要接受大气降水的竖向入渗补给,多以蒸发方式排泄。水位受季节及气候条件等影响,但动态变化不大,潜水位变幅一般在1m以内,勘察期间测得潜水位埋深为0.3~1.3m,相应的标高1.93m2.75m

本次勘察在场地内3个地块分别采集了1组潜水水样,根据水样的水质分析成果(附表3),按照《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB50021-2001)进行综合判定,场地环境类型为II水样1当按地层渗透性水对混凝土结构的腐蚀性评价,在强透水层中,孔隙潜水对混凝土结构具中等腐蚀性。水样2当按环境类型水对混凝土结构的腐蚀性评价,孔隙潜水在干湿交替段对混凝土结构具中等腐蚀性。

考虑到孔隙潜水对混凝土结构一般具弱腐蚀性,仅在个别条件下对混凝土结构具中等腐蚀性,同时参考邻近工程(宁波东部新城C3-11#C3-12#地块)的水样资料(水样资料见附件),综合判定孔隙潜水对混凝土结构具弱腐蚀性,孔隙潜水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

2孔隙承压水

根据本次钻探资料及附近水文地质孔资料,拟建场地分布有多个孔隙承压含水层,主要为浅部层微承压水和深部第I层。

1)孔隙微承压水

浅层微承压水主要赋存于层含粘性土粉砂或粉层中,含水层厚一般为3.3~5.7m含粘性土团块较多,透水性一般,水量相对较小,单井出水量小于10m3/d,出水量大,水位埋深在0.88m左右,标高在2.07m,渗透系数在1.44×10-4cm/s左右,水温为18°C左右,水质为微咸水,地下水基本不流动。根据水质分析成果(附表3),层微承压水水质为高矿化度咸水,在Ⅱ类环境下,对混凝土结构一般具微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性。

2I层孔隙承压水

I层孔隙承压水赋存于层细砂土中,透水性好,平均渗透系数约11.5m/d,水量丰富,单井开采量1500~1800m3/d,层位稳定,水位埋深4~5m动态变化不明显,基本不流动,透水性较好,是市区地下水主要开采层之一,水温为19.5~20.0°C,水质为微咸水,水化学类型以Cl·SO4—Na·Ca型为主。因受长期高强度开采的影响,目前已形成区域水位降落漏斗,并且随着季节而变化,一般冬季用水量减少,水位相对较高,夏季用水量较大,水位较低,开采时动水位埋深通常为12~30m。根据位于宁波市江东区万信纱厂2号生产井的水质资料分析,该层承压水为微咸水,在类环境下,对混凝土结构一般具微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性。

(三)不良地质作用

拟建场地位于宁波平原中部,地形平坦开阔,河岸稳定,场区内及其附近目前不存在对工程安全有影响的岩溶、滑坡、泥石流、崩塌、地下洞穴、地面塌陷和地裂缝等不良地质作用。本工程的主要不良地质作用为区域地面沉降、砂土液化及明浜(塘),特殊岩土为浅部软土

 

基坑支护与降水设计岩土参数建议值表               2.1

 

 

层厚

 

m

渗透系数

直剪固快

三轴UU

天然

重度

ρ

(kN/m3)

垂直

KV

 (cm/s) 

水平

Kh

 (cm/s)

内摩

擦角

Φk(°)

内聚力

Ck(kPa)

内摩

擦角

Φ(°)

内聚力

C(kPa)

2

0.5~1.7

1.4×10-7

3.9×10-7

11.4

29.2

0.5

25.0

18.6

3

1.6~3.2

3.6×10-7

4.8×10-7

9.0

16.1

0.1

11.2

17.8

7.0~9.4

2.2×10-7

3.70×10-7

8.8

14.8

0.1

10.5

17.2

3.3~5.7

1.59×10-4

2.39×10-4

22.7

14.7

0.5

22.7

19.5

1

4.9~8.7

4.3×10-7

5.2×10-7

10.8

19.2

0.2

20.5

18.4

2

0.5~16.3

1.3×10-7

1.9×10-7

10.9

24.3

0.2

21.5

17.7

 

基坑支护设计方案

本基坑一层地下室区域采用排桩结合单道内支撑的支护结构形式;两层地下室区域采用排桩结合两道内支撑的支护结构形式,支护桩采用SMW工法桩及钻孔灌注桩;SMW工法桩由五轴水泥搅拌桩和内插H型钢组成。基坑支护结构施工质量的好坏,直接影响支护结构及周边环境的安全,是基坑开挖施工顺利进行的前提,应予以充分重视。 FCW五轴搅拌桩工程应用案例六

FCW五轴搅拌桩工程应用案例六

实施情况

五轴水泥土搅拌桩采用Φ700五头桩型,桩头直径不小于700 mm,定位误差小于20 mm,桩体垂直偏差小于1/200。水灰比0.8-1.2,采用P.O.42.5水泥。

喷浆搅拌时钻头的下沉速度为:1m~2m/min,提升速度为:1~1.5m/min。。

钻机在钻孔下沉和提升过程中,匀速下钻、匀速提升。五轴水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液。

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FCW工法   

FCW五轴搅拌桩工程应用案例六

技术基本原理

无置换五轴水泥土搅拌桩(墙)采用上下喷浆式工艺,将水泥与土体原位强制搅拌,提高搅拌的均匀性,避免加固土体上下流动;搅拌下沉时下喷浆口喷浆,搅拌上升时上喷浆口喷浆;搅拌下沉过程中通过土层平衡系统超前按置换率取出原状土体,实现加固土体水土压力的平衡;一下一上(两次搅拌与两次喷浆同步)完成一幅桩墙施工;依次搭接或套打施工,直至完成全部桩墙。

FCW五轴搅拌桩工程应用案例六

技术特点

1、 采用5根并排钻杆的布置形式,提升了一次作业功效,有效减少搭接冷缝的出现;

2、采用钻杆内喷浆方式,可在下沉掘进的同时进行搅拌,提升搅拌功效;

3、配备变频电机的送浆系统,人为控制不同深度变量喷浆,随时调节浆量

4、桩架具有步履式或履带式的自动行走功能,降低了劳动强度,提升了作业功效;

5、采用桩土非置换模式,较双轴搅拌桩节省施工时间,较三轴搅拌桩造价更低,环境污染小。

6、钻进深度可达45m(普通双轴搅拌桩机只能钻进约18m)。

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适用范围

可用于水闸、泵站等水利工程地基处理(正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无地下河的饱和松散砂土等)。技术规模化可应用于水利工程基坑的止水帷幕、地下连续墙槽壁加固、围护墙(内插芯材)、软土地基加固等。

来源:基础工程施工 编辑整理:项 敏 (如涉侵权,请回复公众号)

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