地基處理技術(shù)設(shè)計方案

1 地基處理技術(shù) 設(shè)計方案 第一章 緒 論 題的提出 近年來隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，多高層建筑蓬勃發(fā)展，大量建筑不可避免的會建在一些軟土地層，然而由于軟土地基具有孔隙比大、天然含水量高、壓縮性強、承載能力低等特點，使得在地基填土和建筑自重作用下，會出現(xiàn)不均勻沉降、承載力和穩(wěn)定性、滲流等地基問題。當(dāng)天然地基不能滿足建筑物要求時，需要采用各種地基處理措施，形成人工地基以滿足建筑物對地基的各種要求，保證其安全與正常使用。結(jié)合實際工程地質(zhì)等條件，選出最優(yōu)的地基處理方案。 用地基處理技術(shù) 基處理方法的分類 地基處理方法的分類多種多樣，如按時間可分為臨時處理和永久處理，按處理深度可分為淺層處理和深層處理，按土層對象可分為砂性土處理和粘性土處理、飽和土處理和非飽和土處理，也可按照地基處理的作用機理進行分類，它體現(xiàn)了各種處理方法的主要特點，如表 1示。表中所列的各種地基處理方法都是根據(jù)各種軟弱土的特點發(fā)展起來的，因而使用時必須注意每種處理方法的適用范圍。 地基處理的基本方法，無非是置換、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法。值得注意的是，很多地基處理的效果。如碎石樁具有置換、擠密、排水和 加筋的多重作用；石灰樁又?jǐn)D密又吸水，吸水后又進一步擠密等，因而一種處理方法可能具有多種處理效果。 常用地基處理方法的原理、作用及適用范圍，如表 1示。 2 基處理設(shè)計方案選擇 對建造在軟弱地基上的工程，在進行設(shè)計前，首先應(yīng)進行調(diào)查研究，其內(nèi)容如下： 結(jié)構(gòu)條件 建筑物的體型、剛度、結(jié)構(gòu)受力體系、建筑材料和使用要求、分布和種類；基礎(chǔ)類型、布置和埋深；基底壓力、天然地基承載力、穩(wěn)定安全系數(shù)和變形允許值。 地基條件 地形及地質(zhì)成因、地基成層狀況；軟弱土層厚度、不均勻性和分布范圍；持力層位 置狀況；地下水情況及地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)。 各種軟弱地基的性狀是不同的，現(xiàn)場地質(zhì)條件的不同也是多變的，即使同一種土質(zhì)條件，也可能有多種地基處理方案。 環(huán)境影響 在地基處理施工中應(yīng)考慮對場地的影響。如采用強夯法和砂樁擠密法等施工時，振動和噪音對鄰近建筑物和居民產(chǎn)生影響和干擾；采用堆載預(yù)壓法時，將會有大量土方運進輸出，既要有堆放場地，又不能妨礙交通；采用石灰樁或灌注漿法時，有時會污染周圍環(huán)境。總之，施工時對場地的環(huán)境影響不是絕對的，應(yīng)慎重對待，妥善處理。 施工條件 a 用地條件 如 施工時占地較多，施工雖較方便，但有時卻會影響工程造價。 b 工期 從施工觀點看，工期不宜太緊，這樣可有條件選擇施工方法，從而使其在施工期間的地基穩(wěn)定性增大。但有時工程要求縮短工期，早日完工投產(chǎn)使用，這樣就限制了某些地基處理方法的采用。 c 工程用料 盡可能就地取材，如當(dāng)?shù)禺a(chǎn)礦，就應(yīng)考慮采用礦墊層或擠密砂樁等方案的可能性；如石料供應(yīng)，就應(yīng)考慮采用碎石樁或碎石墊層等方案。 d 其它條件 如施工機械的有無、施工難易程度、施工管理質(zhì)量控制、管理水平和工程造價等因素也是采用何種地基處理方案的關(guān)鍵 因素。 地基處理方案的確定可按下列步驟進行： 3 a 搜集詳細(xì)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)的設(shè)計資料。 b 根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求，結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素，初步選定幾種可供考慮的地基處理方案。另外，在選擇地基處理方案時，應(yīng)同時考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用；也可選用加強結(jié)構(gòu)措施和處理地基相結(jié)合的方案。 c 對初步選定的各種地基處理方案，分別從處理效果、材料來源及消耗、機具條件、施工進度、環(huán)境影響等方面進行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟分析 和對比。根據(jù)安全可靠、施工方便、經(jīng)濟合理等原則，選擇最佳的處理方法。但每一種處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點，沒有一種地基處理方法是萬能的，因此也可選擇兩種或多種地基處理方法組成的綜合處理方案。 d 對已選定的地基處理方法，應(yīng)按建筑物重要性和場地復(fù)雜程度，可在有代表性的場地上進行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗和實驗施工，并進行必要的測試以檢驗設(shè)計參數(shù)和處理效果。如達不到設(shè)計要求，應(yīng)查找原因，采取措施或修改設(shè)計。各種地基處理方法的主要適用范圍和加固效果。 4 表 1基處理方法的分類 表 物理處理 換土處理 挖除換土法 全部挖除換土法 部分挖除換土法 強制換土法 自重強制換土法 爆破換土法 強夯擠淤法 密實處理 淺層密實處理 碾壓法 重錘夯實法 振動壓實法 深層密實處理 沖擊密實法 爆破擠密法 振沖法 擠密法 砂樁擠密法 灰土樁擠密法 石灰樁擠密法 排水處理 力學(xué)排水 加壓排水 砂井排水法 袋裝砂井排水法 塑料帶排水法 降水 水井排水法 淺井排水法 井點排水法 普 通井點排水法 真空井點排水法 負(fù)壓排水 電學(xué)排水 其它排水 排水砂墊層法 加筋處理 加筋土 土工聚合物 土錨 土釘 樹根樁 砂石樁 熱力加固處理 熱加固法 凍結(jié)法 化學(xué)處理 灌漿法 攪拌法 石灰系攪拌法 水泥系攪拌法 水泥土攪拌法 濕法 干法 高壓噴射注漿法 5 表 1用地基處理方法的原理、作用及適用范圍 分類 處理方法 原理及作用 適用范圍 換土墊 層法 機械碾壓法 挖除淺層軟土或不良土，分層碾壓或夯實土，按回填土的材料可分為砂墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、二灰墊層和素土墊層等。它可提高持力層的承載力，減小沉降量，消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性，防止土的凍脹作用以及改善土的抗液化性 常用于基坑面積大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基、素填土和雜填土地基 重錘夯實法 一般適用于地下水位以上的稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土以及分層填土地基 平板振動法 適用于處 理無粘性土或粘粒含量小和透水性好的雜填土地基 強夯擠淤法 采用邊強夯、邊填碎石、邊擠淤的方法，在地基中形成碎石墩體，以提高地基承載力和減少沉降 適用于厚度較小的淤泥和淤泥質(zhì)土地基。應(yīng)通過現(xiàn)場試驗才能確定其適用性 深層密實法 強夯法 強夯法系利用強大的夯擊能，迫使深層土液化和動力固結(jié)二密實 適用于碎石土、砂土、素填土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土。對淤泥質(zhì)土經(jīng)試驗證明施工有效時方可使用 擠密法 擠密法系通過擠密或振動使深層土密實，并在振動機密過程中，回填土、礫石、灰土、土或石灰等形成砂樁、 碎石樁、灰土樁、二灰樁、土樁或石灰樁，與樁間土一起組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少沉降量，消除或部分消除土的濕陷性或液化性 砂樁擠密法和振動水沖法一般適用于雜填土和松散砂土，對軟土地基經(jīng)試驗證明加固有時方可使用 灰土樁、二灰樁、土樁擠密法一般適用于地下水位以上，深度為 510排水固結(jié)法 堆載預(yù)壓法真空預(yù)壓法降水預(yù)壓法電滲排水法 通過布置垂直排水井，改善地基的排水條件，及采取加壓、抽氣、抽水和電滲等措施，以加速地基土的固結(jié)和強度增長，提高地基土的穩(wěn)定性，并使沉降提前完 成 適用于處理厚度較大的飽和軟土和充填土地基，但需要有預(yù)壓的荷載和時間條件。對于厚的泥炭層則要謹(jǐn)慎對待 加筋法 加筋土、土錨、土釘 在人工填土的路堤或擋墻內(nèi)，鋪設(shè)人工聚合物、鋼帶、鋼條、尼龍繩或玻璃纖維等作為拉筋，或在軟弱土層上設(shè)置樹根樁等，使這種仍復(fù)合土體可承受抗拉、抗壓、抗剪和抗彎作用，借以提高地基承載力，增加地基穩(wěn)定性和減少沉降 加筋土和土錨適用于人工填土的路堤和擋墻結(jié)構(gòu)。土釘適用于土坡穩(wěn)定 土工聚合物 適用于砂土、粘性土和軟土 樹根樁 適用于各類土 續(xù)表 1類 處理方法 原理 及作用 適用范圍 6 碎石樁 碎石樁（包括砂樁）適用于粘性土。對于軟土，經(jīng)試驗證明施工有效時方向可采用 熱學(xué)法 熱加固法 熱加固法是通過滲入壓縮的熱空氣和燃燒物，并依靠熱傳導(dǎo)，而將細(xì)顆粒入加熱到適當(dāng)溫度（如溫度在 100C 以上），則土的強度就會增加，壓縮性隨之降低 適用于非飽和粘性土、粉土和濕陷性黃土 凍結(jié)法 凍結(jié)法是采用液體氮或二氧化碳膨脹的方法，或采用普通的制冷設(shè)備與一個封閉式液壓系統(tǒng)相連接，而使軟而濕的土進行凍結(jié)，以提高土的強度和降低土的壓縮性 適用于各類土。用于臨時性支撐和地下水控制，特別是在 軟土地質(zhì)條件下，開挖深度大于 78m，以及低于地下水位的情況下，是一種普遍而有用的施工方法 化學(xué)加固法 灌漿法 通過采取注入水泥漿液或化學(xué)漿液的措施，使土粒膠結(jié)，用以改善土的特性，提高地基承載力 . 適用于處理巖基、砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般填土層 高壓噴射注漿法 將帶有特殊噴嘴的注漿管通過鉆孔置入要處理的預(yù)定深度，然后將漿液以高壓沖切土體。在噴射漿液的同時，以一定速度旋轉(zhuǎn)、提升，即形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升不旋轉(zhuǎn)，則形成墻狀固化體 可用以提高地基承載力，減少沉降，防止砂 土液化、管涌和基坑隆起，建成防滲帷幕 適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石等地基。當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅硬粘性土、大量植物根莖或有過多的有機質(zhì)時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定其適用程度 水泥土攪拌法 分濕法和干法兩種。濕法是利用深層攪拌機，將水泥漿與地基土在原位拌和；干法是利用噴粉機，將水泥粉與地基土的原位拌和。攪拌后形成柱狀水泥土體，可提高地基承載力，減少沉降量，防止?jié)B漏，增加穩(wěn)定性 適用于處理淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120粘性土等地 基。當(dāng)用于處理泥炭土或地下水且有慢蝕性土?xí)r，宜通過試驗確定其適用程度 7 表 1種地基處理方法的主要適用范圍和加固效果 按處理深淺分類 處理方法 適用情況 加固效果 最大有效處理深度（ 淤泥質(zhì)土 人工填土 粘性土 無粘性土 濕陷性黃土 降低壓縮性 提高抗剪性 形成不透水性 改善動力特性 飽和 非飽和 淺層加固 換土墊層法 * * * * * * * * 3 機械碾壓法 * * * * * * 3 平板振動法 * * * * * * 錘夯實法 * * * * * * 工聚合物法 * * * * 深層加固法 強夯法 慎重 * * * * * * * 30 砂樁擠密法 慎重 * * * * * * * 20 振動水沖法 * * * * * * * 18 灰土樁擠密法 * * * * * * * 20 石灰樁擠密法 * * * * * 20 砂井堆載預(yù)壓法 * * * * 15 真空預(yù)壓法 * * * * 15 降水預(yù)壓法 * * * * 30 電滲排水法 * * * * 20 水泥灌漿法 * * * * * * * * * 20 硅化法 * * * * * * * * 20 電動硅化法 * * * * * 高壓噴射注漿法 * * * * * * * * 20 深層攪拌法 * * * * * * 18 粉體噴射攪拌法 * * * * * * 13 熱加固法 * * * * 15 凍結(jié)法 * * * * * * * * *表示可以采用此法。 復(fù)合地基處理技術(shù)現(xiàn)狀 復(fù)合地基是一種新的地基處理技術(shù)， 復(fù)合地基試驗研究是建設(shè)部“七五”計劃課題 , 于 1988 年立題進行試驗研究 , 并應(yīng)用于工程實踐， 復(fù)合地基試驗研究成果于 1992 年由建設(shè)部組織鑒定 , 專家們認(rèn)為：該成果具有國際領(lǐng)先水平； 復(fù)合地基成套技術(shù)， 1994 年被建設(shè)部列為全國重點推廣項目 ,1997 年被視為國家級工法，并列入國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建 8 筑地基處理技術(shù)規(guī)范 ，目前 , 該技術(shù)已在全國 23 個省市推廣使用 , 據(jù)不完全統(tǒng)計 , 已有 1000 多個工程使用該技術(shù)， 由于在樁體材料中加入工業(yè)廢料粉煤灰 , 可以減少環(huán)境污染 , 又達到料廢物利用的目的 , 具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益， 樁體不配筋 , 又充分發(fā)揮了樁間土的承載力 , 與普通混凝土樁相比 , 所需樁數(shù)較少 , 其造價一般只有樁基的 1/3 1/2, 工程造價也低廉 , 值得重點推廣。 隨著 復(fù)合地基在全國范圍內(nèi)推廣及應(yīng)用 , 特別是近幾年的發(fā)展， 復(fù)合 地基技術(shù)在我國的基本建設(shè)中起了非常重要的作用，從建筑到道路、煤礦均得到普遍應(yīng)用。特別是近幾年，該技術(shù)在北方地區(qū)的高層建筑地基處理中得到應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計，已有 300 余棟高層建筑地基處理采用了 加固技術(shù)。因此，近年來，對 復(fù)合地基各方面的研究也取得了很多成果，關(guān)于 復(fù)合地基工程特性的研究， 閻明禮 教授和張東剛高工做了大量的試驗工作，總結(jié)了其工程特性；關(guān)于 復(fù)合地基的設(shè)計，趙其華、李建光提出了沉降量和承載力雙重控制的 復(fù)合地基的設(shè)計思想；關(guān)于 樁體材料特性的試驗研究方面，范云、汪英珍通過對 樁體材料的室內(nèi)配比試驗，獲得了不同配比條件下樁體材料強度變化規(guī)律，提出了 樁體材料配比是應(yīng)遵循的某些原則和方法；關(guān)于 復(fù)合地基承載性狀方面，張晶、李斌等進行了大量的試驗研究，通過對工程上較軟弱土層進行復(fù)合地基處理后的靜載試驗結(jié)果，分析了 復(fù)合地基承載性狀，并對單樁、樁土復(fù)合、樁間土、等不同的復(fù)合地基試驗結(jié)果進行了分析對比，得出 的后期強度增長幅度較高，對整體樁的性狀是有利結(jié)論。關(guān)于 復(fù)合地基在 工程實例中的應(yīng)用研究， 閻明禮 教授和張東剛高工作了大量的工程實例應(yīng)用研究，總結(jié)了很多工程經(jīng)驗。關(guān)于 復(fù)合地基的變形、邊載條件、力學(xué)特性等的研究，很多專家作了大量的研究工作并得出了相應(yīng)的規(guī)律和結(jié)果，這里不再一一贅述。 每一種地基基礎(chǔ)處理方法，都有其使用的地質(zhì)條件和范圍，以及特定的施工方法，在不同的條件下，會遇到不同的問題，都要有不同的處理方法。 復(fù)合地基處理技術(shù)，具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制及工程造價低 9 廉等特點，因此，目前已成為鄭州地區(qū)高層建筑中主要的地基處理技術(shù)之一；但是，由 于鄭州地區(qū)地質(zhì)條件差別很大，以及周圍環(huán)境條件的不同，近幾年來施工中遇到很多不同的問題，有些導(dǎo)致了不同程度的經(jīng)濟損失，應(yīng)引起足夠的重視并加以研究，為以后工程提供經(jīng)驗，防患于未然；設(shè)計、施工方法的正確與否，關(guān)系到工程的安全、造價的高低、工期的長短?？偨Y(jié)工程經(jīng)驗，就是為了保證安全、提高質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約投資，創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)工程。 地基處理的恰當(dāng)與否，不僅影響工程的造價，而且影響工程的安危，它關(guān)系到整個工程的質(zhì)量、投資和進度，其重要性己愈來愈多地被人們所認(rèn)識。尤其在軟土地區(qū)，地基處理是非常關(guān)鍵的環(huán) 節(jié)。大量的工程實踐結(jié)果表明，水泥土攪拌樁技術(shù)在軟土地基中的應(yīng)用，可有效地提高軟土的地基承載力，減少地基的沉降量，而且該技術(shù)成本相對低廉，施工速度較快，具有獨特的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢。 粉煤灰樁加固軟土地基技術(shù)是以粉煤灰為主摻入適量的水泥等組成膠結(jié)材料，與碎石、卵石、砂等骨料拌合形成粉煤灰混凝土樁（ ）。研究結(jié)果表明：摻入合適的外加劑后，粉煤灰用量最高可占總膠結(jié)材料重量的 80%。其無側(cè)限抗壓強度應(yīng)穩(wěn)定在 上。該粉煤灰混凝土可用于軟土地基加固處理，處理后的復(fù)合地基承載力顯著提高，處理后的地基沉降量明 顯減少，能滿足一般工業(yè)與民用建筑、道路地基的承載力要求。 試點工程表明，用粉煤灰混凝土沉管灌注樁處理軟土地基，形成的復(fù)合地基承載力可提高至原地基承載力的 3 倍以上。在民用建筑上與普通砼沉管灌注樁基礎(chǔ)相比，其綜合基礎(chǔ)處理費用可節(jié)省約 30%，具有顯著的經(jīng)濟效益。在省內(nèi)高速公路的軟基上應(yīng)用，在相同條件下，用粉煤灰樁加固軟土地基比采用水泥攪拌樁節(jié)省 15 20%的造價，較好地解決了公路上高填方路基及橋頭跳車的難題。粉煤灰的應(yīng)用是一項變廢為寶、利國利民的事業(yè)，具有重要的社會意義。粉煤灰樁復(fù)合地基的研究為我國沿海地區(qū)普遍存 在的軟土地基處理技術(shù)開拓應(yīng)用空間。 10 本文以中華翰苑 6#住宅樓為實例，介紹筏板基礎(chǔ) ,加固地基的機理和復(fù)合地基的受力性狀，概括 復(fù)合地基設(shè)計和計算的基本理論，利用這一原理，分析了樁體模量、樁長、置換率等對 復(fù)合地基承載性狀的影響；說明了 在該地區(qū)軟土加固的適用性和推廣普及的可行性 . 當(dāng)天然地基不能滿足工程建設(shè)需求時 ,就必須采取一定的措施 ,對地基進行加固處理是其中一種較為有效的方法。地基處理的目的就是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法 ,對地基土進行加固 ,用以改良地基土的工程特性 ,提高地基的抗剪強度、降低地基的壓縮性、改善地基的透水特性、改善地基的動力特性、改善特殊土的不良地基特性等。常用的地基處理方法很多 ,根據(jù)加固機理可以分為密實法、置換法、復(fù)合地基法、加筋法及灌漿等。各種地基處理方法都有自己的加固原理及適用范圍。 復(fù)合地基作為一種高粘結(jié)強度樁復(fù)合地基 ,是由 、樁間土和褥墊層組成的新型復(fù)合地基形式 ,樁、樁間土通過褥墊層與基礎(chǔ)相連接保證樁土共同承擔(dān)荷載 ,具有適用性廣、承載力提高幅度大、施工簡便工期短、造價低廉等技術(shù)優(yōu)點 ,是上世紀(jì) 90 年代以來發(fā)展最快的一種方法、受 到用戶的歡迎 ,目前已在全國各地推廣應(yīng)用。 復(fù)合地基具有不同于其它復(fù)合地基的工程特性。其樁長可以從幾米到 20 多米 ,并且可全樁長發(fā)揮樁的側(cè)阻力 ,樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在40% 75%之間變化 ,使得復(fù)合地基承載力提高幅度大并具有很大的可調(diào)性。就基礎(chǔ)形式而言 ,既可適用于條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ) ,也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。就土性而言 ,可用于填土、飽和及非飽和粘性土 ,既可用于擠密效果好的土 ,又可用于擠密效果差的土。 )像剛性樁一樣 ,可全樁長發(fā)揮側(cè)阻 ,樁落在好的土層上時 ,具有明顯的端承作用 。 是一個良好的排水通道 ,孔隙水將沿著樁體向上排出 ,對減少因孔壓消散太慢引起地面隆起和增加樁間的密實度有利。此外 復(fù)合地基具有時間效應(yīng) ,施工結(jié)束后 ,隨著恢復(fù)期的增長 ,結(jié)構(gòu)強度的恢復(fù)、樁間土承載力會有所增加。 設(shè)計前需要具備場地工程勘察及建筑結(jié)構(gòu)方面的資料 ,并需根據(jù)場地基底土、周圍環(huán)境、建筑物結(jié)構(gòu)布置及荷載傳遞、地基處理的目的來綜合考慮采用的施工設(shè)備和工藝。 復(fù)合地基設(shè)計主要確定樁長、樁徑、樁間 11 距、樁體強度、褥墊層厚度及材料等 6 個設(shè)計參數(shù)。一般采用大樁距、大樁長的設(shè)計原則 ,并且樁端 要位于土的相對硬層上。樁長是 復(fù)合地基設(shè)計時首先要確定的參數(shù) ,它取決于建筑物對承載力和變形的要求、土質(zhì)條件和設(shè)備能力等因素。樁間距應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的復(fù)合地基承載力、土的性質(zhì)、施工工藝等確定 ,宜取 3 5 倍樁徑。樁體配比原則上按樁體強度控制 ,并滿足相關(guān)規(guī)范要求。樁頂與基礎(chǔ)之間必須設(shè)置褥墊層 ,褥墊層厚度宜取 10 30樁徑大和樁間距大時褥墊層厚度宜取高值。褥墊層材料宜用粗砂、中砂、碎石、級配砂石 ,最大粒徑不宜大于 30可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置。樁徑取決于所采用的成樁設(shè)備 ,樁徑宜取 350 600 本文綜合介紹 設(shè)計方法、優(yōu)越性 ,說明針對具體工程設(shè)計時存在的問題 ,最后以實例重點闡述在具體工程設(shè)計中對的應(yīng)用研究。 設(shè)計的主要工作與設(shè)計思路 計內(nèi)容 本文的編寫是通過中華翰苑 6#住宅樓地質(zhì)資料的收集和相關(guān)參考文獻的學(xué)習(xí)、總結(jié)，深入了解筏板基礎(chǔ)和 的加固機理，樁型設(shè)計和施工工藝等。一方面為今后有關(guān)這類復(fù)合地基的工程設(shè)計、施工提供參考依據(jù)；另一方面更能推動該地區(qū)地基處理技術(shù)的研究和應(yīng)用提供建議。 本文的主要研究內(nèi)容有以下幾個方面： 有關(guān)地基處理技 術(shù)文獻綜述 地基處理技術(shù)種類繁多，所以關(guān)于地基處理技術(shù)方面的論文也非常豐富。通過收集和整理這方面的資料，發(fā)現(xiàn)所學(xué)的專業(yè)知識是及其缺乏的。 了解 的理論、方法 設(shè)計的內(nèi)容是指關(guān)于復(fù)合地基的基本特性， 基沉降計算，復(fù)合地基靜載試驗等的基本理論和方法的研究等。通過對以上內(nèi)容的理論學(xué)習(xí)，對地基處理有所深入和提高。 計思路 通過對焦作中華翰苑地質(zhì)條件及攪拌樁復(fù)合地基的作用特點、加固機理 12 的分析，討論了 展前景； 通過荷載計算，設(shè)計出該工程的地基處理?？偨Y(jié) 復(fù)合地基施工、設(shè)計的技術(shù)成果及工程實際應(yīng)用情況，對設(shè)計與施工提出一些可供實際工程應(yīng)用的建議； 結(jié)合中華翰苑 6#住宅樓工程軟基處理方案的設(shè)計和加固效果的分析，說明在本地區(qū)建造多層建筑時采用 復(fù)合地基作為基礎(chǔ)是經(jīng)濟合理的。 結(jié)合材料設(shè)計出筏板基礎(chǔ)的各項參數(shù)。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 13 第二章 工程地質(zhì)條件 受焦作市駿利置業(yè)投資有限公司的委托，焦作市規(guī)劃建筑設(shè)計院承擔(dān)其擬建的中華新天地商住區(qū)（一期 )詳勘階段的巖土工程勘察工作。 擬建工程位于高新區(qū)神 州路與凱旋路交叉口的西北角，南李萬村東，北臨世紀(jì)大道。本次勘察包括 3號樓， 4號樓， 5號樓， 6號樓， 7號樓， 8號樓， 9號樓，10 號樓， 12 號樓， 13 號樓， 14 號樓，及 15 號樓共 12 棟住宅樓，所有住宅樓高均為 11層，擬定地下室一層，擬采用框剪結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸及埋深待定。各建筑物室內(nèi)外高差為 建建筑物為 6#住宅樓，擬建建筑物尺寸為 ： 外設(shè)計標(biāo)高為 上層數(shù)為 11層，地下室 1 層 察目的與任務(wù) 本次勘察集初勘及詳勘一次性進行，目的 是為工程設(shè)計和施工提供詳細(xì)的地質(zhì)資料和巖土工程參數(shù)，對基礎(chǔ)設(shè)計和施工提車建議。主要任務(wù)為： 查明工程場地的巖性、時代成因及空間分布特征，提供設(shè)計所需的各層土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，并對基礎(chǔ)影響深度內(nèi)的承載力和變形特征進行評價。 查明工程場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍及其對場地的穩(wěn)定性影響，預(yù)測其發(fā)展趨勢，并提出防治措施及有關(guān)技術(shù)參數(shù)。 查明地下水的埋藏條件，含水類型等，評價地下水對基礎(chǔ)設(shè)計施工的影響及對建筑材料的腐蝕性。 查明場地有無濕陷性及濕陷涂層厚度，確定場地濕陷類型及濕陷等級。 在季節(jié)性凍土地區(qū)，提 供場地土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度。 判定場地土類型及建筑場地類別，提供有關(guān)抗震設(shè)計參數(shù)，對其地震效應(yīng)進行評價。 對天然地基的適宜性進行評價。當(dāng)天然地基不能滿足時，論證采用復(fù)合地基及樁基的可能性并提出具體方案。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 14 提出影響工程施工的不利地質(zhì)因素，并對工程設(shè)計和施工中應(yīng)注意的問題提出建議。 依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（ ，結(jié)合工程特征及場地地質(zhì)條件，確定本工程重要性等級為二級，場地等級為二級，地基等級為二級，綜合確定其巖土工程勘察等級為乙級；按照建筑地基基礎(chǔ)設(shè) 計規(guī)范（ 確定地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級；按照建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ 確定本工程為丙類建筑。 勘察工作布置 依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（ 結(jié)合建筑物特征，勘探點位置沿建筑物角點及周邊布置，個別住宅樓為網(wǎng)格布置。本次勘察共布置勘探孔78孔。 勘探點間距：根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（ 50021 定高層建筑物孔間距 12 25米。 勘探點深度：勘探孔深度的確定根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（ 、第 ，主要考慮滿足天然地基及復(fù)合地基評價的要求，確定本工程的 11 層住宅樓控制性勘探孔深 ，一般性勘探孔深 為準(zhǔn)確測定有關(guān)巖土參數(shù)及相關(guān)勘察評價指標(biāo)，以針對性、實用性為原則，綜合采用鉆探、標(biāo)貫、室內(nèi)試驗等多種勘察手段開展本次勘察工作。 鉆探 采用 車裝鉆機進行施工，目的是查明地層結(jié)構(gòu)及分布規(guī)律，回轉(zhuǎn)鉆進，粘性土巖芯采取 率不低于 90%，并觀察記錄各土層宏觀特征，通過對不同深度的土體采樣分析試驗，確定地基土承載力及其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 15 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗采用 42鉆桿， 準(zhǔn)重錘，自由落體法進行試驗，主要用于確定地基土承載力等。 室內(nèi)試驗 根據(jù)本工程存在巖土工程問題有針對性地進行室內(nèi)試驗。通過室內(nèi)試驗，確定地基土的有關(guān)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，為巖土工程綜合評價提供依據(jù)： 一般物理性質(zhì)指標(biāo)實驗：測定土的一般物理性質(zhì)指標(biāo)，用來判定土的物理性質(zhì)。 中壓固結(jié)試驗：用來判定土的壓縮性，測定各層土不同壓力下的孔隙比、壓縮模量 、壓縮系數(shù)等變形參數(shù)。 三軸壓縮試驗（不固結(jié)不排水剪）：用來判定土的抗剪強度，測定各層土的粘聚力、內(nèi)摩擦角等參數(shù)。 顆粒分析試驗：用來進行砂土及粉土的定名，測定砂土、粉土顆粒組成及粉土的顆粒含量。 在選擇地基處理方案前應(yīng)完成下列工作 搜集詳細(xì)的巖土工程勘察資料 上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計資料等 根據(jù)工程的要求和采用天然地基存在的主要問題 確定地基處理的目的處理范圍和處理后要求達到的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等 結(jié)合工程情況了解當(dāng)?shù)氐鼗幚斫?jīng)驗和施工條件對于有特殊要求的工程尚應(yīng)了解其他地區(qū)相似場地 上同類工程的地基處理經(jīng)驗和使用情況等 調(diào)查鄰近建筑 地下工程和有關(guān)管線等情況 了解建筑場地的環(huán)境情況 本工程外業(yè)工作于 2008年元月 4日開始，元月 15日結(jié)束，室內(nèi)試驗于 2008年元月 15 日結(jié)束，提交報告為 2008 年元月 24 日，整個工期為 20 天。本次所完成的實際工作量見表： 2南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 16 表 2 完成工作量一覽表 項目 數(shù)量 項目 數(shù)量 測量定孔（個） 78 室內(nèi)試驗 一般物理指標(biāo)（件） 428 總進尺（ 位測試 標(biāo) 貫 空數(shù)（個） 20 中壓固結(jié)試驗（件） 400 點次 303 三軸壓縮試驗（件） 49 鉆探 取土鉆孔數(shù)（個） 26 篩分試驗 112 取原狀樣（件） 408 西顆粒分析試驗 8 本次勘察高程采用 85年國家高程系統(tǒng)，以場地東側(cè)水準(zhǔn)點為基準(zhǔn)點，其標(biāo)高為 貌及地質(zhì)構(gòu)造條件 擬建工程場地位于焦作市高新區(qū)世紀(jì)大道南側(cè)，場地地勢開闊平坦，自北向南稍有傾斜。場地地貌屬于太行山南側(cè)山前沖洪積洼地。 場地構(gòu)造位位于太行山隆起與華北坳陷平原的 交換部位，區(qū)域構(gòu)造多為東北向的高角度正斷面，無全新活動斷層通過。 地下水類型、埋深及變幅 場地地下水類型為潛水，地下水位埋深 節(jié)性變化幅度 右，含水層巖性為粉質(zhì)粘土、粉土及粉細(xì)砂夾層，以接受大氣降水及徑流補給為主，主要消耗于地表蒸發(fā)、人工抽水和徑流排泄。 水質(zhì)分析結(jié)果 根據(jù)本次勘察所取場地鉆孔水樣，按巖土工程勘察規(guī)范（ 結(jié)果詳見水質(zhì)分析報告。 根據(jù)中國季節(jié)性凍 土標(biāo)準(zhǔn)深圖，焦作市的最大凍結(jié)深度為 礎(chǔ)設(shè)計和施工時可不考慮凍土的影響。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 17 勘察范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)暗濱、暗塘、洞穴、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用。 按照巖土工程勘察規(guī)范（ 范附錄 G，本地區(qū)干燥指數(shù) 于干旱區(qū)，本場地地層屬含水量 20%的弱透水層，因此擬建場地環(huán)境類型為類。 根據(jù)本場地水質(zhì)分析報告，按環(huán)境類型地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性；按地層滲透性地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性；在長期浸水情況下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的 鋼筋無腐蝕性，干濕交替情況下地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具較弱腐蝕性；地下水對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。 動斷裂影響 經(jīng)分析場地的附近不存在深大斷裂構(gòu)造，場區(qū)內(nèi)無活動斷層通過。 地地震效應(yīng)評價 抗震設(shè)防烈度及地震動參數(shù) 根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ 錄 A，焦作市抗震設(shè)防烈度為 7度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速值為 場地土類型和建筑場地類別 對本場地 51 號孔、 62號孔、 72 號孔、 75號孔、 90 號孔、 94號孔、 99號孔、106 號孔、 109 號孔、 125 號孔、 129 號孔及 132 號孔進行等效剪切波速測試，經(jīng)計算，場地平均實測等效剪切波速為 234m/s，根據(jù)河南中原地震科技有限責(zé)任公司中華新天地商住區(qū)（一期）工程場地地震安全性評價工作報告可知，場地覆蓋層厚度為 56m，判定本場地土類型為中軟土。按照建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ 場地的特征周期值為 液化判別 依據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ 規(guī)定進行初判，場地 97號孔 1粉土須進一步判別液化，判別結(jié)果詳見表 2南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 18 表 2液化判別 孔號 土層編號 土層名稱 標(biāo)貫深度 ) 最高水位 ) 粘粒含量 界擊數(shù) 貫擊數(shù) N 液化判別 97 號 1 粉土 不液化 由上表可知，場地?zé)o地震液化土層。 在野外鉆探、原位測試、室內(nèi)試驗等勘察工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合臨近場地經(jīng)驗，按照可靠性和適用性的基本要求，分別給出兩種設(shè)計狀態(tài)的巖土工程參數(shù)。表2 表 2正常使用極限狀態(tài)計算所需的巖土參數(shù) 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 19 層號 巖土名 稱 含水量 W (%) 比重 度 孔隙比 飽和度 液限 塑限 液性指 數(shù) 塑性指 數(shù) 粉質(zhì)粘 土 1 粘土 粉質(zhì)粘 土 1 粉土 2 粘土 粉質(zhì)粘 土 1 粉土 2 粘土 粉質(zhì)粘 土 1 粉土 2 粘土 粉質(zhì)粘 土 1 粉土 2 粘土 粉質(zhì)粘 土 1 粉土 2 粘土 3 粉細(xì)砂 粉質(zhì)粘 土 1 粉土 2 粘土 載能力極限狀態(tài)計算所需的巖土參數(shù)（ k），見表 2 表 2載能力極限狀態(tài)設(shè)計所需的 層號 2 1 1 2 ） 各層土承載力特征值及壓縮性評價 各層土承載力特征值 按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（ 范第 據(jù)室內(nèi)土工試驗，原位測試等資料，結(jié)合臨近場地經(jīng)驗，經(jīng)綜合分析后提供各層河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 20 土的承載力特征值見表 2 2各層土承載力特征值一覽表 層號 巖性 承載力特征值 物性指標(biāo)確定 標(biāo)貫指標(biāo)確定 建議值 粉質(zhì)粘土 120 130 120 1 粘土 120 120 粉質(zhì)粘土 110 110 110 1 粉土 130 130 130 2 粘土 110 110 粉質(zhì)粘土 180 190 180 1 粉土 180 180 2 粘土 180 180 粉質(zhì)粘土 200 200 200 1 粉土 210 200 200 2 粘土 200 200 粉質(zhì)粘土 180 190 180 1 粉土 200 200 200 2 粘土 180 180 粉質(zhì)粘土 240 210 210 1 粉土 200 200 2 粘土 200 3 粉細(xì)砂 190 190 粉質(zhì)粘土 220 210 210 1 粉土 220 220 2 粘土 210 210 各層土壓縮性指標(biāo)評價 經(jīng)過對室內(nèi)試驗結(jié)果綜合分析，確定各層土 100力段的壓縮模量值，見表 2南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 21 Q 35 表 2各層土壓縮模量及壓縮性評 價一覽表 層號 巖性 壓縮系數(shù) 1/ 壓縮模量 壓縮性評價 粉質(zhì)粘土 壓縮性 1 粘土 壓縮性 粉質(zhì)粘土 壓縮性 1 粉土 壓縮性 2 粘土 壓縮性 粉質(zhì)粘土 壓縮性，個別低壓 縮性 1 粉土 壓縮性 2 粘土 壓縮性 粉質(zhì)粘土 壓縮性，個別低壓 縮性 1 粉土 壓縮性，個別低壓 縮性 2 粘土 壓縮性，個別低壓 縮性 粉質(zhì)粘土 壓縮性 1 粉土 壓縮性，個別低壓 縮性 2 粘土 壓縮性 3 粉砂 壓縮性 粉質(zhì)粘土 壓縮性 1 粉土 壓縮性，個別低壓 縮性 2 粘土 壓 縮性 3 粉細(xì)砂 壓縮性 粉質(zhì)粘土 壓縮性 1 粉土 壓縮性 2 粘土 壓縮性 據(jù)此判定，場地各層土均為中、低壓縮性土。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 22 各層土鉆孔灌注樁樁基參數(shù) 鉆孔灌注樁參數(shù)系根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（ 結(jié)果見鉆孔灌注樁樁基參數(shù)表 2 2水下鉆孔灌注樁樁基參數(shù) 層號 巖性 土層厚度 （ m） 極限側(cè)摩阻力 極限端阻力 （水下） 樁入土深度 10 米 樁入土深度15 米 粉質(zhì)粘土 2 1 粘土 0 粉質(zhì)粘土 1 1 粉土 1 2 粘土 5 粉質(zhì)粘土 2 1 粉土 2 2 粘土 2 80 粉質(zhì)粘土 0 730 1 粉土 2 70 730 2 粘土 2 780 粉質(zhì)粘土 6 500 1 粉土 0 800 2 粘土 5 530 粉質(zhì)粘土 2 530 1 粉土 6 900 2 粘土 5 820 各土層預(yù)制樁樁基參數(shù) 預(yù)制樁參數(shù)系根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（ 結(jié)果見鉆孔灌注樁樁基參數(shù)表 2南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 工程地質(zhì)條件 23 表 2預(yù)制樁樁基參數(shù) 層號 巖性 極限側(cè)摩阻力 極限端阻力 （水下） 9 h 16 16 h 30 粉質(zhì)粘土 72 1 粘土 80 粉質(zhì)粘土 51 1 粉土 51 2 粘土 55 粉質(zhì)粘土 72 1 粉土 72 2 粘土 80 粉質(zhì)粘土 70 2400 1 粉土 70 2400 2 粘土 82 3900 粉質(zhì)粘土 56 1600 2000 1 粉土 70 2000 2400 2 粘土 65 2000 2400 粉質(zhì)粘土 62 2400 1 粉土 66 2800 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三章 筏板基礎(chǔ)設(shè)計 24 第三章 筏板基礎(chǔ)設(shè)計 結(jié)構(gòu)或其他建設(shè)工程是通過地面的基礎(chǔ)來支持。單詞“ 思是地面本身，是某物放置的地方或在地面上 提供支持，或地面和放在其上要素的結(jié)合。 復(fù)雜的辦公大樓的基礎(chǔ)應(yīng)是混凝土基底和土壤或支撐基地的巖石組成的聯(lián)合體。土石壩的基礎(chǔ)是天然土或放置大壩的巖石。 混凝土基底或混凝土樁或樁帽通常稱為基礎(chǔ)不包括土壤或放置其上巖石。被固定的部分和自然土壤或地球巖石形成一個基礎(chǔ)系統(tǒng)，土壤和巖石提供系統(tǒng)的最終支撐。已固定的基礎(chǔ)要么土壤承載要么是巖石承載。施加負(fù)荷后土壤或巖石的反應(yīng)一般判定基礎(chǔ)功能的好壞。在 設(shè)計安裝部分，設(shè)計師必須確定用在土壤或巖石上安全壓力、總的沉降量和結(jié)構(gòu)可以承受的不均勻沉降。 已安裝部分的基礎(chǔ)系統(tǒng)可能是基底、筏板基礎(chǔ)、板式基礎(chǔ)和沉箱或樁，所有這些都是用來將上層建筑的荷載傳遞到地基。這些從上層建筑傳輸荷載到地面的部分稱為基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)或擴展基礎(chǔ)是用來傳遞來自柱子或墻上負(fù)載到基礎(chǔ)下土壤或巖石。通常情況下，基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土建造的。然而，在某些情況下，他們可能用素混凝土或磚石結(jié)構(gòu)來建造。當(dāng)每一個基礎(chǔ)只支撐一個柱時，它是方的。基礎(chǔ)支持兩列柱被稱為聯(lián)合基礎(chǔ)，可以是長方形或梯形。懸臂基礎(chǔ)用于傳遞來自兩 柱的荷載，一柱和基礎(chǔ)的一端固定在建設(shè)基線或外墻?；A(chǔ)支撐墻是連續(xù)基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)的尺寸是由可能施加在基礎(chǔ)底部的荷載除以地基土和巖石能夠承擔(dān)的容許支撐壓力來確定。關(guān)于基礎(chǔ)的大多數(shù)建筑法規(guī)和教科書上包含列有不同類型的土壤和巖石的可允許承載壓力的表格，但是這些表格僅給出了土壤或巖石一般分類和描述并且必須謹(jǐn)慎使用。有關(guān)土壤和巖石的更具體信息通常是通過鉆孔測試、提取土壤和巖石樣本、進行樣本化驗和工程分析來來獲得以確定合適的承載壓力。除了承載壓力，必須考慮到可能發(fā)生的總沉降量和支撐這種沉降的建筑的承載力。如果沉降是一個問題 ，那么就有必要使用其他類型的基礎(chǔ)而不是基礎(chǔ)或擴大基礎(chǔ)，并且降低承載壓力。