3號(hào)樓CFG樁設(shè)計(jì)計(jì)算書

成壽寺二期經(jīng)濟(jì)適用房工程B-3區(qū)3號(hào)建筑CFG樁復(fù)合地基處理設(shè)計(jì)PAGEPAGE1目錄TOC\o"1-2"\h\z第一章工程綜述 11.工程建設(shè)概況 12.工程地質(zhì)概況 23.編制依據(jù) 3第二章CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì) 41.CFG樁復(fù)合地基特點(diǎn)分析 42.CFG樁設(shè)計(jì)計(jì)算 53.CFG樁布樁 84.CFG樁設(shè)計(jì)結(jié)果 85.CFG樁檢測(cè) 8第一章工程綜述1.工程建設(shè)概況1.1工程地理位置擬建成壽寺二期經(jīng)濟(jì)適用房工程位于豐臺(tái)區(qū)南苑成壽寺村，B3地塊北臨橫道溝一號(hào)路，南臨成壽寺西一號(hào)路，西臨方莊南路。1.2工程建設(shè)概況擬建工程3號(hào)樓主樓地上28層，地下3層，基礎(chǔ)埋深12.95m，剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)；北側(cè)的商業(yè)配套，地上2層，地下1層，基礎(chǔ)埋深1.3工程標(biāo)高本場(chǎng)區(qū)處于永定河沖洪積扇的中部，場(chǎng)地地形較平坦,地面標(biāo)高38.34～39.15m。本工程3號(hào)樓設(shè)計(jì)±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高39.60m，地面標(biāo)高39.15m考慮，因此3號(hào)樓主樓實(shí)際基礎(chǔ)埋深為12.50m。1.4周圍環(huán)境情況3號(hào)樓主樓東側(cè)和南側(cè)的施工障礙物已經(jīng)拆除，3號(hào)樓東側(cè)P軸位置布置塔吊，且5號(hào)樓暫緩施工，南側(cè)場(chǎng)地較寬敞；3號(hào)樓西側(cè)距離圍墻約15.0m,圍墻以西為方莊南路，平時(shí)路上行駛車輛較多；3號(hào)樓北側(cè)原有一售樓處，現(xiàn)已拆除，3號(hào)樓的商業(yè)配套等3號(hào)樓主樓結(jié)構(gòu)封頂后再開挖，北側(cè)就在3號(hào)樓施工前，應(yīng)把地下管線的埋藏情況調(diào)查清楚，然后根據(jù)調(diào)查結(jié)果調(diào)整方案，確保地下埋藏物和邊坡支護(hù)的安全。1.4.5交通通道3號(hào)樓西側(cè)為方莊南路，四周比較封閉，原西側(cè)北段的圍墻已經(jīng)拆除，則出土馬道可設(shè)置在基坑西北側(cè)，方莊南路作為運(yùn)土車和機(jī)械設(shè)備的出入的唯一通道，該通道為自南向北，北與南三環(huán)東路相鄰，南與南儀路相鄰。本項(xiàng)目處于該路中部偏東方向。方莊南路位于南三環(huán)附近，平時(shí)車輛較多，施工時(shí)車輛進(jìn)出頻繁，四周正建和待建建筑較多，因此，施工時(shí)要盡量減少噪音和污染，防止對(duì)周圍環(huán)境造成不必要的破壞。2.工程地質(zhì)概況2.1地形地物情況擬建場(chǎng)區(qū)地形基本平坦，3號(hào)樓場(chǎng)地地面標(biāo)高38.34～39.12.2地層土質(zhì)情況根據(jù)建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司提供的《成壽寺二期經(jīng)濟(jì)適用房工程B-3地塊3號(hào)工程巖土工程勘查報(bào)告》，3號(hào)樓開挖深度范圍的地層參數(shù)如下：地層名稱巖性層厚(m)層底標(biāo)高（m）雜填土①1層雜色，，以房渣土為主，含少量磚塊、碎石、灰渣、爐渣、生活垃圾、植物根，局部為混凝土地面，濕1.70～2.8035.95～36.67素填土①2層黃褐色,以粘質(zhì)粉土為主，含少量磚灰渣、礫石、樹根、粘性土，濕粘土粉土～砂質(zhì)粉土②層褐黃色，含云母、氧化鐵；稍濕～濕，密實(shí)，中高壓縮性3.30～5.1031.57～32.65粉質(zhì)粘土②1層褐黃色，含云母、氧化鐵，濕～很濕，可塑，中高壓縮性粉細(xì)砂②2層褐黃色，含云母、氧化鐵，濕～很濕，中密粉質(zhì)粘土③層黃褐色，含云母、氧化鐵、姜石，濕～很濕，可塑～軟塑，中高壓縮性3.90～6.3026.35～27.98粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土③1層褐黃色，含云母、氧化鐵，稍濕～很濕，密實(shí)，中～中低壓縮性細(xì)砂④層褐黃色，含云母、石英、長(zhǎng)石，濕～飽和，密實(shí)1.90～3.3024.25～24.752.3地下水情況3號(hào)樓在擬建場(chǎng)區(qū)50.0深度內(nèi)有2層地下水，分別為滯水和潛水。第一層為滯水，含水層為②粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土、③粉質(zhì)粘土、③1粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土層，初見水位埋深3.20～9.80m,標(biāo)高29.31～35.17m；穩(wěn)定水位埋深3.10～9.50m，標(biāo)高29.65～35.27m。第二層為潛水，含水層為⑥細(xì)砂、⑥1中砂、⑥2圓礫、⑦卵石、⑦1細(xì)中砂層。初見水位埋深22.60～24.80m,標(biāo)高13.57～16.15m；穩(wěn)定水位埋深21.00～22.00m，標(biāo)高16.37～16.75m。該區(qū)歷史最高地下水水位標(biāo)高于1951年約為36.00m，近3～5年最高地下水水位為滯水水位，分布不連續(xù)，局部接近地表，目前場(chǎng)區(qū)最高地下水水位為滯水水位，水位標(biāo)高為35.27m。本場(chǎng)地的抗浮設(shè)防水位按照35.00m考慮。擬建場(chǎng)地內(nèi)滯水及潛水水質(zhì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，在干濕交替環(huán)境中對(duì)鋼筋混凝土具有微腐蝕性。2.4地基基礎(chǔ)情況3號(hào)樓整個(gè)場(chǎng)地地層成層性較好，土層分布及厚度變化比較穩(wěn)定，地基土比較均勻，整個(gè)建筑屬于均勻地基。擬建3號(hào)樓地上28層，地下3層，對(duì)地基承載力的要求較高，建筑物地基直接持力層為細(xì)砂④層，該層厚度較大、分布穩(wěn)定，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值為250KPa，而設(shè)計(jì)要求地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為420KPa，因此采用天然地基不能滿足承載力的要求，地基需要處理。本工程采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行處理，要求處理后的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka=420KPa,最終沉降量不大于50mm,傾斜不應(yīng)大于0.002。CFG樁施工時(shí)，須嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)程要求，采取有效措施確保復(fù)合地基滿足設(shè)計(jì)要求。施工后，應(yīng)請(qǐng)有檢測(cè)資質(zhì)的第三方，按有關(guān)驗(yàn)收規(guī)定規(guī)定對(duì)復(fù)合地基進(jìn)行檢測(cè)，包括復(fù)合地基靜載試驗(yàn)和動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)。3.編制依據(jù)3.1建設(shè)方提供之相關(guān)資料文件序號(hào)資料名稱設(shè)計(jì)單位1《成壽寺二期經(jīng)濟(jì)適用房工程B-3地塊3號(hào)樓工程巖土工程勘查報(bào)告》建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司2《成壽寺二期經(jīng)濟(jì)適用房工程B-3地塊3號(hào)樓工程設(shè)計(jì)圖紙》佳利德建筑有限公司3.2相關(guān)的規(guī)程規(guī)范資料名稱編號(hào)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程DB11/489-2007北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘查設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ01-501-2009綠色施工管理規(guī)程DB11/513-2008建筑工程資料管理規(guī)程DBJ01-51-2003北京市建筑工程施工安全操作規(guī)程DBJ-62-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-2002錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB50086-2001建筑地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ79-2002建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002工程測(cè)量規(guī)范GB50026-2002建筑變形測(cè)量規(guī)程JGJ/T/8-2009建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50300-2001建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GBJ50202—2002建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程JGJ33-2001第二章CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)1.CFG樁復(fù)合地基特點(diǎn)分析1.1CFG樁復(fù)合地基的特點(diǎn)CFG樁具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)低廉等特點(diǎn)，目前已成為北京及周邊地區(qū)應(yīng)用最普遍的地基處理技術(shù)之一。1.2設(shè)計(jì)原則CFG樁復(fù)合地基是由樁間土和增強(qiáng)體（樁）共同承擔(dān)荷載，綜合樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距、樁身強(qiáng)度、天然地基承載力等5個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在理論計(jì)算基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際工程施工經(jīng)驗(yàn)，得出最佳的設(shè)計(jì)。1.3本工程的要求基底持力層為細(xì)砂④層，勘察報(bào)告提供其天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為250kpa，要求處理后的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值≥420kpa，建筑物的最終沉降量≤50mm，建筑物最大傾斜不大于0.2%。2.CFG樁設(shè)計(jì)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)參數(shù)2.1.13號(hào)樓主樓CFG樁端持力層的選定根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告提供的地層剖面圖分析，結(jié)合土層的特點(diǎn)，樁端設(shè)在厚度比較均勻、承載力較好的細(xì)砂⑥層（平均厚度8.0m），樁端進(jìn)入細(xì)砂⑥層不小于1.2.1.2地層參數(shù)地層名稱平均厚度(m)極限側(cè)摩阻力qsik(kpa)極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk(kPa)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka(kPa)細(xì)砂④層1.765250粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土⑤層4.560粉質(zhì)粘土⑤1層2.355細(xì)砂⑤3層1.065細(xì)砂⑥層3.58010002.1.3CFG樁設(shè)計(jì)參數(shù)CFG樁選取直徑為410mm樁長(zhǎng)13.5m(其中有效樁長(zhǎng)13.0m、保護(hù)樁長(zhǎng)0.5m)樁型CFG樁徑mmФ410褥墊層厚度200mm樁長(zhǎng)1樁間距1.50m理論沉降量36.5有效樁長(zhǎng)1樁體強(qiáng)度C20單樁承載力特征值600KN保護(hù)樁長(zhǎng)0.樁土置換比0.05單樁承載力極限值1200KN2.2設(shè)計(jì)計(jì)算單樁承載力計(jì)算可按下列兩式計(jì)算，取其中小者：其中：Rk自由單樁承載力特征值（KN）；

η強(qiáng)度折減系數(shù)，可取0.3~0.5；fcn.k樁體28天立方體強(qiáng)度（15×15×15cm）；UP樁的周長(zhǎng)；qsi第i層土的側(cè)阻力特征值；hI第i層土厚度；qp樁端持力層端阻力特征值；Ap樁截面積；計(jì)算如下：Rk1=0.31×20000×3.14×0.2052=818KNRk2={3.14×0.410×(1.7×65+4.5×60+2.3×55+1.0×65+3.5×80)+3.14×0.2052×1000}/2.0=614KN取Rk=600KN根據(jù)自由單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算置換比fsp,k=mRk/Ap+α.β(1-m)fk式中：fsp,k復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（Kpa）；m面積置換率；fk天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（Kpa）；α加固后樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值與天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值之比，取1.00；Ap樁的截面面積（㎡），為0.13196㎡；β樁間土強(qiáng)度發(fā)揮度，取0.90。計(jì)算如下：m=(fs-αβfk)/(Rk/Ap-αβfk)=(420-1*0.9*250)/(600/3.14*0.2052-1*0.9*250)=195/4321=0.045取m=0.05計(jì)算樁間距采用正方形布樁S=Ap/m式中：Ap樁的面積（m2）；m置換率。經(jīng)計(jì)算，s=1.585m，取s=1.50m樁體強(qiáng)度設(shè)計(jì)樁頂應(yīng)力σp=Rk/Ap，可得σp=4547.9kPa。由R15≥3σp=13643.7kPa，可知CFG樁強(qiáng)度應(yīng)不小于C15，選C20，塌落度為180～200mm。CFG樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值驗(yàn)算fsp,k=mRk/Ap+α.β(1-m)fkα取1.0，β取0.90，fk取250kpa，Rk取600KN，m=0.05，經(jīng)計(jì)算，fsp,k=441.1kpa＞420kpa，滿足要求。復(fù)合地基壓縮模量分析復(fù)合地基壓縮模量提高系數(shù)ζ可按下列公式計(jì)算：ζ=α[1+m(n-1)]，又n=[fsp,k/(αβfk)-1]/m+1，α取1，β取0.9，n為樁土應(yīng)力比18.33。經(jīng)計(jì)算：ζ=1.87處理前土的壓縮模量Es=(1.7×22+4.5×12+2.3×11+1.0×30+3.5×25)/13.0=18.02Mpa(加權(quán)平均值)；處理后土的壓縮模量Es=33.17Mpa。復(fù)合地基沉降量計(jì)算S=ψs[Σpo/(ζEsi)(ziαi-zi-1αi-1)+Σp0/Esi(ziαi-zi-1αi-1)]，式中：S地基最終沉降量（mm）；ψs沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ7-89)表5.2.5取值；po長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的基礎(chǔ)底面處的附加壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Esi基礎(chǔ)底面下第i層土的回彈壓縮模量、壓縮模量；zi、zi-1基礎(chǔ)底面至第i層和第i-1層底面的距離；αi、αi-1基礎(chǔ)底面計(jì)算點(diǎn)至第i層和第i-1層底面范圍內(nèi)平均附加壓力系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，s=36.5mm3.CFG樁布樁本工程為滿堂紅基礎(chǔ)，按設(shè)計(jì)樁間距(1.50m)方形布置。最外側(cè)CFG樁外皮不能超出底板外邊線，在外邊線以內(nèi)10cm左右。具體布置見后附3#樓CFG樁布置圖。4.CFG樁設(shè)計(jì)結(jié)果根據(jù)勘察報(bào)告提供的數(shù)據(jù)，結(jié)合附近地層已實(shí)施工程的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過計(jì)算結(jié)果如下：CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)為CFG樁徑410mm，樁長(zhǎng)13.5m(其中有效