勘查技术与工程毕业设计正文

勘查技术与工程毕业设计正文内容摘要：

b—— 基础 宽度； γ —— 基础底面以下土的重度； 河北工程大学毕业设计 12 γ m—— 基础底面以上土的加权平均重度； d—— 基 础埋置深度。 现利用 8号钻孔，对地基持力层承载力特征值进行修正，修正后承载力值为 271kPa，不能满足承载力设计要求。 河北工程大学毕业设计 13 5 基础设计方案的分析与评价 基础设计方案的分析 当地基承载力不足或压缩性过大，不能满足设计要求时，可以针对不同的情况，对地基进行处理以增强地基土的强度和稳定性，减少地基变形，提高地基承载能力。 经过处理后的地基成为人工地基 ［ 5］。 当人工地基不满足要求时可采用桩基础。 桩基础也是一种地基处理方法，即把建筑物支撑在桩基上，荷载通过 桩传到深处地层上，从而满足地基稳定和变形允许量的要求 ［ 6］。 判断是否需要进行地基处理的依据，一是地基条件，一是建筑物的性质和要求 ［ 7］。 前者包括地形和地质成因、地基土层分布、软土层的厚度和范围、持力层的埋深、地下水位及补给情况，地基土的物理力学性质等。 后者包括建筑物等级、平面和立面布置、结构类型和刚度、基础类型和埋置深度、对地基稳定性和沉降的要求以及临近建筑物的情况等 ［ 8］。 近二三十年来，国内外在地基地基处理方面发展十分迅速，老方法不断改进，新方法不断涌现 ［ 9］。 在比较方案的过程中，常常会难以得出理想的 处理方法，这时需要或者将几种处理方法进行有利的组合，或者稍微修改建筑物的条件，甚至需要另辟途径。 一般说来，完美无缺的方案是很难求得的，只能选用利多弊少的方案。 此外需要注意的是，地基处理工作大多都是地下隐蔽工程，加固效果很难在实施过程中直接检验，因此一定要做好施工中和施工后的监测工作，及时发现问题，验证效果 ［ 10］。 需要进行地基处理的地基土一般都属于软弱土，它主要包括淤泥质土、松砂、冲填土、杂填土、泥炭土和其他高压缩性土。 由这几类土所构成的或占主要组成的地基称为软弱地基。 地基的软弱程度是否达到需要进行地基处 理，还与建筑物的性质有关 ［ 11］。 建筑物很重要，对地基的稳定和变形要求很高，即便地基土的性质不很软弱，可能也要求对地基进行处理。 相反，建筑物的重要性小，对地基的要求不高，即便地基土比较软弱，也可能不必进行地基处理。 所以地基处理是一个综合考虑地基土质和建筑物性质的复杂问题 ［ 12］。 对地基内一定范围的软弱土采取某种改善措施，以达到以下几个目的： ①提高土一定抗剪强度，防止过大的剪切变形和剪切破坏，提高地基承载力； ②改善土的压缩性，减少地基变形； ③改善土的渗透性，减少渗流量，防止渗透破坏； ④改善土的动力特 征，减轻振动反应，防止土体液化。 河北工程大学毕业设计 14 根据分析，主楼天然地基承载力不能满足设计要求，裙楼荷载较小，变形满足设计要求时，可以采用天然地基。 因此地基基础方案除应考虑承载力外，还应考虑地基土的不均匀性。 基础方案的初步评价 主楼地基处理方案的初选和介绍 由于本建筑主楼为高层建筑，地基基础设计等级为甲级，基础设计安全等级为一级，初选地基处理方法为 :（ 1）静压预应力钢筋混凝土预制桩，（ 2）混凝土灌注桩，（ 3） CFG桩复合地基。 1)静压预应力钢筋混凝土预制桩 采用机械将预应力钢筋混凝土预制桩压入设计 标高，施工过程无噪音，适于在市中心施工。 桩身除了有混凝土材料还配有受力筋、箍筋、及其他构造筋并且钢筋为预应力筋。 目前预应力钢筋混凝土预制桩是在我国应用最广泛的预制桩。 预应力钢筋混凝土预制桩适用范围：适用于大中型各类建筑工程的承载桩，这种桩不仅抗压，而且可以抗拔和抗弯，同时能够承受水平荷载，应用较广。 预应力钢筋混凝土预制桩规格：桩的截面形状有圆形方形等多种形状，由于施工方法及设备等因素影响，目前使用最广泛的是圆形桩。 工厂预制时将预制桩分节，沉桩时在现场将桩接到所需桩长即可，一般用气体保护焊焊接。 预应力 钢筋混凝土预制桩桩身强度高，制作方便，耐腐蚀性好，不受地下水与土质条件限制，质量易保证安全可靠，承载力高，施工周期短，每台班可压桩 300～ 400 米，每昼夜施工 700 米以上，每米施工与材料总费用在 150 元以上。 但预应力钢筋混凝土预制桩自重大，需要运输及压桩设备，桩长不够时，需要结桩并要保证接桩质量； 目前国内只有为数不多的厂家生产此类预应力钢筋混凝土预制桩，离本场地最近的生产厂家是天津的建华公司，压桩设备重达 500～ 1000 吨，设备运输不方便。 在遇到卵石层等含大量大颗粒密实土层时压桩困难。 2）混凝土灌注桩 灌注桩是在施工现场桩位上通过机械钻冲或人工挖掘等方法成桩孔，然后在孔内下入钢筋笼，灌注混凝土，便形成钢筋混凝土灌注桩。 灌注桩适用于各种砂性土，粘性土，也适用于卵砾石类土层和岩层，桩长和桩径变化范围大，所以应用很广，近年来我国灌注桩的施工技术发展很快，施工方法很多，现河北工程大学毕业设计 15 在的大口径旋挖钻机，可以成直径 1～ 2 米的大口径钻孔，而不用人工挖掘，工期短、质量高、成本低。 混凝土灌注桩抗压强度高，耐久性好，抗震性能好，混凝土取材方便，施工噪音小，公害少，并且灌注桩具有造价低、用钢量少、桩长可以灵活掌握等优点。 混凝土灌注桩 施工工序多，技术要求高，工作量较大，且必须在短时间内完成。 3） CFG 桩复合地基 水泥粉煤灰碎石桩又称 CFG 桩（ Cement Flyash Gravel）是近年来发展起来的处理软弱地基的一种新方法。 它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩。 工程中常采用 CFG 桩与桩间土和褥垫层一起构成复合地基 [13]。 CFG 桩 的特点：（ 1）改变桩长、桩径、桩距等设计参数，可使承载力在较大范围内调整。 （ 2）有较高的承载力，承载力提高在 250%300%，对软土地基承载力提高更大。 （ 3）沉降量小，变形稳定 快。 （ 4）工艺性好。 （ 5）节约部分水泥钢材，利用工业废料，消耗大量粉煤灰，降低工程费用。 CFG 桩常用的施工方法有振动沉管成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔成桩以及管内泵压混合料灌注成桩等。 CFG 桩 适 用 于多层和高层建筑地基，如砂土、粉土、松散填土、粉质粘土、粘土、淤泥质粘土等的处理。 现今 CFG桩施工常采用素混凝土作为原材料。 素混凝土桩复合地基方法在石家庄地区有较成熟的工程经验，可以有效提高地基土层承载力，减少沉降变形，是目前高层建筑常采用的地基形式之一。 具体到本工程，根据勘察所揭露 的地层层位的分布，并考虑拟建建筑的高度和荷载，复合地基的桩端持力层宜利用中粗砂 ⑤ 层，该层强度较高且厚度稳定，深度适宜， 20m 左右的桩长对复合地基设计比较理想。 综上所述，静压预应力钢筋混凝土预制桩无论从场地情况，施工方法及对周围环境影响，施工周期，桩的性能等都是最好的选择，但是由于其造价昂贵，施工经验不足以及地质条件等原因，不适合本场地。 混凝土灌注桩具有承载力高，稳定性好，耐久性好，抗震性能好，施工方便，造价低，施工噪音小，公害少等优点。 并且素混凝土桩复合地基有比较成熟施工经验。 从施工技术成熟程度，以及工程造价等因素综合考虑， CFG 桩复合地基是最优方案。 对工程桩单桩竖向承载力特征值应通过静载荷试验确定。 本工程从施工难度、地层原因、工程造价、环保、噪音等方面可采用钻孔灌注桩。 附属商业楼 附属商业拟 建七 层，基础埋深自然地坪下 19m， 正处于第 5层粉质黏土，土质不均匀， 压缩系数 a12 为 ～ MPa1，平均为 ，属高～中压缩性地基土。 层厚 较薄。 第 6层为粉细砂，级配不良，层厚较薄。 河北工程大学毕业设计 16 对裙楼地基进行均匀性评价与变形验算，若均匀性与变形均符合要求 便可采用天然地基。 所谓均匀性评价，最终结果是为了满足建筑物的沉降变形要求，也就是地基基础规范中的规定，所以说均匀性评价也就是地基和基础变形的评价，对于不同的建筑物和不同基础而言，其评价方法和标准并不相同，对于不需要进行变形计算的建筑物来说也同样存在均匀性问题。 河北工程大学毕业设计 17 6 桩体复合地基设计方案 CFG 桩体设计 根据中国兵器工业北方勘察设计研究院提供的《 藏龙福地商业及办公楼项目岩土工程勘察报告 》，场地各土层物理力学指标及设计参数参见表 6— 1。 表 61 地基处理各地基土层设计参数 土层名称及序号 承载力特征值 fak（ kPa） 压缩模量 Es（ MPa） 侧阻力特征值qsk（ kPa） 端阻力特征值qpk（ kPa） 黄土状粉质黏土 ② 120 黄土状粉土 ③ 145 黄土状粉土 ④ 150 粉质黏土⑤ 160 65 粉细砂⑥ 180 15 50 粉质黏土⑦ 165 70 中砂⑧ 220 20 75 粉质黏土⑨ 210 72 中砂⑩ 250 25 100 3000 粉质黏土⑩ 1 240 80 粉质黏土 240 120 4000 中粗砂 300 黏土 270 中粗砂 350 CFG 桩复合地基桩端持力层的确定： 根据勘察报告， 中 砂 ⑩ 层为良好的桩端持力层，勘察报告对该层的描述如下： 中砂层⑩：中密～密实状，层位连续稳定，强度高，压缩性低，工程性质好。 ○ 11 ○12 ○13 ○14 河北工程大学毕业设计 18 表 6— 2 场地地层资料统计表 土层名称及序号 层 底 标高 （ m） 层 厚 （ m） 状态 /密度 压缩性 原位测试 种类 平均 击数 黄土状粉质黏土 ② ～。