奧森特住宅樓及商業樓項目素混凝土樁復合地基處理設計方案(17頁).doc
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上傳人:Le****97
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2023-12-25
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1、1. 工程概況xx置業有限公司擬建奧森特項目。擬建工程場地位于xx市xx區驛都大道北側、北泉路南側、北京路西側、翠龍路東側。該項目規劃建設凈用地面積約為24804.47m2, 由3棟35-38F/-3F的住宅樓及2F/-3F的商業樓、1棟32F/-3F的辦公酒店樓及4F/-3F的商業樓構成。建筑物結構形式擬采用框剪結構、基礎擬采用樁筏基礎,該工程設計由重慶博鼎建筑設計有限公司擔任。由于A區2、3、4號樓及裙樓和純地下室天然地基承載力不能滿足設計要求,設計要求進行地基加固處理。受業主委托,我公司對該工程進行素混凝土樁復合地基處理專項設計,設計要求處理后:2、4號樓(35F)復合地基承載力特征值f2、spk690kPa,壓縮模量Esp20MPa。 3號樓(38F)復合地基承載力特征值fspk730kPa,壓縮模量Esp20MPa。裙樓和純地下室復合地基承載力特征值fspk700kPa,壓縮模量Esp20MPa。2. 工程地質概況2.1. 場地位置及地形、地貌擬建場地位于xx市xx區驛都大道北側、北泉路南側、北京路西側、翠龍路東側,交通方便。擬建場地地形較為平坦,各勘探點孔口高程界于509.79m512.50m,相對高差為2.71m。場地地貌單一,場地地貌單元屬xx平原岷江水系三級階地。2.2. 地層分布及特征 根據鉆探揭示,場地地層結構簡單,主要由第四系雜填土(Q4ml)、第四系中下更新統3、冰水沉積(Q2fgl)黏土、粉質黏土、含粉質黏土卵石及中生界白堊系上統灌口組(K2g)泥質砂巖等組成,現自上而下分述如下:雜填土:雜色、灰黑色,結構松散,稍濕。主要由建筑、生活垃圾組成。為新近回填土,堆積年限小于5年。場地內普遍分布,揭示層厚0.702.30m;黏土:褐黃色、褐灰色、紅褐,硬塑為主,局部表現為軟塑及可塑,濕稍濕,主要由黏粒組成,搖振無反應,有光澤,干強度高,韌性高,含較多鐵錳質結核和鈣質結核,裂隙較發育,裂隙間充填灰白色高嶺土條斑、氧化物紅色條斑。根據區域地質資料、初步判定場地內黏土屬于膨脹土。于場地內普遍分布,層厚6.1015.00m。粉質黏土:褐黃色、灰黃色,可塑,稍濕濕;4、主要由黏粒、粉粒組成,含鐵錳質氧化物;局部夾有黏土薄層或團塊;無搖振反應、有光澤反應、干強度與韌性均較高;場地內普遍呈層狀分布,分布范圍較廣,厚度變化較大,揭示厚度3.6013.70m;含粉質黏土卵石:褐黃、褐灰青灰色,稍濕,以稍密為主、局部含松散、中密、密實夾層。卵石成份以花崗巖、石英巖為主,一般含量60-75%,一般粒徑3-10cm,大者可達30cm以上。磨圓度佳,部分卵石已呈強風化。該層卵石分選性差,分布不均,層厚及密實度變化較大。結合N120超重型動力觸探測試結果判定為稍密狀。該層在場地內分布范圍較廣,揭示厚度2.807.00m。泥質砂巖:紫紅色、灰黃色、稍濕,泥質膠結。鉆孔所揭示該巖5、層巖性均勻、厚度大、且分布比較穩定、呈水平層狀分布,中厚層狀構造。根據鉆孔揭示深度范圍內巖芯組織結構、風化程度和鉆進難度,分為強風化層及中風化層,并以中風化層為主。現將巖層在鉆孔的揭示情況分述如下:強風化層:水平層狀構造,節理裂隙發育,巖芯雖較完整,但輕擊即碎。組織結構大部分破壞,基本質量等級為級,風化裂隙發育,泥鈣質膠結,巖樣多呈碎塊狀及短柱狀,局部強風化層中夾中風化薄層, 揭示厚度約0.805.90m。中風化層:水平層狀構造,節理裂隙不發育,巖芯較完整,巖質較新鮮,巖體結構基本未變,基本質量等級為級,構造層理較清晰,局部可見少量風化裂隙,偶見次生礦物,錘擊聲啞,且較不易擊碎,多呈中長柱狀,6、巖芯長度1060cm,回旋鉆進取芯率80,質量指標RQD60。屬中等風化的軟巖。該層鉆孔均有揭示,厚度大,本次勘察未予揭穿,最大揭露厚度約10.50m。 3. 水文地質條件3.1. 地下水類型根據所收集的水文地質資料和勘察結果,場地地下水主要為下伏基巖中的基巖裂隙水,其次為賦存于素填土和黏性土層的上層滯水。上層滯水主要受大氣降水及地表水補給,以蒸發等方式排泄為主;基巖裂隙水由大氣和地下水補給,以地下水徑流等方式排泄為主。3.2. 地下水水位 勘察期間(2013年07、08月份)對各孔地下水分兩次觀測,根據鉆探揭示及水位觀測,測得有5個鉆孔水位埋深,3孔埋深在2.00-3.00m,判別為上層滯水7、;2孔埋深在24.00-25.00m,判別為基巖裂隙水,綜合分析:地下水水位變形大,本次未揭見穩定地下水。 基坑開挖之前應進一步核實地下水水位及其分布狀況,可在勘探鉆孔內進行復核,以進一步確定基礎施工時段內地下水或上層滯水是否對基坑開挖造成影響,以便采取相應降排水措施。3.3. 地下水滲透性 結合區域水文地質資料和已有成功的降水設計與施工經驗分析,上部素填土、黏性土層透水性較弱,屬弱透水層。所以該場地上覆土層地下水滲透系數差,場地環境為類。4. 素混凝土樁復合地基設計與計算4.1. 設計依據(1)建筑地基處理技術規范(JGJ792012);(2)復合地基技術規范(GB/T 50783-20128、)(3)建筑地基基礎設計規范(GB500072011);(4)建筑地基基礎工程施工質量驗收規范(GB50202-2002);(5) 巖土工程勘察報告(四川省蜀通巖土工程公司)(2013.8.29);(6) 地下室基礎平面布置圖一、圖二、2號樓4號樓基礎平面布置圖(重慶博鼎建筑設計有限公司)(2014.07)。4.2. 處理深度(樁長L)及樁徑設計(1)根據設計要求及巖土工程勘察報告,結合xx地區的施工工藝特點,處理深度須保證樁端持力層為中風化泥質砂巖,且進入該層不小于1000mm。(2)樁徑(d)設計:樁徑(d)取600mm。4.3. 素混凝土樁設計與計算4.3.1. 樁間土承載力特征值fsk9、及壓縮模量Es的確定根據巖土工程勘察報告,樁間土為粉質粘土,承載力特征值取fsk=160kPa,Es=5.2MPa。4.3.2. 計算參數的確定根據該工程巖土工程勘察報告及基礎埋置深度,進行素混凝土樁設計,采用以下參數:巖土名 稱重 度(kN/m3)壓縮模量Es (MPa) 承載力特征值fak(kPa)素混凝土樁側阻力特征值qsi(kPa);素混凝土樁端阻力特征值qp(kPa)黏 土20.510.522040/粉質黏土19.05.216017.5/含粉質黏土卵石21.0/17075/強風化泥質砂巖22.5/30060/中風化泥質砂巖23.5/80011022504.3.3. 單樁承載力的確定 10、素混凝土樁單樁承載力特征值(Ra)為:式中: 單樁豎向承載力特征值(kN) 樁的周長(m); 樁長范圍內劃分的土層數; 樁周第層土的側阻力特征值(kPa); 樁長范圍內第層土的厚度(m); 樁端端阻力特征值(kPa); 樁端端阻力發揮系數; 樁的截面積(m2)。4.3.4. 面積置換率(m)的確定根據設計要求的復合地基承載力特征值fspk,可以按下式計算m值: 由 得m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)式中: 單樁承載力發揮系數; m 面積置換率; 樁間土承載力發揮系數;fsk 樁間土承載力特征值(kPa);4.3.5. 樁間距(s)的確定由公式: m =d2de2 ,式中: d 11、設計樁徑; de 等效圓直徑;得等邊三角形布樁,由de=1.05s 得s=de/1.05正方形布樁,由de=1.13s 得 s=de/1.134.3.6. 樁體強度的確定樁體強度應滿足下式:fcu4Ra/AP 式中fcu 樁體混合料試塊標準養護28天立方體抗壓強度平均值(MPa)。4.3.7. 復合地基設計驗算根據樁間距及布樁方式計算,采用滿足設計要求的實際最小面積置換率,且須保證:設計要求的承載力特征值fspk Esp= Es =fspk/fakEs設計要求的壓縮模量Esp式中fak 基礎底面下天然地基承載力特征值(kPa)計算書見附件一。根據以上設計, 素混凝土樁地基處理設計情況如下:樓棟12、號褥墊層面積(m2)設計單樁承載力特征值(kN)等邊三角形布樁間距(m)設計樁數(根)設計最短有效樁長(m)預計平均樁長(m)預計工作量(m)靜載(點)低應變(點)2號樓1147.6819201.937313.315.55781.58383號樓1804.9618501.864013.115.19664.013644號樓1134.4217501.839613.815.05940.0840裙樓及純地下室1304.541600正方形1.642013.016.66972.0942合計5391.60182928357.538184備注:以上設計如因結構設計圖局部變更,可作相應調整。5. 施工工藝本工程各13、棟建筑均為高層,為保證工程質量,確保經素混凝土樁處理后復合地基承載力及壓縮模量滿足設計要求,本工程須采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工工藝。5.1. 技術要求(1)設計樁徑 600mm(2)樁位允許偏差 0.4D即 240mm(3)垂直度允許偏差 1.0%(4)樁徑允許偏差 -20mm(5)樁長允許偏差 +100mm(6)C25砼坍落度 宜為160mm200mm。(7)施工過程中應認真填寫施工記錄,灌注混凝土采用C25商品混凝土,每臺機械一天做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體)。5.2. 成品保護(1)已成樁樁頭應覆土養護。(2)已成樁在養護期7日內,嚴禁行車碾壓。5.3. 人工清樁間土(14、二次開挖)及截樁5.3.1. 施工工序測量放線人工清樁間土(二次開挖)截樁(1)以基礎處邊線以外30cm確定為清土邊線。(2)清土過程中測量人員跟隨抄平,間距2m左右設置標高控制點,用白灰明示。(3)配合人工清土的車輛將保護樁頭截取并運出場地外,應避免在已清區域行走,避免樁頭損壞。5.3.2. 技術要求(1)標高允許偏差:+50mm(2)長、寬允許偏差:-0(由設計中心向兩邊拉尺量)6. 褥墊層設計為了保證素混凝土樁與樁間土協同作用,調整樁與土垂直、水平荷載應力比,需鋪設一定厚度的褥墊層,本工程褥墊層厚度取250mm;鋪設寬度超出基礎四周300mm,褥墊層材料采用含40%中砂的碎石混合材料,碎15、石最大的粒徑30mm。褥墊層需夯實,夯填度(壓實厚度/虛鋪厚度)0.9。需要特別注意的是:為防止水的浸泡造成樁間土體強度的降低,褥墊層施工完畢后,及時進行基礎施工。7. 復合地基檢測施工完畢達到檢測條件時,應委托具有法定資格的地基檢測單位進行復合地基檢測。檢測包括復合地基靜載荷試驗、單樁靜載荷試驗、低應變動力試驗,檢測應在樁身強度滿足試驗載荷條件時,并宜在施工結束15天后進行。復合地基靜載荷試驗、單樁靜載荷試驗不少于總樁數的1%,且每個單體工程的試驗數量不應少于3個點。復合地基低應變動力試驗數量不少于總樁數的10.0%。附件一 各樓棟素混凝土樁復合地基處理設計計算書本工程0.000=511.116、5,抗水板頂標高-12.102、4#樓筏板厚度1.8m,基礎防水層厚0.08m,C15混凝土墊層0.10m,素混凝土樁褥墊層0.25m素混凝土樁大部分樁頂標高:511.15-(12.1+1.8+0.08+0.10+0.25)=496.82m-13.1m處集水坑樁頂標高:495.82m-14.1m處集水坑樁頂標高:494.82m素混凝土樁施工標高為496.82+0.4=497.22m3#樓筏板厚度2.0m,基礎防水層厚0.08m,C15混凝土墊層0.10m,素混凝土樁褥墊層0.25m素混凝土樁大部分樁頂標高:511.15-(12.1+2.0+0.08+0.10+0.25)=496.62m-13.17、1m處集水坑樁頂標高:495.62m-14.1m處集水坑樁頂標高:494.62m素混凝土樁施工標高為496.62+0.4=497.02m裙樓和純地下室基礎厚度h1,基礎防水層厚0.08m,C15混凝土墊層0.10m,素混凝土樁褥墊層0.25m素混凝土樁樁頂標高=511.15-(12.1+h1+0.08+0.10+0.25),即:基礎編號A(mm)B(mm)h1(mm)樁頂標高(m)DJ-1270027001000497.62DJ-2300030001000497.62DJ-3320032001000497.62DJ-4340034001200497.42DJ-5360036001200497.18、42DJ-6380038001400497.22條形基礎950800497.82素混凝土樁施工標高為511.15-12.1-0.28=498.77m素混凝土樁復合地基設計計算參數巖土名 稱重 度(kN/m3)壓縮模量Es (MPa) 承載力特征值fak(kPa)素混凝土樁側阻力特征值qsi(kPa);素混凝土樁端阻力特征值qp(kPa)黏 土20.510.522040/粉質黏土19.05.216017.5/含粉質黏土卵石21.0/17075/強風化泥質砂巖22.5/30060/中風化泥質砂巖23.5/80011022502#樓設計計算書按勘察報告中ZK9號鉆孔(即最薄弱位置)進行計算樁頂標高=19、496.82m,設計樁徑為0.6m,樁截面積Ap=0.2827 (1)素混凝土樁單樁承載力的確定 =0.6(7.5517.5+4.975+1.360+1110)+1.022500.2827 =1932kN,根據實際施工條件,取1920kN (2)面積置換率的確定根據設計要求的復合地基承載力特征值fspk,按下式計算m值:由 得m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)式中: 單樁承載力發揮系數,取0.90; m 面積置換率; 樁間土承載力發揮系數,取1.0;fsk 樁間土承載力特征值(kPa),取160;m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)=(6901.0160)/(0.9020、1920/0.28271.0160)=0.089 (3)樁間距(s)的確定由公式: m =d2de2 ,得=2.011按等邊三角形布樁,由de=1.05s 得 s=de/1.05=2.011/1.05=1.915m在滿足設計要求的復合地基承載力基礎上, 同時需滿足設計要求的壓縮模量。本棟主樓筏板按等邊三角形布樁,樁間距1.9m。則:de=1.05s=1.05 1.9=1.995m,m= d2de2 = 0.621.9952=0.090主樓筏板以外的獨立基礎的面積置換率如下:DJ1 m=40.2827(3.32.8)=0.122DJ2 m=40.2827(2.82.8)=0.144樁位布置詳見素21、混凝土樁平面布置圖。 (4)樁體強度的確定樁體強度應滿足下式:fcu4Ra/AP =40.91920/0.2827=24.45MPa式中fcu 樁體混合料試塊標準養護28天立方體抗壓強度平均值(MPa)。為保證樁體質量,素混凝土樁樁體材料為商品混凝土,混凝土等級C25,即其養護28天強度值為25MPa24.45MPa,由此可見樁體強度滿足設計要求。(5)復合地基設計驗算根據樁間距及布樁方式計算,滿足設計要求的實際最小面積置換率m=0.090,則=0.90.0901920/0.2827+1.0(1-0.09)160=695.72kPa 690kPa Esp=Es = fspk/fsk Es=6922、5.72/1605.2=22.61MPa 20MPa由此可見上述地基專項設計滿足設計要求。3#樓設計計算書按勘察報告中ZK10號鉆孔(即最薄弱位置)進行計算樁頂標高=496.62m,設計樁徑為0.6m,樁截面積Ap=0.2827 (1)素混凝土樁單樁承載力的確定 =0.6(7.7417.5+4.375+1.360+1110)+1.022500.2827 =1853kN,根據實際施工條件,取1850kN (2)面積置換率的確定根據設計要求的復合地基承載力特征值fspk,按下式計算m值:由 得m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)式中: 單樁承載力發揮系數,取0.90; m 面積置換率;23、 樁間土承載力發揮系數,取1.0;fsk 樁間土承載力特征值(kPa),取160;m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)=(7301.0160)/(0.901850/0.28271.0160)=0.099 (3)樁間距(s)的確定由公式: m =d2de2 ,得=1.907按等邊三角形布樁,由de=1.05s 得 s=de/1.05=1.907/1.05=1.816m在滿足設計要求的復合地基承載力基礎上, 同時需滿足設計要求的壓縮模量。本棟主樓筏板按等邊三角形布樁,間距1.8m。則:de=1.05s=1.05 1.8=1.89m,m= d2de2 = 0.621.892=0.101主24、樓筏板以外的獨立基礎的面積置換率如下:DJ1 m=40.2827(3.32.8)=0.122DJ2 m=40.2827(2.82.8)=0.144樁位布置詳見素混凝土樁平面布置圖。(4)樁體強度的確定樁體強度應滿足下式:fcu4Ra/AP =40.91850/0.2827=23.56MPa式中fcu 樁體混合料試塊標準養護28天立方體抗壓強度平均值(MPa)。為保證樁體質量,素混凝土樁樁體材料為商品混凝土,混凝土等級C25,即其養護28天強度值為25MPa23.56MPa,由此可見樁體強度滿足設計要求。(5)復合地基設計驗算根據樁間距及布樁方式計算,滿足設計要求的實際最小面積置換率m=0.1025、1,則=0.90.1011850/0.2827+1.0(1-0.101)160=738.69kPa 730kPa Esp=Es = fspk/fsk Es=738.69/1605.2=24.01MPa 20MPa由此可見上述地基專項設計滿足設計要求。4#樓設計計算書按勘察報告中ZK19號鉆孔(即最薄弱位置)進行計算樁頂標高=496.82m,設計樁徑為0.6m,樁截面積Ap=0.2827 (1)素混凝土樁單樁承載力的確定 =0.6(8.0417.5+3.475+1.160+1.28110)+1.022500.2827 =1771kN,根據實際施工條件,取1750kN (2)面積置換率的確定根據設26、計要求的復合地基承載力特征值fspk,按下式計算m值:由 得m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)式中: 單樁承載力發揮系數,取0.90; m 面積置換率; 樁間土承載力發揮系數,取1.0;fsk 樁間土承載力特征值(kPa),取160;m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)=(6901.0160)/(0.901750/0.28271.0160)=0.098 (3)樁間距(s)的確定由公式: m =d2de2 ,得=1.917按等邊三角形布樁,由de=1.05s 得 s=de/1.05=1.917/1.05=1.826m在滿足設計要求的復合地基承載力基礎上, 同時需滿足設計27、要求的壓縮模量。本棟主樓筏板按等邊三角形布樁,間距1.8m。則:de=1.05s=1.05 1.8=1.890m,m= d2de2 = 0.621.892=0.101主樓筏板以外的獨立基礎的面積置換率如下:DJ2 m=40.2827(2.82.8)=0.144樁位布置詳見素混凝土樁平面布置圖。(4)樁體強度的確定樁體強度應滿足下式:fcu4Ra/AP =40.91750/0.2827=23.0MPa式中fcu 樁體混合料試塊標準養護28天立方體抗壓強度平均值(MPa)。為保證樁體質量,素混凝土樁樁體材料為商品混凝土,混凝土等級C25,即其養護28天強度值為25MPa23.0MPa,由此可見樁體28、強度滿足設計要求。(5)復合地基設計驗算根據樁間距及布樁方式計算,滿足設計要求的實際最小面積置換率m=0.101,則=0.90.1011750/0.2827+1.0(1-0.101)160=706.54kPa 690kPa Esp=Es = fspk/fsk Es=706.54/1605.2=22.96MPa 20MPa由此可見上述地基專項設計滿足設計要求。裙樓及純地下室設計計算書按勘察報告中ZK53號鉆孔(即最薄弱位置)進行計算樁頂標高=497.22m,設計樁徑為0.6m,樁截面積Ap=0.2827(1)素混凝土樁單樁承載力的確定 =0.6(8.0117.5+3.475+0.860+111029、)+1.022500.2827 =1678kN,根據實際施工條件,取1600kN (2)面積置換率的確定根據設計要求的復合地基承載力特征值fspk,按下式計算m值:由 得m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)式中: 單樁承載力發揮系數,取0.90; m 面積置換率; 樁間土承載力發揮系數,取1.0;fsk 樁間土承載力特征值(kPa),取160;m=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)=(7001.0160)/(0.901600/0.28271.0160)=0.109 (3)樁間距(s)的確定由公式: m =d2de2 ,得=1.817按正方形布樁,由de=1.13s 得 s30、=de/1.13=1.817/1.13=1.608m在滿足設計要求的復合地基承載力基礎上, 同時需滿足設計要求的壓縮模量。獨立基礎的面積置換率如下:基礎編號A(mm)B(mm)實際布樁數(根)面積置換率(m)備注DJ-12700270040.155DJ-23000300040.126DJ-33200320040.110DJ-43400340050.122DJ-53600360050.131DJ-63800380050.117樁位布置詳見素混凝土樁平面布置圖。(4)樁體強度的確定樁體強度應滿足下式:fcu4Ra/AP =40.91600/0.2827=20.38MPa式中fcu 樁體混合料試塊標準養護28天立方體抗壓強度平均值(MPa)。為保證樁體質量,素混凝土樁樁體材料為商品混凝土,混凝土等級C25,即其養護28天強度值為25MPa20.38MPa,由此可見樁體強度滿足設計要求。(5)復合地基設計驗算根據樁間距及布樁方式計算,滿足設計要求的實際最小面積置換率m0.110,則=0.90.1101600/0.2827+1.0(1-0.110)160=702.71kPa 700kPa Esp=Es = fspk/fsk Es=702.71/1605.2=22.84MPa 20MPa由此可見上述地基專項設計滿足設計要求。