地基处理设计与施工方案Word下载.docx

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该层厚度为4.1～7.7m，层底标高为16.74～18.68m。

⑧中砂层：

褐黄色～黄褐色，局部夹圆砾及卵石，局部为⑧1粘质粉土层。

该层厚度为2.2～4.4m，层底标高为13.64～15.78m。

⑧1粘质粉土层：

主要出现在10号、13号及17号孔内，黄褐色，中压缩性。

⑨层厚度为13.3～15.2m，层底标高为-0.33～1.67m，由⑨1粘土层、⑨2粘质粉土层及⑨3粉质粘土层组成。

⑨1粘土层：

褐黄～棕褐色，含云母、氧化铁，局部夹粉土层及粉细砂层、饱和，可塑，中压缩性。

⑨2粘质粉土层：

褐黄色～黄褐色，含云母、氧化铁，饱和，低压缩性。

⑨3粉质粘土层：

褐黄～棕褐色，，含云母、氧化铁，饱和，可塑，中低压缩性。

⑩中砂层：

褐黄色～黄褐色，局部杂色，含云母、氧化铁，夹粘性土、圆砾及卵石，饱和，密实。

该层仅在13号及17号孔内揭穿，厚度约为5.90m，层底标高为-1.37～0.81m。

四水文地质条件：

1．上层滞水：

该层地下水以大气降水入渗为主，静止水位埋深为1.30～3.70m，标高为36.14～38.69m。

2．潜水：

该层地下水以侧向径流补给和大气降水入流为主，静止水位埋深为5.70～7.70m，标高为32.31～34.00m。

3．微承压水：

静止水位埋深为14.40～16.30m，标高为23.70～25.78m。

4．静止水位埋深为21.10～22.80m，标高为16.86～18.71m。

地下水对混凝土无腐蚀性，在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，但在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。

五CFG桩地基设计思想：

1．边坡支护与地基处理的关系：

本期工程分为地下车库、高层住宅及配套商业房三个不同埋深的基底标高，而且相对距离较小，边坡支护应考虑不扰动地基持力层这一因素，同时还应有效地降低地下水位，保证CFG桩的施工质量，以满足地基的承载力要求。

2．设计方案优化：

建筑荷载不同，复合地基的承载力要求及沉降控制也不同，应分别进行设计计算，使设计方案更具针对性，且经济合理。

按照“疏桩理论”进行大桩距布置，充分发挥桩间土的作用，以降低施工成本。

资料显示，其它条件相同时，桩距越小，复合地基承载力越大。

当桩距小于4倍桩径时，随着桩距的减小，复合地基的承载力增长率明显下降，从桩与桩间土共同发挥作用考虑，桩距以不小于4倍桩径为宜。

3．施工方法优化：

CFG桩不宜从基坑四周转圈向内推进施工，因为这样施工会限制桩间土向外的侧向变形，容易造成大面积土体隆起或断桩，宜采取从基坑中心向外推进，或从一侧向另一侧推进的施工办法。

六CFG桩复合地基设计方案：

1．A座复合地基设计方案：

布桩范围：

基础平面内，边桩不超过基础边线d/2（d为桩径）

桩顶标高：

-10.495m＝29.805m

桩径：

d＝600mm

桩长：

L＝25.0m（桩端进入粘土⑨层8.63m）

桩间距：

S＝1.80m

布桩形式：

等边三角形排列

布桩数量：

490根

桩体强度：

C20混凝土（ƒck＝13.4N/mm2）

褥垫顶面标高：

-10.295m＝30.0m

褥垫材料：

碎石

褥垫厚度：

200mm

褥垫宽度：

大于基础300mm

压实系数：

λc＝0.88（虚铺230mm，压实后200mm）

2．BCD座复合地基设计方案：

-8.095m＝31.805m

d＝400mm

L＝17.0m（桩端进入中砂⑧层1.36m）

S＝1.60m

四边形排列

B座232根，C座230根，D座235根

C20混凝土，ƒck＝13.4N/mm2

-8.295m（32.0m）

λc＝0.87（虚铺230mm，压实后200mm）

3．EF座复合地基设计方案：

-8.37m＝31.93m

E座182根，F座181根

-8.17m（32.13m）

七CFG桩复合地基施工方案:

1．施工准备：

⑴绘制布桩图，注明桩位编号。

⑵确定施工场区内水准控制点及建筑物位置控制坐标点。

⑶确定施工机具和配套设备，试成孔不少于2个，以复核地质资料、设备及工艺是否适宜，核定选用的技术参数上否符合实际。

⑷修筑道路，接通电源、水源，搭设必要的临时设施。

⑸确定钻机施工作业面，基坑底边线距离边桩外皮不得小于0.8m（如基坑开挖坡度较大，外放尺寸可适当减少）。

⑹土方开挖至设计基底标高以上0.2m时，整平工作面，按桩位图放线定桩位，设置桩位标志。

⑺原材料进场、试验，所需材料均应符合设计要求及施工规范的规定；

进行混凝土配合比申请。

3．施工工艺：

采用螺旋钻机成孔泵压混凝土灌桩工艺。

⑴场地平整，放线定桩位，在基础平面内布桩，边桩距基础平面内第一排桩的距离可适当调整，但不应超出基础平面外d/2（d为桩径）；

⑵确定桩的钻孔深度：

桩的钻孔深度应为：

设计有效桩长＋0.2m（褥垫厚度）＋0.3m（保护桩长度）；

⑶螺旋钻机就位，利用水准尺调直钻杆，对准桩位下钻；

⑷钻机中心管压灌混凝土与提钻同步，并连续进行；

混凝土灌至孔满为止，充盈系数（实际灌注混凝土体积与桩体设计计算体积加预留长度体积之比）不得小于1，也不宜大于1.2；

⑸优先选用PO32.5水泥，粗骨料为5～20mm石子，细骨料为中粗砂。

⑹首盘混凝土灌注前，输送泵管道应用与混凝土成分相同的砂浆或灰浆进行冲洗润滑，停止灌注时间超过45min时，泵管应用清水

⑺灌注时边提钻杆边压灌注混凝土，应匀速提钻，每次提钻高度不可超过25cm，钻杆在混凝土中掩埋深度不得小于0.5m；

⑻截桩头：

灌注混凝土后3～7d后，截去桩顶0.5m至桩顶设计标高，桩顶应找平，并与桩间土处在同一平面，桩顶不可出现斜面；

⑼褥垫施工：

自设计基底标高以上0.30m采用人工下挖0.5m，铺设褥垫，铺设宽度大于基础30cm；

材料采用级配砂石或中粗砂，碎石或卵石最大粒径不宜大于30mm；

虚铺厚度23cm，压实厚度0cm。

⑽CFG桩施工中，应抽样制做混凝土试块，每台班制做一组，一组3块（边长为150mm立方体），测定28d强度。

⑾施工过程中，应观测新灌桩对邻桩的影响，当发现桩断裂并脱开时，必须进行逐桩静压，静压时间一般为3min。

静压荷载以能保证使断桩衔接起来为准。

⑿现场拌制混凝土应严格进行原材料计量，每盘称量的偏差不得超过以下规定：

水泥：

±

2%；

、粗细骨料：

3%、水：

八质量控制措施：

1．CFG桩施工质量控制与检验：

⑴桩的施工质量允许偏差：

≦100mm；

20mm；

垂直度：

≦1%；

桩位：

＜d/2（d为桩径）；

⑵钻孔时，钻杆应保持垂直、稳固，位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大；

钻孔过程中，应及时清理孔口积土，防止散土掉入桩孔中。

⑶利用吊放十字园环方法检查孔的垂直度和孔径，利用有长度标记的线锤检查孔深。

⑷施工中应时刻观察桩与桩之间的相互影响，如发现问题及时采取补救措施。

2．褥垫施工质量与检验：

⑴褥垫选用碎石材料时，级配应均匀，最大粒径不宜大于30mm；

⑵褥垫施工宜采用1.55～2.20kW的平板振捣器振实；

⑶褥垫层施工前必须首先验槽，浮土必须清除干净，边坡必须稳定；

垫层底面应设在同一标高上，如深度不同，可挖成阶梯或斜坡搭接，搭接处应夯压密实，并按先深后浅的须序进行施工。

⑷褥垫层分段施工时，接头处应做成斜坡，每层错开0.5～1.0m，并应充分捣实。

九质量检测与验收：

施工结束，一般28d后进行桩与土以及复合地基检验，对砂性较大的土层可以缩短恢复期，可不强调28d；

复合地基承载力可用单桩静载试验确定。

1．CFG桩检测：

⑴采用单桩静载试验测定桩的承载力，单桩静载试验按《建筑桩基技术规范》JGJ94—94规定执行，静载试验要达到桩的极限承载力，试验数量为总桩数的0.5%～1%，且不应少于3个试验点。

⑵采用动测法（小应变）检验桩的完整性，检测数量为总桩数量的20%。

2．复合地基检测：

单桩复合地基静载试验方法按《建筑地基处理技术规范》JGJ79—91执行，试验数量不应少于3个试验点。

3．施工验收：

CFG桩复合地基验收时应提交下列技术资料：

⑴桩位测量放线图（图有桩位编号）；

⑵材料检验及混凝土试块试验报告书；

⑶竣工平面图；

⑷CFG桩施工原始记录；

⑸设计变更通知书、事故处理记录；

⑹复合地基静载及动载试验检测报告；

⑺施工技术措施。

十质量通病与防治：

1．桩间土强度因受扰动而降低：

CFG桩施工过程中，桩间土常会受扰动，扰动后的桩间土会大大降低强度。

此类问题的出现，常常是予留土层太薄，或是予留土层为饱和土，在清除予留土时采用了机械，由于机械碾压及振动所造成。

扰动严重的桩间土应进行处理，不得直接作为复合地基。

予防这类问题有效的办法是，桩间土如果饱和，灵敏度高，予留土层不宜低于50～70cm，清除予留土层时，最好用人工。

最好用人工，尽量不采用机械。

2．缩颈和断桩：

在饱和软土中成桩时，桩机的振动较小，当采用连打作业时，新打桩对已打桩产生挤压作用，使已打桩被挤成椭园形或不规则形状，造成缩颈和断桩。

在较硬土层中成桩时，桩机的振动较大，对已打桩的影响主要为振动破坏，采用隔桩跳打时，若已打桩硬结强度不太高，在两桩之间打桩时，已打桩有时被振裂，且裂缝一般与水平成0～300夹角。

根据土质条件及施工工艺布桩，且布桩间距不宜太小，即是予防缩颈或断桩的一种措施。

根据土质情况，当采用隔桩跳打工艺，补打中间桩时，要考虑两旁已打桩的强度，必要时可适当延缓一下时间。

4．桩体强度不均匀：

钻机中心管泵压混凝土成桩时，钻机提升速度太快也会导致缩颈或断桩，但钻机提升太慢时，桩的端部水泥含量较少，桩顶浮浆过多，而且混凝土也容易产生离析，进而形成桩体强度不均匀。

控制钻机提升速度均匀，与泵压混凝土保持同步，是必须遵守的施工规则。

避免此类问题发生，很大程度上依靠施工经验，所以，灌注混凝土时，钻机要由经验丰富的机手操作。

A座复合地基设计计算

一设计参数：

1．桩侧摩阻力标准值qsik：

④＝40kpa、⑤＝40kpa、⑥＝40kpa、⑦＝40kpa、⑧＝70kpa、⑨＝50kpa

2．桩端承阻力标准值qpk：

⑨＝400kpa

3．桩间天然土承载力标准值ƒka：

③＝160kpa

4．复合地基承载力标准值：

ƒsp，k＝550kpa

二自由单桩承载力标准值：

Rk＝（up∑qsihίί＋qp·

Ap）╱k

＝[1.885（2.36×

40＋4.57×

40＋1.4×

40＋4.94×

40

＋3.10×

70＋8.63×

50）＋（400×

0.283）]╱2

＝[2223.0＋113.2]╱2

＝1168.1kN

式中：

k——安全系数（取k＝2）

up——桩的周长

Ap——桩端面积

hίί——第hί层土的厚度

三复合地基承载力标准值：

1．面积置换率：

m＝d2╱de2＝0.62╱（1.05×

1.80）2＝0.1

de——桩的等效影响圆直径，当桩为等边三角形排时，de＝1.05S，（S为桩间距）

2．复合地基承载力：

ƒsp，k＝m·

Rk╱Ap＋α·

β（1－m）ƒka

＝0.1×

1168.1/0.283＋1.1×

0.9（1－0.1）×

160

＝409.9＋142.6＝552.5kpa＞fk（550kpa）

α——桩间土强度提高系数（即加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比），一般取α＝1.0～1.2；

β——桩间土强度发挥系数，β＝0.75～1.0，对变形要求较高的建筑物取低值。

五验算：

1．桩体强度验算：

⑴桩土应力比：

n＝[（ƒsp，k╱αβƒka）－1]╱m＋1

＝[（552.5╱1.1×

0.9×

160）－1]╱0.1＋1

＝25.9

⑵桩顶应力:

σp＝nαβƒka＝25.9×

1.1×

160＝4102.6kpa

⑶桩体强度（混凝土：

C20）：

ƒck≧3σp

13.4N/mm2＞3×

4102.6╱103＝12.3N/mm2（可）

ƒck——混凝土轴心抗压强度标准值。

2．桩长验算：

⑴桩顶集中力:

Pp＝nαβƒkaAp

＝25.9×

160×

0.283＝1164.0kpa

⑵有效桩长：

ι′＝（Pp－qpAp）╱upqs

＝（1164－400×

0.283）╱1.885×

＝13.94＜25.0m（可）

3．桩间距验算:

⑴单桩分担加固面积：

A＝AP╱m＝0.283╱0.1＝2.83m2

AP——桩的截面积

⑵桩间距：

三角形排列：

S＝1.05√A＝1.05×

√2.83＝1.77m（可）

六褥垫层虚铺厚度计算：

H′＝H╱λ＝200╱0.88＝227mm

式中:

H′——褥垫层虚铺厚度

H——设计褥垫层厚度

λ——夯填度，一般取0.87～0.9

BCD座复合地基设计计算

③＝40kpa、④＝40kpa⑤＝40kpa⑥＝40kpa⑦＝40kpa⑧＝70kpa

⑧＝900kpa

ƒsp，k＝330kpa

＝[1.26（2.17×

40＋2.55×

＋4.94×

40＋1.37×

70）＋（900×

0.126）]╱2

＝[908.6＋113.4]╱2＝511.0kN

m＝d2╱de2＝0.42╱（1.13×

1.60）2＝0.049

de——桩的等效影响圆直径，当桩为四边形排时，de＝1.13S，（S为桩间距）

＝0.049×

511.0/0.126＋1.1×

0.9（1－0.049）×

＝198.7＋150.6＝349.3kpa＞fk（330kpa）

＝[（349.3╱1.1×

160）－1]╱0.049＋1

＝25.6

σp＝nαβƒka＝25.6×

160＝4055.0kpa

4055╱103＝12.2N/mm2（可）

＝25.6×

0.126＝510.9kpa

＝（510.9－400×

0.125）╱1.26×

＝9.15＜17.0m（可）

A＝AP╱m＝0.126╱0.049＝2.57m2

四边形排列：

S＝1.13√A＝1.13×

√2.57＝1.81m（可）

H′＝H╱λ＝200╱0.88＝230mm

EF座复合地基设计计算

③＝40kpa、④＝40kpa⑤＝40kpa⑥＝40kpa⑦＝40kpa⑧＝40kpa

ƒsp，k＝260kpa

1.80）2＝0.039

＝0.039×

511/0.126＋1.1×

0.9（1－0.039）×

＝158.2＋164.6＝322.8kpa＞fk（260kpa）

＝[（322.8╱1.1×

160）－1]╱0.039＋1

＝27.6

σp＝nαβƒka＝27.6×

160＝4371.8kpa

4371.8╱103＝13.1N/mm2（可）

＝27.6×

0.126＝550.9kpa

＝（550.9－400×

0.126）╱1.26×

＝9.93＜17.0m（可）

A＝AP╱m＝0.126╱0.039＝3.23m2

√3.23＝1.80m（可）

A座基础最终沉降量计算

一计算条件：

1．桩长范围内各分层土的压缩模量：

6.6Mpa、8.5Mpa、15.0Mpa、9.5Mpa、35.0Mpa、10.3Mpaa

2．桩长范围内各分层土的厚度：

2.35m、4.57m、1.40m、4.94m、3.10m、13.64m

二压缩模量提高系数:

ζ＝α[1＋m（n－1）]

＝1×

[1＋0.1×

（25.9－1）]

＝3.49

三分层计算各层土的压缩量：

1．粉质粘土④层：

该层顶面及底面各位于基础底面下Z＝0及Z1＝2.35m处。

A/B＝50/25＝2.0Z0/B＝0查表C0＝0.25

Z1/B＝2.35/25＝0.1查表C1＝0.2499

ΔS1＝P0/ES1ζ（C1Z1－C0Z0）

＝0.55/6.6×

3.49（0.2499×

235－0.25×

0）

＝0.0239×

58.73＝1.40cm

2．粉质粘土⑤层：

该层顶面及底面各位于基础底面下Z2＝2.35m及Z3＝6.92m处。

A/B＝2.0Z4/B＝6.92/25＝0.28查表C4＝0.2473

ΔS1＝P0/ES1ζ（C3Z3－C2Z2）

＝0.55/8.5×

3.49（0.2473×

692－0.2499×

235）

＝0.01854×

112.