大学岩土工程施工课程设计Word下载.docx
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各层地基土的承载力肯定
工程方案的选择
钻孔灌注桩基础
3.工程设计计算
浅基础的地基设计计算
深基础的设计计算
桩型、桩材及桩长肯定
单桩竖向承载力设计值
肯定桩的数量和平面布置
4.施工技术方案设计
施工顺序
施工方式
质量要求
保证办法
劳动组织管理
压浆施工中出现的问题和相应办法
5.结论、建议及收获
目的任务
岩土工程施工方式课程设计是在完成《岩土工程施工方式》课程后的综合设计训练，其目的是为毕业设计和此后的工作打下坚实的基础。
通过设计熟悉岩土工程勘查报告当中资料的整理及应用、地基承载力的肯定、单桩承载力及复合地基承载力的肯定和各类图件的绘制方式。
所搜集资料综述
搜集的资料包括文字资料、图件资料、原始物理力学指标数据、原位测试资料等，对资料进行归纳评价，是不是知足设计需要，如不能知足需要，需补充哪些，如何解决。
设计题目的选择
按给定资料设计。
华夏时期花园1#、3#、5#住宅楼。
摘要：
受北京华夏燕赵房地产开发有限公司的委托，我公司承接了其拟建的华夏时期花园1#、3#、5#住宅楼的建筑施工。
据钻孔勘探资料，拟建场地内已揭露的地层主要由第四纪新近沉积和一般性沉积的粉土、粘性土和砂土组成，沉积韵律明显。
在考虑多种因素基础上，针对工程的已知条件，然后进行对比、论证和分析，最后提出采用钻孔灌注桩基础的优选方案。
按照拟建建筑物的规模及地基土的特点，若1#、3#楼选第8层作为桩端持力层。
有效桩长L=（基础埋深，桩径400mm，桩间距取左右，面积置换率m=%，单桩承载力特征值取为，β取，复合地基承载力特征值为，处置后的地基强度能够知足设计要求。
关键词：
施工设计地基基础钻孔灌注桩
一、工程概况
据《岩土工程勘探规范》（GB50021-2001），本工程的工程重要性品级为二级，场地品级为二级中等复杂场地，地基品级为二级中等复杂地基，岩土工程勘探品级为乙级。
据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）地基基础的设计品级为乙级。
邯郸市北华建筑设计有限公司。
本次施工自2009年10月25日进入施工现场，于2009年11月2日完成全数野外钻探施工，野外工期共9天，10月28日转入室内实验与资料整理阶段。
该工程建设场地位于永年县县城东南部，强盛路与交警北路交叉口东南角，总建筑面积约为，拟建的1#、3#住宅楼为地上18层，地下1层，框架结构，筏板基础，基础埋深为，基底压力约300kPa；
拟建的5#住宅楼为地上6层，带半地下室，砖混结构，条形基础，基础埋深为，基底压力约150kPa。
本工程建设场地位于河北省永年县县城东南部，强盛路与交警北路交叉口东南角，建设场地地形平坦，地貌为太行山前冲洪积成因的平原地貌。
场地交通便利，地理位置优越，适宜该建筑物的建设。
现将勘探深度内的地层组成自上而下分述如下：
第1层：
杂填土（Q42ml），色杂，以粉土为主，含红砖块、白灰渣，结构松散，不均匀。
本层在场地内东部及北部存在，散布稳固，层厚～，层顶高程～，层底埋深～。
第1-1层：
耕土（Q42pd），灰褐色，以粉土为主，含植物根系，结构松散，不均匀。
本层在场地内西南部存在，散布稳固，层厚，层顶高程～，层底埋深。
第2层：
黄土状粉土（Q42al+pl），黄褐色，稍湿～湿，稍密～中密，土层切面有较多的小虫孔，可见散点状散布的钙质粉末和白色斑条纹，经室内实验测得该层土具有湿陷性；
干强度低，韧性低，摇振反映中等，无光泽，属中等紧缩性土。
本层在场地内普遍存在，散布稳固，层厚～，层顶高程～，层底埋深～。
第3层：
黄土状粉质粘土（Q42al+pl），黄褐色，可塑～硬塑，可见散点状散布的钙质粉末和白色斑条纹，通过室内湿陷性实验，该层土具有湿陷性，偶见小粒钙质结核；
干强度中等，韧性中等，摇振反映无，稍有光泽，属中等紧缩性土。
第4层：
粉质粘土（Q42al+pl），褐黄色，可塑，局部硬塑，含少量小姜石及砂粒，通过室内湿陷性实验，该层土不具有湿陷性，干强度中等，韧性中等，摇振反映无，稍有光泽，属中等紧缩性土。
第5层：
粉质粘土（Q42al+pl），褐黄色，可塑，局部硬塑，夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，摇振反映无，稍有光泽，属中等偏低紧缩性土。
第6层：
粉细砂（Q42al+pl），褐黄色，稍湿，中密，主要成份为石英和长石，含少量云母碎屑，局部相变成中砂；
颗粒形状呈圆形或亚圆形，分选较差，粘粒含量少。
本层在场地内普遍存在，散布稳固，部份钻孔揭穿，层厚～，层顶高程～，层底埋深～。
第7层：
粉质粘土（Q41al+pl），褐黄色，可塑，含小姜石，局部夹有粉土薄层，干强度中等，韧性中等，摇振反映无，稍有光泽，属中等紧缩性土。
第８层：
粉土（Q41al+pl），褐黄色，湿，局部稍湿，密实，含少量姜石、云母碎屑，局部夹粉质粘土薄层，干强度低，韧性低，摇振反映中等，无光泽，属中等紧缩性土。
第9层：
中砂（Q41al+pl），褐黄色，稍湿，密实，主要成份为石英和长石，含少量云母碎屑，局部相变成细砂；
颗粒形状呈圆形或亚圆形，分选较差。
本层在场地内普遍存在，散布稳固，部份钻孔揭穿，揭穿层厚～，层顶高程～，层底埋深～。
第10层：
粉质粘土（Q41al+pl），褐黄色，硬塑，局部坚硬，含姜石，局部夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，摇振反映无，稍有光泽，属中等偏低紧缩性土。
第11层：
粉质粘土（Q41al+pl），褐红色，硬塑～坚硬，含姜石，夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，摇振反映无，稍有光泽，属中等偏低紧缩性土。
本层在场地内普遍存在，散布稳固，部份钻孔揭露，未揭穿，揭露最大层厚，层顶高程，层底埋深。
上述分层详见工程地质剖面图。
本次勘探时在钻孔揭露深度内未见有稳固的地下位存在，按照区域地质资料及调查访问结果，该区地下稳固水位埋深大于50m，由于地下水的开采，水位呈现持续下降的趋势。
综合评价，场地内地下水对基础混凝土及施工均无影响。
场地地基土不属侵蚀类土，通过调查本区地基土也不具侵蚀性，故未取土试样进行侵蚀性测试，按照地域经验地基土对建筑材料具有微侵蚀性。
按照拟建建筑物的工程特征，结合场地的地质情形，本次勘探的具体目的和任务要求为：
⑴查明拟建建筑物范围内地基土的散布、类别、结构、厚度及工程地质特征，提供各土层物理力学指标，对场地稳固性、地基土的均匀性、承载力进行评价和计算。
⑵查明拟建场地范围内是不是存在不良地质作用及其成因、类型和散布范围，并提出整治方案及所需的岩土技术参数。
⑶查明有无液化地层，判明场地土类型和场地类别，提供抗震设计有关参数。
并评价地基土对建筑材料的侵蚀性及冻结深度。
⑷查明地下水的埋藏条件、水位、转变幅度及地下水对建筑物基础的影响。
⑸查明场地内土层的湿陷特征，判断场地湿陷品级。
⑹提出建筑物基础设计和施工时所需的岩土技术参数、应注意的问题和处置办法的建议。
本次勘探依据的规范规程及文件主要有：
⑴《岩土工程勘探规范》（GB50021-2001）及局部修订的公告
⑵《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
⑶《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）
⑷《土工实验方式标准》（GB/T50123-1999）
⑸《湿陷性黄土地域建筑规范》（GB50025-2004）
⑹《建筑地基处置技术规范》（
JGJ79-2002）
⑺《高层建筑岩土工程勘探规程》（JGJ72-2004,J366-2004）
⑻《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
⑼《河北省建筑地基承载力技术规程（试行）》[DB13（J）T48-2005]
岩土工程分析评价与建议
场地的稳固性与适宜性：
通过勘探和调查，该场地的地貌形态单一，地层结构简单，主要为第四系新近沉积物，沉积韵律明显，地层持续稳固。
场地为平坦场地，据区域地质资料，场地内没有全新活动断裂构造，不存在溶洞、滑坡、塌陷及采空区等不良地质作用，没有边坡的稳固性问题，属稳固场地；
场地土为季节性冻土，最大冻深不超过0.50m，不会对拟建工程产生冻涨等不利影响，适宜该建筑物的建设。
黄土湿陷性的分析评价：
场地内第二层土具有湿陷性特征，探井内所取的土试样全数进行了室内的湿陷性实验，实验方式为双线法，按如实验结果及地域经验，该层土为非自重湿陷性土，所有试样在200kPa压力下湿陷系数δs>
，该层土为湿陷性土，湿陷性程度为轻微～中等。
场地内第三层土具有湿陷性特征，探井内所取的土试样进行了室内的湿陷性实验，实验方式为双线法，按如实验结果及地域经验，该层土为非自重湿陷性土，所有试样在200kPa压力下湿陷系数δs>
场地内第四层土经野外辨别具有湿陷性特征，探井内所取的土试样进行了室内的湿陷性实验，实验方式为双线法，按如实验结果及地域经验，该层土为非自重湿陷性土，所有试样200kPa压力下湿陷系数δs均<
，该层土不具有湿陷性。
场地内湿陷性土的湿陷性指标统计如下表：
土的湿陷性指标统计表
岩土编号
统计项目
统计个数
最大值
最小值
平均值
2
湿陷系数δs
8
湿陷起始压力Pah
3
湿陷起始压力Psh
各勘探点湿陷量的计算值如下表所示，计算深度自地面下开始，修正系数β取。
各勘探点湿陷量的计算值
勘探点编号
湿陷量的计算值
Δs（mm）
湿陷等级
T1
Ⅰ（轻微）
T2
T3
T4
综合评价，该场地地基土具有湿陷性，湿陷性品级为Ⅰ级（轻微），设计时应针对建筑物特征采取相应的防护办法。
地基均匀性评价：
依据岩土勘探任务委托书，按照各建筑物的基础埋深不同,基底别离落于第2层、第3层土上,拟建建筑物场地土，从静探曲线上看，其土质均匀性及结构性一般，各楼地基持力层均处于同一地质单元，且持力层的层面均小于10%，下卧各土层的层面坡度经验算均小于10%，综合考虑，为均匀地基。
天然地基的分析评价
拟建的5#住宅楼，基础埋深约为，基础持力层为第二层黄土状粉土，该层层厚左右，该层土承载力特征值本报告给出为，基础型式为条形基础，基础埋深为（计算时自室内地面标高算起，取），深宽修正系数
、
别离取为、，经深宽修正后的承载力特征值fa=，不能知足设计要求，需进行地基处置。
该场地内上部第二层土具有湿陷性，湿陷品级为Ⅰ级轻微，拟建的5#住宅楼属丙类建筑，应消除地基土的部份湿陷量，并应采取结构办法和大体防水办法，综合考虑建议采用体积配合比为3：
7的灰土整片换填，并压密夯实，压实系数λc应大于，换填厚度宜为，经验算处置后的地基承载力知足设计要求。
换填时应在同一栋建筑下，应维持垫层厚度相同，换填时土料宜用粉质粘土，不宜利用块状粘土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒不得大于15mm；
石灰宜用新鲜的消石灰，其颗粒不得大于5mm；
其处置范围应大于建筑物底层平面的面积，超出建筑物外墙基础外缘的宽度，每边不宜小于处置土层厚度的1/2，并非应小于2m。
拟建1#、3#楼，基础埋深均为，基础持力层为第3层黄土状粉质粘土，该层粉土层厚左右，该层土承载力特征值本报告给出为110kPa，基础型式为筏板基础，基础埋深均为，深宽修正系数
别离取为、，经深宽修正后的承载力特征值fa=，不能知足上部荷载要求；
按剪切指标计算得出承载力设计值为fa=，不能知足上部荷载要求；
综合考虑不能知足上部荷载的要求；
需进行地基处置。
对地基处置后的1#、3#楼别离进行了沉降估算，沉降计算点位参见“沉降估算点示用意”。
地基处置后建筑物的沉降变形及倾斜值，知足规范要求。
沉降估算示用意
沉降值和倾斜值
建筑物名称
计算点号（孔号）
沉降值（mm）
倾斜
1#楼
1（k1）
<
3（k4）
2（k3）
4（k6）
5（中点）
3#楼
1（k7）
3（k10）
2（k9）
4（k12）
基坑开挖的分析评价：
拟建建筑物1#、3#楼基坑开挖深度为，按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），基坑安全品级定为三级。
按照土体侧壁允许自立高度按下式计算：
c——侧壁土体的粘聚力（kPa）;
γ——侧壁土体的天然重度（kN/m3）;
φ——侧壁土体的内摩擦角（°
）。
取c＝，φ=°
，γ＝m3，验算侧壁允许自立高度z0为，不能知足基坑直立开挖的深度要求。
按照场地地层条件、水文地质条件及周边环境条件，本工程建议按1：
1进行放坡开挖，但坡面应采用钢丝网喷射混凝土面层，以确保坡面的整体稳固性。
并应委托有资质单位进行专门设计和施工。
在基坑开挖及其运行期间，对基坑的应力及变形宜进行应力、应变监控，当发觉异样时以便采取相应的防护办法。
当基坑边坡要经历雨季运行时，应考虑雨水对基坑坑壁的影响，并做好护面防水办法。
在基坑运行期间，开挖的基坑边坡边缘一倍基坑深度内严禁堆放建筑材料等重物，以防产生超载而致使边坡失稳。
第2、3层土的设计参数可参考下表取用：
层号
土层
名称
重度
kN/m3
剪切指标
C（kPa）
φ（°
）
黄土状粉土
黄土状粉质粘土
结论与建议
1．场地为平坦场地，无不良地质作用。
2．场地内钻探深度内未见稳固地下水位。
可不考虑地下水对基础混凝土及基础施工的影响。
3．判定场地内地基土不液化，场地地基土为中软场地土，建筑场地类别为Ⅲ类，属可建设性一般地段。
4．拟建的1#、3#住宅楼天然地基承载力不能知足设计要求，建议采用钻孔灌注桩进行复合地基处置,以消除地基土的部份湿陷量和提高地基土承载力。
拟建的5#住宅楼天然地基承载力不能知足设计要求，建议采用3：
7灰土垫层以消除地基土的部份湿陷量和提高地基土承载力。
5、场地内地基土湿陷性品级为Ⅰ级（轻微），应采取结构办法和大体的防水办法。
6．由于勘探时采用点式勘探，不能探明基坑内所有区域地下情形，开挖后应进行钎探，并组织相关人员进行验槽以便发觉问题及时解决。
二、工程方案论证及选择
通过对已取得的土试样的室内实验常规指标的进行统计分析与计算，各层岩土参数在分析统计时钻孔与探井内的土试样分开进行了统计，薄夹层及透镜体的土样不参与统计，数据的统计和粗差剔除采用Grubbs法与手工剔除相结合，剔除变异指标较大的数据，得出的统计与计算结果见附表：
钻孔物理力学指标统计表和探井物理力学指标统计表。
对比钻孔与探井的物理力学指标统计表，各项目物理力学指标的不同较大，说明钻孔取样对上部湿陷性土层的扰动较大，报告评价及施工图设计时湿陷性土层各参数均应采用探井内土样的物理力学指标统计表。
场地内的标准贯入实验功效见附表：
标准贯入实验功效表；
统计结果见附表：
钻孔物理力学指标统计表。
场地内各土层的静力触探原位测试数据锥头阻力的散布范围及各层加权平均值附表：
静力触探实验统计表。
在认真判明土层岩性结构、层位的基础上，按照室内实验和原位测试资料，并结合本地经验，肯定各土层承载力特征值及紧缩模量见下表：
各土层承载力特征值及变形参数表
综合采用
承载力特征值
fak（kPa）
压缩模量
（MPa）
110
4
粉质粘土
115
5
120
6
粉细砂
160
（E0）
7
粉土
170
9
中砂
180
10
190
11
200
方案优选应考虑以下几种因素。
（1）技术上的可行性：
从地基土的性质、基础深度与地基处置深度、施工工期、场地环境及地基的承载力等，分析可供选择的基础工程适用性。
在可能的前提下，还应考虑国内（或本地）的工程常常利用方式及经验。
（2）经济上的合理性：
对于技术上可行的工程方案，应别离进行初步的设计，估算出工程量进而计算其工程费用（按要求主要工程项目需计算及预算），并进行对比分析。
除工程费用比较外，还应考虑材料的来源，工期长短等影响效益的各类因素。
（3）工程靠得住性：
本着“经济合理、安全靠得住”的原则，对所选择的工程方案进行靠得住性评价。
在考虑上述三种因素基础上，针对工程的已知条件，然后进行对比、论证和分析，最后提出采用钻孔灌注桩基础的优选方案。
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手腕在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方式不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
钻孔灌注桩是按成桩方式分类而概念的一种桩型。
按照地域经验，本工程可采用钻孔灌注桩来加固地基。
灌注桩设计时各层土的桩侧阻力和桩端阻力参数建议如下表：
桩的侧阻力特征值
qs（kPa）
桩端端阻力特征值
qp（kPa）
第3层黄土状粉质粘土
15
第4层粉质粘土
18
第5层粉质粘土
第6层粉细砂
25
第7层粉质粘土
20
第8层粉土
800
第9层中砂
30
1200
注：
上表中数值为结合地域经验给出，仅供试桩设计时采用，单桩承载力特征值应在试桩后通过静载实验取得。
有效桩长L=（基础埋深，桩径400mm的钻孔灌注桩基础。
按照《建筑》（JGJ79—2002），
=m*Ra/Ap+β（1-m）
复合地基承
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