高压旋喷桩复合地基设计方案第二版.docx
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高压旋喷桩复合地基设计方案第二版
广元市利州区利元国有投资有限公司
快乐人家项目
高压旋喷桩地基加固处理方案
（第二版）
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
2014年4月15日
广元市利州区利元国有投资有限公司
快乐人家项目
高压旋喷桩地基加固处理方案
（第二版）
工程编号：
B13-0730
总经理：
赵翔
总工程师：
康景文
审定：
朱丹
审核：
晏宾
设计：
王新
刘小俊
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
2014年4月15日
附：
高压旋喷桩桩位平面布置图（3张）
1、工程概况
广元市利州区快乐人家项目由广元市利州区利元国有投资有限公司投资建设，由广元工程设计院进行建筑设计。
该项目为高层商住楼小区，由18层（局部为商业裙房）、28层等八幢高层建筑物及一幢商业用房（含社区用房）组成。
本工程需要进行地基处理的是其中六幢，各主要拟建建筑物基本特征见表1.1。
各拟建建筑物基本特征表1.1
编号
层数
（层）
建筑高度（m）
结构
类型
地下室
层数
±0.00
标高（m）
筏板基础
基底标高（m）
筏板基础
厚度（m）
2号楼
18
54.45
框剪
1
489.50
481.05
1.20
3号楼
18
54.45
框剪
1
489.50
481.05
1.20
4号楼
18
51.45
框架
1
490.45
482.45
1.20
5号楼
18
51.45
框架
1
490.45
482.45
1.20
6号楼
18
51.45
框架
1
490.45
482.45
1.20
7号楼
18
51.45
框架
1
490.45
482.45
1.20
本工程由广元工程设计院设计。
基础埋深详见表1.1，要求复合地基承载力特征值:
fspk≥510kPa。
根据《快乐人家岩土工程勘察报告》和设计要求，该场地2、3、4、5、6、7主楼筏板基础范围内基底以下粉砂、砂夹卵石、稍密卵石及中密卵石等地层变形及承载力不能满足设计要求，需对该范围地基进行加固处理。
我公司受建设单位委托进行该工程地基加固处理设计。
根据拟建物性质、场地工程地质及水文地质条件以及四川地区地基加固处理经验，本着技术可靠、施工可行和经济合理的原则，经多方比较，我公司对该工程采用高压旋喷桩地基加固处理方案设计。
2、场地条件
2.1场地位置、地形地貌
拟建场地位于广元市利州区大石片区快乐村境内。
广元市地处四川盆地北部边缘、川陕甘三省结合部，位于成都、西安、重庆和兰州四大西部城市之间的腹心地带，是川陕甘毗邻地区的交通枢纽和物资集散中心，集水、陆、空于一体。
宝成铁路、广旺铁路和108、212两条国道主干线在市区交汇，嘉陵江水运可直达重庆，广元机场已建成通航，成绵广高速快捷方便。
拟建场地位于嘉陵江一级支流南河Ⅰ级阶地，场地大部分属居民种植用地及现状道路，地形起伏较小，勘察期间实测各勘探点孔口地面高程484.51～488.57m，高差为4.06m。
场区地貌总体属构造侵蚀中低山地貌；场地微地貌单元属嘉陵江水系之南河Ⅰ级阶地，地貌类型较单一。
2.2地层结构及分布
根据《快乐人家岩土工程勘察报告》，勘探深度范围内地基土层依次为：
第四系全新统人工填土层（Q4ml）杂填土、第四系全新统耕植层（Q4pd）耕土、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）成因的砂质粉土、粉砂、细砂和卵石、侏罗系中统沙溪庙组（J2S）泥岩。
场内各岩土结构及特征从上到下为：
⑴第四系全新统人工填土层（Q4ml）
杂填土①：
杂色，稍湿，松散，主要由砌筑道路的砂卵石、混凝土块组成，含少量的粉土及生活垃圾等。
主要分布于现状道路处，钻探揭露厚度0.30～3.20m。
⑵第四系全新统耕植层（Q4pd）
耕土②：
场地均有分布。
杂色，松散状，以粉土为主，土中含少量卵石、贝壳等杂物，土质较均匀，主要分布于居民种植用地，钻探揭露厚度0.50m。
⑶第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）
砂质粉土③：
褐黄色，稍湿，稍密。
以粉土为主，含约15～20%粘性土及少量粉砂，土中含黑色碳质物及褐红色铁锰质氧化物斑点。
土体干强度、韧性低，无光泽反应，轻度摇振反应；场地内普遍分布，揭露厚度0.50～4.60m。
粉砂④：
褐灰～褐黄色，稍湿～湿，松散状。
系石英、长石、云母细片、岩屑及暗色矿物等颗粒组成，呈透镜体状分布于卵石层中。
该层局部分布，揭露厚度0.50～1.50m。
细砂⑤：
褐灰～褐黄色，稍湿～湿，松散状。
系石英、长石、云母细片、岩屑及暗色矿物等颗粒组成，呈透镜体状分布于卵石层中，该层局部分布，揭露厚度0.50～2.05m。
卵石⑥：
褐色，局部为棕红色，稍密～中密～密实，稍湿～饱和，卵石主要成分为石英砂岩、石英岩、灰岩，粒径一般2-15cm，磨圆度较好，呈圆状、亚圆状，含漂石，局部含少量粘土；充填物上部主要为粉土，下部以中细砂为主。
根据超重型（N120）动力触探试验及钻探进入难易程度和取芯样充填程度，将其可分为砂夹卵石⑥-1、稍密卵石⑥-2、中密卵石⑥-3等三个亚层：
砂夹卵石⑥-1：
呈层状、似层状和透镜体分布主要分布于卵石层中，充填物以细砂为主，卵石含量小于55%，排列十分混乱，绝大多数不接触，N120锤击数1～3击/10cm。
揭露厚度0.20～4.00m。
稍密卵石⑥-2：
呈层状、似层状和透镜体分布于卵石层中，卵石含量约55-60%，粒径一般2-6cm。
超重型（N120）动力触探试验击数3≤N120<6击。
场地普遍分布。
揭露厚度0.40～4.20m。
中密卵石⑥-3：
呈层状、似层状和透镜体分布于卵石层中，卵石含量约65%，粒径一般3～10cm，含漂石，超重型（N120）动力触探试验击数6≤N120<11击。
揭露厚度0.20～6.20m。
⑷侏罗系中统沙溪庙组（J2S）
泥岩⑦：
紫红色，稍湿，细粒泥质结构，层状构造，主要矿物成分为石英、长石及云母等。
在钻孔揭示深度范围内，场地内普遍分布，岩质软，岩石质量指标一般为25～50%，属岩石质量差的岩石，岩石暴露于空气中易风化，遇水易软化。
根据钻探难易程度分为⑦-1和⑦-2两个亚层。
强风化泥岩⑦-1：
紫红色，层理清晰，其矿物成份为粘土矿物，风化裂隙发育，易风化；岩体破碎，岩质软，岩体基本质量等级可化为Ⅴ级。
该层分布于整个场地，揭露厚度0.80～2.10m。
中风化泥岩⑦-2：
紫红色～紫褐色，层理清晰，其矿物成份为粘土矿物，泥状结构，风化裂隙较发育，巨厚层构造。
岩芯较完整，岩芯呈长柱状，少部分呈短柱状，具有易风化的特征。
锤击易碎、声哑，用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进。
岩芯采取率达90%以上。
岩石为软岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
地内均有分布，本次钻探未予揭穿该层，最大揭露厚度10.20m。
砂岩⑧：
灰黄色，细粒结构，厚层～巨厚层状构造。
矿物成分以长石、石英及云母为主，少量岩屑及暗色矿物等，泥质胶结，夹薄层泥岩。
根据风化程度划分以下亚层：
强风化砂岩⑧-1：
矿物成分显著变化，组织结构大部分破坏，节理、裂隙发育，岩质软，岩石强度较低，手可捏碎成粉砂状或手掰即断，岩体完整程度一般，岩芯多呈碎块状、粉状，少量呈短柱状。
中风化砂岩⑧-2：
组织结构部分破坏，层理清楚，沿节理面见褐色次生矿物，局部裂隙发育,锤击易碎,岩质较硬，强度较高，岩芯大多呈短柱状，少量半柱状和碎块状。
地基土主要物理力学参数及承载力建议值表表2.2
土层名称
及代号
土的
重度
Υ
（kN/m3）
地基承载力特征值
fak
（kPa）
压缩
模量
Es
（MPa）
变形
模量
EO
（MPa）
抗剪强度指标
抗压强度标准值（MPa）
桩的极限侧阻力标准值qsik
（kPa）
桩的极限端阻力标准值qpk
（kPa）
粘聚力
C
（kPa）
内摩擦角Ф
（度）
天然
饱和
杂填土
18.0
/
/
/
/
/
/
/
耕土
19.0
50
/
/
/
/
/
/
砂质粉土
19.0
100
3.97
/
14.8
20.2
/
/
30
粉砂
19.2
90
5.2
3.4
0
21
/
/
25
细砂
19.5
90
5.7
3.6
0
21
/
/
45
砂夹卵石
20.0
160
16.0
13.5
0
27
/
/
75
1800
稍密卵石
21.0
280
22.5
20.0
0
31
/
/
90
2000
中密卵石
22.0
420
37.5
30.0
0
36
/
/
120
2200
强风化泥岩
22.8
300
/
/
/
/
/
/
140
1200
中风化泥岩
23.0
800
/
/
/
/
5.8
/
150
强风化砂岩
23.2
500
/
/
/
/
/
/
1200
中风化砂岩
23.8
1000
/
/
/
/
10.5
/
2.3场地水文条件
拟建场地内无地表水体分布，区域地表水主要为南河河水。
场地内地下水类型主要为松散堆积层孔隙潜水和基岩裂隙水。
第四系松散层中的孔隙潜水：
孔隙潜水赋存于卵石层中，靠大气降水、南河河水及上游地下水补给，并通过地下径流，蒸发等方式排泄。
水量及水位受季节性控制较大，一般临近河床部位水量较大，水位埋深较浅。
勘察时为雨季时期，于钻孔内测得地下水稳定水位埋深为6.00～11.50m，高程475.81～481.57m。
场地地下水丰水期年变化幅度为1.5～2.5m，渗透系数可取18m/d。
预计至丰水期（历年7、8、9月份），在自然条件下场地内最高水位可能达到483.50m。
基岩裂隙水主要赋存于侏罗系中统沙溪庙组基岩构造裂隙及风化带裂隙中，地下水主要接受孔隙潜水、大气降水补给，据钻孔揭露，该基岩地层以泥岩及为主，泥岩岩质软，其强风化带裂隙发育，有一定延伸，其透水性、赋水性均一般，水量一般，无统一水位，对基础施工影响较小。
场地地下水对砼及砼中钢筋均具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。
场地内土对砼结构、砼中钢筋均具微腐蚀性。
3、高压旋喷桩复合地基设计
3.1设计依据
（1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
（2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
（3）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
（4）《四川省建筑地基基础检测技术规程》（DBJ51/T014-2013）；
（5）《2、3、4、5、6、7号楼基础平面布置图》；
（6）《快乐人家岩土工程勘察报告》（广元工程设计院）。
3.2地基加固技术要求
根据设计要求，需要对筏板基础以下砂卵石地基进行高压旋喷桩加固处理，经过高压旋喷桩处理后，要求加固处理后形成的复合地基承载力须满足:
fspk≥510kPa。
3.3旋喷桩加固设计计算
3.3.1复合地基计算公式
根据场地地质条件及施工经验，高压旋喷桩成桩直径为500mm，以强风化泥岩作为桩端持力层。
高压旋喷桩为有粘结强度增强复合地基。
根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）第7.4.3条，按下列式计算且结合地区经验确定。
（3.3-1）
（3.5-2）
（3.5-3）
（3.5-4）
式中：
——复合地基承载力特征值，取510kPa；
——
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