CFG地基处理设计.docx

1、CFG地基处理设计泰安市灌庄旧村改造（中悦城）项目地基处理设计方案山东正元建设工程有限责任公司2014年06月25日泰安市灌庄旧村改造（中悦城）项目地基处理设计方案工程编号：2014SJ咨008编写单位：山东正元建设工程有限责任公司设 计 人：审 核 人：审 定 人：总工程师：总 经 理：山东正元建设工程有限责任公司2014年06月25日1 工程概况2 场地岩土工程条件2.1 地形、地貌及地下水 2.2 地层结构及岩土物理力学性质3 地基处理方案3.1方案设计依据3.2复合地基设计参数3.3溶洞处理3.4施工技术要求3.5质量检测与验收附件：1#楼CFG桩桩位平面布置图1#楼溶洞分布图1 工程

2、概况泰安市灌庄旧村改造（中悦城）项目场地位于市区南郊，泮河大街（南外环）以北，青年路南端以东，南关大街南端以西，交通便利。拟建1住宅楼长57.90m，宽14.40m，高27+2层。本工程相对标高0.000相当于绝对标高131.600m，本工程采用筏板基础，筏板底标高为-7.850m，基底平均荷载460kPa。根据施工现状及建设方提供的有关资料，拟建场区承载力不足，故不宜作为基础持力层，应对其进行地基加固处理，要求经处理后的复合地基承载力特征值达到460kPa。2 场地岩土工程条件2.1地形、地貌及地下水拟建住宅小区地形平坦，地貌单元属于山前冲洪积。该场地地下水类型主要为第四系孔隙潜水及岩溶水。

3、地下水位埋深较浅，现场地地下水位埋深在6.057.40m。在长期浸水条件下，孔隙潜水及岩溶水均对混凝土结构均具微腐蚀性、对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性；在干湿交替条件下，地下孔隙水及岩溶水均对混凝土结构具微腐蚀性、均对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。地基土对混凝土结构及其中的钢筋均具微腐蚀性2.2地层结构及岩土物理力学性质根据山东正元建设工程有限责任公司提交的泰安市灌庄旧村改造（中悦城）项目岩土工程勘察报告并结合场地实际情况拟建场地主要地层条件如下：第1层杂填土（Q4ml）杂色，松散，稍湿。土质不均匀，主要由混凝土块、砖块、碎石及少量粘性土等组成，堆积年限约2年。该层施工时挖除。第2层

4、粉质粘土（Q4al+pl）黄褐色，硬塑，局部可塑。土质不均匀，见铁锰质氧化物，局部含少量砂粒。切面稍有光泽反应，干强度中等，韧性中等。该层施工时挖除。第3层粉细砂(Q4al+pl) 黄褐色，稍密，局部中密，湿饱和。矿物成分主要为石英、长石。砂质不纯，局部粘粒含量较高，下部含中粗砂颗粒。该层分布普遍，揭露层厚0.502.40m。第4层含砂粉质粘土（风化卵石）(Q4al+pl)黄褐夹灰色，硬塑，局部可塑。土质不均匀，含约2550%的中粗砂颗粒，局部砂粒集中。切面稍有光泽反应，干强度中等，韧性中等。该层分布普遍，厚度不均，揭露厚度4.309.70m。第5层全风化泥岩（）灰绿夹黄色，局部棕红色，原岩结

5、构、构造已完全风化破坏，矿物成分完全风化蚀变。岩芯呈粘性土状。该层分布普遍，厚度较大，揭露厚度5.4010.2m。第6层强风化泥岩（）灰绿夹黄色，原岩结构、构造已大部分风化破坏，矿物成分显著蚀变，但尚可辨认。裂隙发育，风化程度不均匀，岩芯呈粘性土夹碎块状。该层分布普遍，厚度较大，揭露厚度2.1011.20m。第7-1层岩溶发育带()该带位于7层石灰岩的上部，厚度一般小于3m，风化程度极不均匀，一般呈强风化中风化状，岩芯破碎，多呈碎块状、薄饼状。因岩芯破碎，岩溶裂隙发育，多见溶孔、溶洞，溶洞洞高多在0.503.00m，最大可达14.00m(最大空洞7.90m)。多为全充填、半充填溶洞，充填物多为

6、粘性土，一般呈软塑状，少量呈流塑、可塑状，另见少量空洞。一般在钻探施工过程中静压法进尺较快，局部发生轻微掉钻现象。岩芯采取率较低，一般不足50。本次勘察过程中，XG-1#楼溶洞（土洞）情况见下表：表1 XG-1#楼溶洞（土洞）情况楼号孔号埋深(m)厚度(m)充填情况充填物性质XG-1#楼Z2525.5026.100.60半充填流塑软塑状粘性土，夹少量全强风化泥岩，局部轻微掉钻B3534.3043.309.00全充填软塑状粘性土，夹少量全强风化泥岩合 计9.60-3 地基处理方案3.1方案设计依据1、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB502022002）；：2、建筑地基处理技术规范（JGJ7

7、92012）； 3、建筑桩基技术规范（JGJ942008）；4、泰安市灌庄旧村改造（中悦城）项目岩土工程勘察报告（山东正元建设工程有限责任公司2014.05.18）。3.2复合地基设计参数根据勘察资料有关各层地基土的物理力学性质指标，按照建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）有关规定，设计参数如下表：表2 设计参数表地层名称厚度（m）桩的侧阻力特征值qsk(kPa)桩的端阻力特征值qpk(kPa)地基土承载力特征值fak(kPa)4含砂粉质粘土7.4352105全-强风化泥岩7.640500注：考虑到3层粉细砂厚度较薄，施工时将其挖除采用中粗砂换填即可，其承载力建议与4层含砂粉质粘土一致。

8、各层设计参数如下：（1）桩长l复合地基加固处理深度至良好的土层上，根据该工程对承载力的要求及场地土质条件，确定以第5层全-强风化泥岩作为桩端持力层。设计桩顶标高123.28m，桩底标高108.28m，设计桩长15.00m。（2）桩径d本工程根据现场岩土工程条件，采用长螺旋钻机或XY-1型钻机干钻回转钻进成孔，然后浇注碎石混凝土，确定桩径d为600mm。（3）单桩竖向承载力特征值Ra式中 Ra单桩竖向承载力特征值（kN）；up桩的周长（m）；qsi桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）；ap桩端阻力发挥系数，本工程取ap =1.0；qp桩端阻力特征值（kPa）；li桩长范围内第i层土的厚度（m）；

9、Ap桩的截面积（m2）。综合计算求得单桩承载力特征值Ra=1200kN；考虑到桩土协同作用时，桩体的受力与桩间土密不可分，根据桩间土反算，单桩承载力不小于1036kN。（4）面积置换率m式中 fspk复合地基承载力特征值（kPa），本工程取fspk=460kPa； 单桩承载力发挥系数，本工程取=1.0；m面积置换率；桩间土承载力折减系数，本工程取=0.9；fsk桩间土承载力特征值（kPa），本工程取fsk=210kPa。经计算，m0.06679当采用正方形布桩时，取桩间距s=1.90m，则m=0.078。经计算：复合地基承载力特征值fspk=505.00（kPa）（5）复合地基变形计算按照建筑

10、地基基础设计规范（GB50007-2011）5.3.5条,其最终变形量可按下式计算： 式中：s地基最终变形量（mm）；s沉降计算经验系数；P0对应于荷载效应准永久组合时的基础地面处的附加压力（kPa）；Esi基础底面下第i层复合土的压缩模量（MPa）；zi,zi-1基础底面至第i层土、第i-1层的距离（m）；基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。地基处理后各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的倍，值可按下式计算：=fspk/fak 式中 fspk复合地基承载力特征值（kPa），取460kPa；fak基础底面以下天然地基承载力特征值（kPa）取210kPa；经

11、计算, 为2.19。表3 各岩土层天然地基压缩模量值ES表 地层压缩模量3层4层5层6层7-2层重度r（kN/m3）19.019.418.419.818.0压缩模量建议值Es（MPa）15.07.407.9219.03.79复合地基压缩模量（MPa）32.816.2 17.341.68.3表4 经计算所得各孔的沉降数据见下表建筑物名称孔号沉降（mm）倾斜XG-1#楼B3013.160.0011B3212.63B3310.17B3521.00（6）褥垫层根据该工程实际情况，结合建筑物荷载和基底土质情况，本工程建议采用级配碎石作为褥垫层材料，褥垫层厚度取300mm。3.3土洞处理据表1，XG-1#

12、楼基础范围内共有2处土洞，本设计在复合地基施工前，对土洞进行旋喷桩采用三重管喷射管进行喷射注浆，钻机就位后必须做垂直度校正，钻杆垂直对准钻孔中心位置。采用水压力3035MPa，喷射量6070L/min，气压0.40.55MPa，泥浆泵泵压1.82.0MPa，水灰比0.91.0，水泥掺入量不少于680kg/m，旋转速度510rpm，提升速度510cm/min。对桩端以下空孔段应采用水泥浆液（水灰比0.91.0）回填。土洞处理情况见表5。表5 旋喷加固处理XG-1#楼土洞区号孔号埋深（m）厚度（m）处理面积（m2）注浆孔数量（个）Z2525.5026.100.6054.0416B3534.3043

13、.309.0058.4216合 计9.60112.4632建议在XG-1#楼整个楼座范围内，以7.2m为间距进行施工勘察，以探明场区内的软弱地层和土洞的具体位置。若发现土洞后，在发现土洞位置钻孔处周边1排桩位处进行施钻，以查明土洞具体位置，并进行旋喷加固处理。3.4施工技术要求（1）在正式施工前，应在有代表性的场地上进行复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验。（2）施工前，应按设计要求进行室内配合比试验，施工时按配合比配制混合料。试件强度应不低于15.0MPa。（3）桩孔采用长螺旋钻机或XY-1型钻机进行干钻回转钻进成孔。（4）施工流程可采用以下步骤：先成孔，如有土洞，则应进行旋喷施工，施工完毕后

14、对桩端下空孔段进行补浆。CFG施工时灌注的碎石混凝土中碎石粒径约为510mm，填料时应高出设计桩顶标高1.00m，灌注水泥浆至桩顶标高应高出设计桩顶标高，并进行多次补浆，以确保桩顶标高高出设计桩顶标高不少于0.50m。（5）成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组（3块）试块（边长为150mm的立方体），标准养护28d，测定立方体抗压强度。（6）清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。（7）褥垫层铺设宜采用静力压实法；也可采用动力夯实法，夯填度不得大于0.90，采用动力夯实法时，桩间土含水量不宜高。（8）施工垂直度偏差不大于1%；桩长偏差不大于100mm；桩位偏差不大于200mm。（9）建议第3层粉细砂施工时根据验槽情况采用碎石换填处理。（10）其它未尽事项，严格按照国家现行施工及验收规范的有关规定执行。3.5质量检测与验收（1）施工质量检验主要检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。（2）施工结束28d后应进行单桩静载荷试验和复合地基承载力检测，复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验数量不应少于总桩数的1%，且每个单体工程的复合地基静载荷试验的试验数量不应少于3个。（3）桩身完整性检验采用低应变动力试验法，抽取数量不少于总桩数10%。