浅谈桩基础在地基处理中的应用
1.1选题目的及意义
1) 通过毕业论文的完成,能够更加深入的了解桩基础在地基中的重要性; 2) 掌握CFG桩的适用范围、设计方法及施工方法; 3) 锻炼自己,最终可以独立完成与之相关的设计内容。
1.2论文研究内容
基础是建筑结构物直接与地基接触的最下部分,是建筑结构的重要组成部分,它影响着整个建筑的经济和安全,是建筑物正常使用和稳定与安全的根本。具有工程量大、技术难度高、不可预见的因素多的特点的高层建筑基础工程更是如此,更要求基础和地基能提供足够承载上部建筑的重大荷载和风与地震引起的重大倾覆力矩,以保证建筑物具有足够的稳定性。同时它还要求基础和地基具有足够的刚度使沉降和倾斜控制在允许的范围内。对其安全可靠性严格要求,否则不但会影响基础和基坑本身,而且会影响周边环境。
本课题分析研究了CFG复合地基处理方法和筏板基础的设计,并且从工程实际问题出发,采用考虑上部结构与地基相互作用的整体分析方法,以工程实例中一大底盘框剪筏板结构型式为研究对象,得出一些有益的结论,作为该类建筑筏板基础的设计计算参考。本文主要包括以下几个方法内容。
1)从CFG桩复合地基的各组成部分来分析复合地基设计思想,进而深化对复合地基的认识和对CFG桩复合地基的理解。
2)对在本工程中的工作进行总结,分析自己的不足和收获。
1.3工程概况
拟建工程归属于唐山市华中房地产开发有限公司,由北京凯帝克建筑设计有限公司承担设计。工程为唐山文苑商业住宅区
1住宅楼高30层,拟设地下室二层;拟建尺寸为43.0m×35.5m,室外设计标高为95.2m;拟采用框剪结构,筏板基础,基础尺寸52.95m×42.0m埋深10.01米。
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1.4原始资料
1.4.1场地岩土工程勘察
1)目的与任务
本次勘察集初勘及详勘一次性进行,目的是为工程设计和施工提供详细的地质资料和岩土工程参数,为基础设计和施工提出建议。主要任务是:
a.查明工程场地的岩性、时代成因及空间分布特征,提供设计所需的各层土物理力学性质指标,并对基础影响深度内的承载力和变形特征进行评价。
b.查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其场地的稳定性影响,预测其发展趋势,并提出防范措施及有关技术参数
c.查明地下水的埋藏条件,含水类型等,评价地下水的地基设计施工的影响及对建筑材料的腐蚀性。
d.查明场地有无湿陷性及湿陷性土厚度,确定场地湿陷类型及湿陷等级。
e.在季节性冻土地区,提供场地土的标准冻结深度。
f.判定场地土类型及建筑场地类型,提供有关抗震设计参数,对其地震效应进行评价。
g.对天然地基的适宜性进行评价。当天然地基不能满足时,论证采用复合地基及桩基的可能性并提出具体方案。
h.提出影响工程施工的不利地质因素,并对工程设计和施工中应注意的问题提出建议。
2)岩土工程勘察等级确定
依据《岩土工程勘察规范》(GB5002-2001)第3.1节,结合工程特征及场地地质条件,确定本工程重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级,综合确定其岩土工程勘察等级为乙级;按照《建筑地基基础设计规范》(GB50011-2001)第3.0.1条确定地基基础设计等级为乙级;按照《建筑抗震
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设计规范》(GB50011-2001)第3.1.1条确定本工程为丙类建筑。
3)勘察工程布置 a.勘察工作布置依据:
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) 《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004) 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002) 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94) 《原状土取样技术标准》(JGJ89-92) 《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999) 《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87-92)
b.勘察工作布置第4.1.18条、第4.1.19条,主要考虑满足天然地基及复合地基评价的要求,确定本工程的控制性勘探孔深30.0米,一般性勘探孔深25.0米。
c.勘探测试及取土方法简述
为准确测定有关岩土参数及相关勘察评价指标,以针对性、实用性为原则,综合采用钻探、标贯、室内试验等多种勘察手段开展本次勘察工作。
钻探:采用DPP-100型车装钻机进行施工,目的是查明地层结构及分布规律,回转钻进,粘性土岩芯采取率不低于90%,并观察记录各土层宏观特征,通过对不同深度的土体采样分析试验,确定地基土承载力及其物理力学性质指标。
标准贯入试验:标准贯入试验采用Ф42钻杆,63.5kg标准重锤,自由落体法进行试验,主要用于确定地基土承载力等。
室内试验:根据本工程存在岩土工程问题有针对性地进行室内试验。通过室内试验,确定地基土的有关物理力学性质指标,为岩土工程综合评价提供依据:
一般物理性质指标实验:测定土的一般物理性质指标,用来判定土的物理性质。
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中压固结试验:用来判定土的压缩性,测定各层土不同压力下的孔隙比、压缩模量、压缩系数等变形参数。
三轴压缩试验(不固结不排水剪):用来判定土的抗剪强度,测定各层土的粘聚力、内摩擦角等参数。
颗粒分析试验:用来进行砂土及粉土的定名,测定砂土、粉土颗粒组成及粉土的颗粒含量。 4)勘察工作完成情况
本次所完成的实际工作量见表1-1:
依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001),结合建筑物特征,勘探点位置沿建筑物角点及周边布置,个别住宅楼为网格布置。本次勘察共布置勘探孔78孔。
勘探点间距:根据《岩土工程勘察规范》(50021-2001)第4.1.15条及4.9.2条,确定高层建筑物孔间距12-25米。
勘探点深度:勘探孔深度的确定根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
表1-1完成工作量一览表
项目 数量 项目 数量 测量定孔(个) 78 室内试验 一般物理指标(件) 428 总进尺(m) 2126 原位测试 空数(个) 标贯 点次 20 中压固结试验(件) 400 303 三轴压缩试验(件) 49 取土钻孔数(个) 钻探 取原状样(件) 26 筛分试验 112 408 西颗粒分析试验 8 本次勘察高程采用85年国家高程系统,以场地南侧市政工程上所给GPS水准点为基准点,本工程r±0.000相当于绝对标高29.20米。
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1.4.2场地工程地质条件
1) 地形、地貌及地质构造条件
拟建工程场地位于唐山市路北区,场地地势开阔平坦。
2) 地层及地基分层描述
根据场地野外钻探和原位测试结果,场地地层除表层耕土外,其余为第四系全新统及更新统冲洪积层,按地层的成因类型、岩性及工程地质特性将其划分为8个工程地质单元层,现分述如下:
第①层:耕土,黄褐色,可塑,以粉质粘土为主,含少量植物根、砖屑、煤屑和虫洞。层厚0.4-0.6米。
第②层粉质粘土:黄褐色,褐色。可塑,局部硬塑。含有铁锰质和少量钙质结核,无摇震反应,切面较光滑,干强度与韧性中等。个别地段相变为②1粘土,场地该层分布稳定。层厚1.5-2.2米。
第②1层粘土:褐色,硬塑,局部可塑。含有铁锰质和少量钙质结核,切面光滑,无摇震反应,干强度与韧性高。
第③层粉质粘土:黄褐色,褐色。软塑至可塑,局部流塑。含有铁锰质和少量钙质结核,偶见蜗牛壳碎片。无摇震反应,切面较光滑,干强度与韧性中等。个别地段相面为③1粉土或③2粉土,场地内该层分布稳定。层厚为4.5-5.5米。
第③1层粉土:黄褐色,密实,局部中密实。含有铁锰质和少量钙质结核,偶见蜗牛壳碎片。粘粒含量除个别小于10%外,其余均大于10%。切面粗糙,无摇震反应,干强度与韧性高。
第③2层粘土:黄褐色,褐色。可塑,局部流塑。含有铁锰质和少量钙质结核,偶见蜗牛壳碎片。切面光滑,无摇震反应,干强度与韧性高。
第④层粉质粘土:黄褐色,可塑,局部软塑或硬塑,含有铁锰质和少量钙质结核。个别地段相变为④1粉土或④2粉土,无摇震反应,切面光滑,干强度与韧性中等。场地内该层分布稳定,层厚2.5-3.7米。
第④1层粉土:黄褐色,密实,湿。含有铁锰质和少量钙质结核。切面粗糙,
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