CFG設(shè)計(jì)方案.doc

北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 目目 錄錄 第第 1 章章方案編制說明方案編制說明 1 1 1 方案的編制依據(jù) 1 第第 2 章章工程概況及周邊條件概況工程概況及周邊條件概況 1 2 1 工程概況 1 2 2 擬建項(xiàng)目情況 1 2 3 工程地質(zhì)條件 2 2 4 擬建場區(qū)地下水情況 4 第第 3 章章CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)樁復(fù)合地基設(shè)計(jì) 5 3 1 設(shè)計(jì)總要求 5 3 2 設(shè)計(jì)原則 5 3 3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)確定 6 3 4 復(fù)合地基承載力的驗(yàn)算 8 3 5 沉降量計(jì)算 8 附件 附件 No 1CFG 樁復(fù)合地基處理計(jì)算書樁復(fù)合地基處理計(jì)算書 N0 2 樁位布置平面圖樁位布置平面圖 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 1 第第 1 章章 方案編制說明方案編制說明 1 1 方案的編制依據(jù)方案的編制依據(jù) 1 1 1 合生霄云路8 號項(xiàng)目C3 C4 C5 樓及C 區(qū)車庫巖土工程勘察報(bào)告 1 1 2 甲方提供的本工程相關(guān)圖紙 1 1 3 國家及行業(yè)頒布的施工規(guī)范及規(guī)程 1 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50007 2002 2 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 JGJ 79 2002 3 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ 94 2008 4 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB 50202 2002 5 建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范 JGJ 106 2003 6 北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范 DBJ 01 501 92 第第 2 章章 工程概況及周邊條件概況工程概況及周邊條件概況 2 1 工程概況工程概況 2 1 1 工程名稱 北京新京潤二區(qū) C4 C5 樓 2 1 2 工程建設(shè)地點(diǎn) 北京朝陽區(qū)東四環(huán)北路東風(fēng)北橋西側(cè) 2 1 3 工程內(nèi)容 CFG 樁復(fù)合地基處理 2 2 擬建項(xiàng)目擬建項(xiàng)目情況情況 擬 C4 C5 樓設(shè)地下 2 層 地上 29 層 剪力墻結(jié)構(gòu) 筏板基礎(chǔ) 0 000 標(biāo)高相當(dāng)于 38 700m 擬建建筑物基礎(chǔ)概況及要求如下表所示 建筑物基本概況及要求匯總表建筑物基本概況及要求匯總表 表表 1 項(xiàng)項(xiàng) 目目 基礎(chǔ)墊層底標(biāo)高基礎(chǔ)墊層底標(biāo)高 m 復(fù)合地基承載力特征值復(fù)合地基承載力特征值 fspk kPa 允許最終沉降量允許最終沉降量 mm 允許相對傾斜值允許相對傾斜值 C4 樓 11 19m 局部有加深 650 80 0 002 C5 樓 11 19m 局部有加深 650 80 0 002 依據(jù) C4 C5 樓的巖土勘察報(bào)告和設(shè)計(jì)要求 由于天然地基承載力為 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 2 160kPa 無法滿足設(shè)計(jì)要求 故需采用 CFG 樁復(fù)合地基進(jìn)行處理 處理 后復(fù)合地基的承載力 允許沉降量及傾斜值要求見表 1 2 3 工程地質(zhì)工程地質(zhì)條件條件 根據(jù)北京地礦工程建設(shè)有限責(zé)任公司提供的 合生霄云路 8 號項(xiàng)目 C3 C4 C5 樓及 C 區(qū)車庫巖土工程勘察報(bào)告 按地層沉積年代 成因 類型將擬建場區(qū)地面以下 50 0m 深度范圍內(nèi)的地層劃分為人工堆積層及第 四紀(jì)沉積層兩大類 并按地層巖性及其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)一步劃分為 10 個大層 有關(guān)各土層基本巖性特征及分布情況簡述如下 2 3 1 人工堆積層 人工堆積層 1 粘質(zhì)粉土素填土層 黃褐 褐黃色 稍密 濕 以粘質(zhì)粉土 粉質(zhì) 粘土為主 含云母 氧化鐵 鐵錳結(jié)核 白灰渣 磚屑等 該層厚度為 1 2 4 7m 層底標(biāo)高介于 31 56 34 16m 之間 2 3 2 一般第四紀(jì)沉積土層 一般第四紀(jì)沉積土層 第二層 粘質(zhì)粉土 砂質(zhì)粉土層 褐黃色 中密 濕 含云母 氧化 鐵等 夾粉質(zhì)粘土 2 薄層 該層厚度為 2 2 6 6m 層底標(biāo)高介于 28 62 32 85m 之間 2 粉質(zhì)粘土層 褐黃色 濕 可塑 含云母 氧化鐵 姜結(jié)石等 該層厚度為 0 7 1 0m 層底標(biāo)高介于 29 42 31 96m 之間 第三層 粉細(xì)砂層 灰黃色 中密 密實(shí) 濕 飽和 含云母 石英 及氧化鐵等 該層厚度為 0 9 4 7m 層底標(biāo)高介于 26 29 29 44m 之間 第四層 粉質(zhì)粘土 粘質(zhì)粉土層 淺灰色 可塑 飽和 含云母 氧 化鐵 有機(jī)質(zhì)等 夾砂質(zhì)粉土 1 薄層 該層厚度為 0 3 2 80m 層底標(biāo)高 介于 24 34 27 76m 之間 砂質(zhì)粉土 1 層 淺灰色 中密 飽和 含云母 氧化鐵 有機(jī)質(zhì)等 該層厚度為 0 2 4 60m 層底標(biāo)高 24 34 27 09m 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 3 第五層 細(xì)砂層 灰黃 褐黃色 密實(shí) 飽和 主要組成成份為石英 長石 含云母 氧化鐵等 顆粒均勻 該層層厚為 2 60 8 10m 層底標(biāo) 高介于 18 85 22 24m 之間 第六層 粉質(zhì)粘土 粘質(zhì)粉土層 褐黃 灰褐色 飽和 可塑 硬塑 含云母 氧化鐵 姜結(jié)石等 土質(zhì)不均 夾粘土 重粉質(zhì)粘土 1 揭露層 厚為 0 3 7 10m 層底標(biāo)高介于 13 58 21 34m 之間 第七層 細(xì)砂層 褐黃色 飽和 密實(shí) 主要組成成份為石英 長 石 含云母 氧化鐵等 夾圓礫 1 薄層 揭露層厚為 2 0 11 0m 層底 標(biāo)高介于 3 7 12 24m 之間 圓礫 1 層 雜色 密實(shí) 飽和 粒徑一般為 10 20m 卵石含量占 10 20 以細(xì)砂填充 磨圓度中等 多呈亞圓形 級配連續(xù) 卵石成份以 沉積巖為主 含石英 長石等 該層厚度為 0 9 3 8m 層底標(biāo)高介于 5 37 10 77m 之間 第八層 粘質(zhì)粉土 粉質(zhì)粘土層 黃灰色 中密 飽和 含云母 氧 化鐵 有機(jī)質(zhì)等 夾粘土 重粉質(zhì)粘土 1 層 砂質(zhì)粉土 2 薄層 揭露層 厚為 6 7 11 3m 層底標(biāo)高介于 4 92 1 63m 之間 粘土 重粉質(zhì)粘土 1 層 黃灰色 飽和 可塑 硬塑 含云母 氧化鐵 等 揭露層厚為 0 5 3 2m 層底標(biāo)高 3 64 4 62m 砂質(zhì)粉土 2 層 黃灰色 中密 飽和 含云母 氧化鐵 有機(jī)質(zhì)等 揭露層厚為 0 3 4 5m 層底標(biāo)高 2 88 1 28 m 第九層 細(xì)砂層 灰黃 褐黃色 飽和 密實(shí) 主要組成成份為石英 長石 含云母 氧化鐵等 揭露層厚為 1 0 9 7m 層底標(biāo)高介于 13 10 2 63m 之間 第十層 粉質(zhì)粘土 粘質(zhì)粉土層 褐黃色 飽和 可塑 硬塑 含云 母 氧化鐵 姜結(jié)石等 夾砂質(zhì)粉土 1 粘土 重粉質(zhì)粘土 2 薄層 揭 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 4 露層厚為 1 5 5 0m 層底標(biāo)高 14 32 13 02m 2 4 擬建場區(qū)地下水情況擬建場區(qū)地下水情況 2 4 1 勘察期間地下水勘察期間地下水 本次勘察期間 擬建場區(qū)見兩層地下水 第一層地下水靜止水位埋深 在 7 7 10 10m 靜止水位標(biāo)高介于 26 45 29 24m 地下水類型為潛水 地 下水主要賦存于砂土層中 主要為大氣降水 地下水徑流 水管滲漏等補(bǔ) 給 并以垂直蒸發(fā)與地下徑流為主要排泄方式 第二層地下水靜止水位埋 深在 18 50 22 50m 靜止水位標(biāo)高介于 14 37 18 03m 地下水類型為承壓 水 地下水主要賦存與砂土層 主要為大氣降水 地下水徑流補(bǔ)給 并以 垂直蒸發(fā)與地下徑流為主要排泄方式 據(jù)近 3 5 年水位動態(tài)資料分析 其水位年變化幅度一般為 1 0 2 0m 其天然動態(tài)型屬滲入 徑流型 2 4 2 歷年最高水位歷年最高水位 根據(jù) 北京市區(qū)淺層地下水長期觀測網(wǎng) 資料 擬建場區(qū)內(nèi)地下水歷 年最高水位標(biāo)高為 36 00m 左右 1959 年 近 3 5 年靜止水位標(biāo)高約為 30 0m 不包括上層滯水 2 4 3 地下水腐蝕性測試及評價(jià)地下水腐蝕性測試及評價(jià) 地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性 但在干濕交替情況下對鋼筋混凝土中 的鋼筋有弱腐蝕性 第第 3 章章 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)樁復(fù)合地基設(shè)計(jì) CFG 樁復(fù)合地基是近十幾年來發(fā)展起來的新型復(fù)合地基處理方法 它 對地層具有很強(qiáng)的適應(yīng)性及強(qiáng)度可調(diào)性 且工藝簡單 受到越來越多的專 業(yè)人士所認(rèn)同 CFG 樁復(fù)合地基承載形式為樁間土和樁體共同承載 其加 固軟弱地基具有樁承載和土體擠密雙重作用 在荷載作用下樁的壓縮性明 顯比其周圍軟土小 使基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力隨地基的變形逐漸集 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 5 中到樁體上 出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象 使樁起到 樁體作用 據(jù)測試 CFG 樁單樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比 N 10 40 亦即 CFG 樁柱作用顯著 由于 CFG 樁復(fù)合地基采用樁 土分擔(dān)承載 且 CFG 樁屬于高粘結(jié)強(qiáng)度的樁體 樁承受的荷載通過樁周的摩阻力和樁端阻力傳到深層地基中 因此采用 CFG 樁處理的復(fù)合地基具有地基承載力提高大 變形小 沉降穩(wěn)定等特點(diǎn) 3 1 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總要求總要求 3 1 1 處理后的復(fù)合地基承載力特征值不小于設(shè)計(jì)要求 3 1 2 地基沉降量及相對傾斜值滿足設(shè)計(jì)要求 3 1 3 設(shè)計(jì)參數(shù)科學(xué)經(jīng)濟(jì) 工藝簡便 以盡量縮短工期并降低工程造價(jià) 3 2 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則 3 2 1 盡可能采用相同樁長 以確保地基加固層厚度相同 總體上減少總沉 降量和變形差 3 2 2 樁端持力層盡量設(shè)計(jì)在承載力高且均勻 無夾層的地基土層上 從而 盡可能控制地基的不均勻沉降 3 2 3 樁間距宜為 3 5 倍的樁徑 布樁應(yīng)均勻 3 3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)確定主要設(shè)計(jì)參數(shù)確定 3 3 1 樁端持力層的選擇樁端持力層的選擇 依據(jù)本工程巖土勘察報(bào)告提供的土層參數(shù) 層細(xì)砂可作為樁端持力 層 該層土質(zhì)均勻 平均厚度約 6 0m 且其下還有均勻 穩(wěn)定 較厚的 土層 能同時滿足加固后對復(fù)合地基承載力和沉降量的要求 3 3 2 樁長和樁徑的選擇樁長和樁徑的選擇 設(shè)計(jì)所需的樁長取決于下臥土層的分布狀況和加固后所要求的復(fù)合地 基承載力和變形量大小 依據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告 經(jīng)過計(jì)算分析 根據(jù)基礎(chǔ)埋深不同 確定 CFG 樁有效樁長為 18 5m 樁徑為 500mm 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 6 3 3 3 單樁豎向承載力特征值單樁豎向承載力特征值 Ra 確定確定 單樁豎向承載力特征值在無試樁資料的條件下 由以下兩式確定 Ra upqsikhi qpk Ap 1 n i 1 式中 up 樁的周長 1 57 m n 樁長范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù) qsik qpk 樁周第 i 層土的側(cè)阻力和樁端阻力特征值 KPa hi 第 i 層土的厚度 m 或 Ra fcu Ap 3 2 式中 fcu 樁體混合料試塊 150 mm 150 mm 150 mm 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 28d 立方體抗壓強(qiáng)度平均值 KPa Ap 樁體截面積 0 19625m2 由 1 式計(jì)算 過程如下 土層代號 厚度 m 側(cè)摩阻力極限 值 qsik kpa qsik hi 端阻力極限值 qpk kpa 單樁承載力特征值 Rk kpa 0 84032 5 945265 5 6 340252 5 545247 501000 22 5797 Ra upqsikhi qpk Ap n i 1 1447 54 CFG 樁樁體混凝土強(qiáng)度等級為 C20 由 2 式計(jì)算 Rk 1059 75kpa 因此 本項(xiàng)目 CFG 樁的單樁豎向承載力特征值 Ra 由公式 1 2 確定 而由于考慮到該區(qū)域樁長范圍內(nèi)各土層厚度變化較大 且地層不 均勻 存在軟弱夾層及透鏡體 為盡量減少理論計(jì)算與實(shí)際誤差 Ra最 終設(shè)計(jì)取值為 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 7 Ra 1050KN 3 3 4 樁位布置樁位布置方式方式 由于本工程的基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ) 依據(jù)其平面尺寸和變形要求 確 定布樁方式采用等邊三角形布置 局部有所調(diào)整 3 3 5 樁距的確定樁距的確定 CFG 樁樁間距決定了置換率大小 而在單樁承載力為定值的條件下 置換率又決定了加固后的復(fù)合地基承載力 因此 可將單樁承載力代入復(fù) 合地基承載力計(jì)算公式中 經(jīng)反算求得樁間距約為 1 50m 3 3 6 置換率的確定置換率的確定 依據(jù)本工程的布樁方式和樁間距 其面積置換率由下式確定 m d2 de2 3 式中 d 樁身平均直徑 m 取 0 50m de 單樁分擔(dān)的處理地基面積的等效圓直徑 m de 1 05s s 樁間距 m s 1 50m 將相關(guān)參數(shù)代入公式 3 可求得本工程置換率為 10 08 采用上述計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算 確定本工程 CFG 樁主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下 本工程本工程 CFG 樁設(shè)計(jì)主要參數(shù)匯總表樁設(shè)計(jì)主要參數(shù)匯總表 表表 2 樁徑樁徑 mm 有效樁長有效樁長 m 樁長樁長 m 樁間距樁間距 m 樁數(shù)樁數(shù) 根 根 單樁承載單樁承載 力特征值力特征值 Ra KN 樁間土樁間土 承載力承載力 fsk Kpa 褥墊層褥墊層 厚度厚度 mm 樁身砼樁身砼 強(qiáng)度等級強(qiáng)度等級 5018 519 01 509421050160200C20 3 4 復(fù)合地基承載力的驗(yàn)算復(fù)合地基承載力的驗(yàn)算 根據(jù) CFG 樁的作用機(jī)理及其構(gòu)成復(fù)合地基的主要參數(shù) 確定復(fù)合地基 北京新燕都家園 新京潤二區(qū) C4 C5 樓 CFG 樁復(fù)合地基處理工程 8 承載力計(jì)算值為 fsp k mRa Ap 1 m ak 4 式中 fsp k CFG 樁復(fù)合地基承載力特征值 KPa m 面積置換率 10 08 Ap 樁身斷面面積 0 19625 m 2 fak 天然地基承載力特征值 取 160 KPa 樁間土強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù) 取 0 80 Ra 單樁承載力特征值 1050KN 將上述各參數(shù)結(jié)果代入 4 式 求得復(fù)合地基承載力特征值 fsp k 653 49KPa 大于設(shè)計(jì)要求值 650 KPa 滿足設(shè)計(jì)要求 3 5 沉降量計(jì)算沉降量計(jì)算 依據(jù) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50007 2002 在計(jì)算地基變形時 地基內(nèi)的應(yīng)力分布采用各向同性的均質(zhì)