山東東營隆達股份有限公司主廠房地基處理方案優(yōu)選

1、 山東東營隆達股份有限公司主廠房 地基處理方案優(yōu)選-深層攪拌加固法 摘要：山東東營隆達股份有限公司主廠房為三跨單層廠房，跨度均為30.0m，柱距6.0m，南北長165.0m，東西寬90.0m，高度為16.0m，擬建工程位于東營市經濟開發(fā)區(qū)內，工程地質條件場地地層主要以砂土為主，層位基本穩(wěn)定，但土層物理力學性質變較大，各層土為層土-細砂；層土-含粘性土細砂；層土-細砂；層土-粉土；層土-含粘性土細砂；層土-細砂。場地地震烈度7度，存在液化土層，根據(jù)設計要求及巖土工程勘察報告，天然地基不能滿足地基土承載力fk200Kpa，因此需進行人工處理，經多方案論證綜合考慮后，作者決定采用深層攪拌法地基處理，

2、采用水泥粉噴樁加固法進行地基處理，達到了預期的效果。該工程被東營市建筑工程質量監(jiān)督站核定為優(yōu)質結構、東營市優(yōu)良工程。關鍵詞：深層攪拌；水泥粉噴樁；加固法；地基處理；控制沉降差。1、工程概況山東東營隆達股份有限公司擬建主廠房工程位于東營市經濟開發(fā)區(qū)內，占地面積：206196=40376.0m2。擬建建筑物主要可分為三部分。主廠房、綜合樓、辦公樓。作者僅對主廠房的地基處理方案的優(yōu)選進行論證。該主廠房為三跨單層廠房，跨度均為30.0m，柱距6.0m，南北長165.0m，東西寬90.0m，高度為16.0m。廠部西部內設有一寬8.0m的污水處理車間及實驗室，東側外設有一寬6.0m的循環(huán)水泵房和一寬12.

3、0m的空壓站。2、工程地質條件根據(jù)巖土工程勘察報告，場地工程地質條件主要結論如下：場地地層主要以砂土為主，層位基本穩(wěn)定，但土層物理力學性質變化較大，各層土及主要物理力學性質簡述如下： 層土-細砂黃褐，松散-稍密，局部中砂，厚度0.6-3.0m，層底標高0.47-2.54m，標貫擊數(shù)4.0-19.0擊，平均擊數(shù)10.15擊，最小平均值8.12m，承載力標準值fk=100kpa，壓縮模量Es=9Mpa。 層土-含粘性土細砂場地西北為黃-灰褐色，其余部位為灰黑、松散稍密，厚度0.5-2.5m，層底標高-0.74-0.79m，標慣擊數(shù)0.8-20.0擊，平均擊數(shù)10.50擊，最小平均值8.53擊，承載

4、力標準值fk=90kpa，壓縮模量Es=9Mpa。層土-細砂黃褐-灰褐，結構較勻，上部為松散，向下逐漸密實，厚度0.6-1.36m，層底標高-2.55-0.56，標慣擊數(shù)6.57-32.76擊，平均擊數(shù)18.32擊，最小平均值13.16擊，承載力標準值fk=120kpa，壓縮模量Es=11.5Mpa。層土-粉土深褐色，厚度0.2-0.4m，硬塑狀態(tài)，標貫擊數(shù)13.35-21.89擊，平均擊數(shù)25.46擊，承載力標準值fk=240kpa，壓縮模量Es=8.6Mpa。層土-含粘性土細砂黃褐-紅褐，結構不均勻，上部標貫擊數(shù)2.82-6.68擊，下部標貫擊數(shù)8.0-25.0擊，承載力標準值fk=100

5、kpa，壓縮模量Es=7.8Mpa。層土-細砂黃褐，中密-密實狀態(tài)，標貫擊數(shù)12.32-76.0擊，平均擊數(shù)29.46擊，承載力標準值fk=150-300kpa，壓縮模量Es=7.8Mpa。以上各層土承載力標準值fk均小于250Kpa。場地地震基本烈度7度，場地南部ZT24，ZT34，ZT35號孔控制范圍，存在液化土層，液化指標I1E=1.79-8.65，屬輕微-中等液化。場地地下水位埋深0.45-2.10m，標同為1.78-2.30m。地下水對混凝土無腐蝕性。3、地基處理方案優(yōu)選根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2012）主廠房建筑為二級建筑物。擬建物基礎地面海拔標高一般為10.30

6、m（埋深-2.0m），持力層多為層土-細砂，而且主廠房西南部及西部局部原始地形較低，需填土加高。因此基礎底面以下的填土需工程后期另行處理。根據(jù)設計要求地基土承載力標準值應滿足fk200Mpa，因此天然地基不能滿足設計要求，需進行人工處理。而采取復事地基強度首先應滿足實際基礎承載力要求。實際基礎承載力標準值設計要求為fk200Mpa。其次，建筑物的地基變形允許值按建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2012）縱向為0.004，橫向為0.003，基礎沉降差應控制在規(guī)范要求范圍內。第三，按建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010）主廠房為丙類建筑，可采用部分消除地基液化沉降的措施，經處理后基礎以

7、下液化土層的液化指數(shù)應不大于4。該主廠房地基處理設計時，地基的強度及變形兩個因素應同時考慮。因場地地質條件較復雜，軟弱土層埋深及厚度變化大。廠房每跨均為30.0m，縱向長度165.0m，柱距6.0m，縱橫向沉降差按規(guī)范要求分別為24mm和90mm，所以在設計時主要以控制變形為主。根據(jù)該區(qū)域工程地質條件以上幾個方面的因素，采用淺層地基處理的方法：主要有墊層法、開挖置換法、重錘強夯法等，重錘強夯雖給地基以沖擊和振動，從而提高了地基土的強度并降低其壓縮性，但是由于該主廠房地質條件較復雜，很難控制強夯參數(shù)。而深層攪拌法是用于加固飽和軟土地基的一種技術成熟、可操作性強的新方法。它是利用水泥、石灰等材料作

8、為固化劑的主劑。通過特制的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑漿液或粉體強制攪拌利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應。使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質強基。成樁過程見工藝流程圖。根據(jù)軟土地基深層攪拌加固法技術規(guī)程（YBJ225-91）置換率（m）大于0.2時應按實體基礎考慮對樁端以下土層強度及變形的影響。采用42.5普通硅酸鹽水泥。4、設計計算樁端持力層及樁長確定：根據(jù)巖土工程勘察報告，號土層底部為較硬細砂層，為較理想樁端持力層，有效樁長設計為4.0m，以南部該層較軟弱，樁長可根據(jù)施工情況適當加長，在有效樁長范圍如遇較堅實土層，視情況而定或局部修改地基處理設計。

9、單樁豎向承載力標準（Rkd）計算：因樁間土大部分為砂土但粘粒含量較多，土質不均勻，夾有粘性土薄層，樁間土的平均摩阻力（qs）綜合采用10KPa，樁端土天然地基承載力標準（qs）采用120Kpa。Rkd=qsUpL+aApqp=101.574.0+0.50.196120=74.56KNQs-樁周土平均摩阻力（KPa）UP-樁周長（樁徑按0.5m）L-樁長（m）A-樁端土天然地基承載力折減系數(shù)（取0.5）Ap-樁的截面積（m2）qP-樁端天然地基土的承載力標準值（KPa）復合地基承載力標準值（fsp.k）為：fsp.k=m（Rkd）/Ap+（1-m）fsp.kM-面積置換率；-樁間土承載力折減系數(shù)

10、（取0.4）Fs.k-樁間土承載力標準值（取100KPa）由于復合地基承載力標準值（fsp.k）確定為200Kpa，如僅在基礎范圍內布樁，置換率（m）較高，單樁承載力發(fā)揮不充分，經與建設單位、設計單位協(xié)商，在基礎底面增加200mm碎石墊層，有利于減小樁土應力比，便于樁土協(xié)調工作。因此基礎底面積就可按自基礎底面應力擴散到樁頂面投影面積計算（應力擴散角取45）。在實際計算中各獨立基礎長寬（以a、b表示）二個方向各加0.5m為計算基礎尺寸（a1、b1表示）。這樣基底反力由于基礎地面積增加有所減小，另外相應考慮了增加基地面積后上覆土重的因素，因此基礎投影面積的基底反力（P2）可用下式表示：P2=P1a

11、b+PcH(a1b1-ab)a1b1P1-實際基礎基底反力a、b-實際基礎長度及寬度a1、b1-假想基礎長度及寬度Pc-基底以上基礎及土自重KN/m3H-基礎埋深如：J-2基礎尺寸為3.62.8=10.08m2，假想基礎尺寸a1=3.6+0.5=4.1(m) b1=2.8+0.5=3.3(m)P2=2003.62.8+202.0（4.13.3-3.62.8）4.13.3=159.20Kpa面積置換率（m）計算按照復合地基承載力標準值計算公式，面積換率（m）可按下列計算：m=(fmp.khf-fs.k)（RKDAp-fs.k）仍以J-2基礎為例m=（159.20-0.5100）（74.560.1

12、96-0.5100）=0.33計算布樁數(shù)量（n）n=ma1b1Ap=0.334.13.30.196=22.8（根）實際布樁數(shù)55=25根在施工過程中由于地質條件變化，樁端土層軟弱或樁長未達到設計要求，則對單樁承載力標準值影響較大時，可視施工情況適當調整樁長及置換率。5、沉降計算計算模型：按有關規(guī)范要求當置換率大于0.2時，可將群樁與樁間土作為實體深基礎，壓縮層厚度自樁端全斷面起算，算到附加應力等于土的自重應力的20%處，附加應力應考慮相鄰基礎的影響。對于被加固土體部分的沉降值，由于樁有效長度較短，壓縮量較小，因此可認為是影響不均勻沉降的次要因素。計算方法計算地基變形時，地基的內力分布，按照各向

13、同性均質的直線變形體理論，其最終沉降量按建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2012）的有關公式進行計算。地基應力取值：由于場地部分地勢較低，需填土加高，因此在計算時，土的附加應力自0.0起算，自重應力按一般基礎埋深計算，偏于安全，地下水位以上土及基礎自重應力，綜合取值為20KN/m3，水位以下均按8-10KN/m3。計算時均考慮相鄰基礎的影響。壓縮性指標取值各土層土壓縮模量（Es）取值均按巖土工程勘察報告提供參數(shù)進行計算。在場地南部，樁底軟弱土層較厚地段，計算時考慮到土層不均勻性，其壓縮模量較地質報告提供數(shù)據(jù)Es=7.8Mpa減小至Es=5.0Mpa進行計算。初步計算成果：在場地東南部分地

14、層變化較復雜，樁端下臥層土厚度按1.5m考慮，壓縮模量（Es）取20.0Mpa按J-2基礎尺寸計算最終沉降量S=32.37mm，據(jù)計算結果分析相鄰基礎附加應力的影響較小。如其它地質條件較好地段其沉降量會更小，據(jù)此判定主廠房基礎的沉降差，可控制在規(guī)范要求范圍以內。（詳見計算結果）。6、綜效分析地基工程全中施工完畢后，由東營市經濟開發(fā)區(qū)建筑工程質量檢測站，進行地基承載力檢測。檢測結論為：合格工程。并經東營市經濟開發(fā)區(qū)建筑工程質量監(jiān)督站核驗，該主廠房地基處理深層攪拌工程為合格工程。該工程竣工驗收被東營市建筑工程質量監(jiān)督站核驗為優(yōu)良工程。采用水泥粉噴樁攪拌法處理地基不僅社會效益良好，經濟效益也十分可觀

15、。若采用開挖置換法進行地基處理，達到設計要求持力層200Mpa，砂土大約要下挖5.06.0米，平均按5.5米計算，基礎底寬5.0米，放坡系數(shù)1:0.5，留取400工作面，350寬水溝，機械挖方外排砂土工作量為：156m9.5m5.5m4=32604m390m13.5m5.5m1=6682.5m390m9.5m5.5m1=4702.5m3小計：43989.0m3該砂土必須全部外排，按東營市經濟開發(fā)區(qū)堆放區(qū)域，每m3土方挖運費為28.00元，費用高達：43989.0m328.00元/m3=1231692.00元置換土必須全部從外地購買，按東營市經濟開發(fā)區(qū)價格加夯填費用為21.50元/m3。費用：4

16、3989.00m321.50元/m3=945763.50元挖方、外排、外購、夯填費用為：1231692+945763.50=2177455.50元采用水泥粉噴樁，工程決算價僅為1280500.00元節(jié)約費用達：2177455.50-1280500.00=896955.5元參考文獻：1建筑地基基礎設計規(guī)范。（GB50007-2012）2建筑地基處理技術規(guī)范。（JGJ79-2012）3軟土地基深層攪拌加固法技術規(guī)程。（YBJ225-91）4巖土工程勘察規(guī)程。（GB50021-2001）5建筑抗震設計規(guī)范。（GB50011-2010）6工程地質手冊。（第五版）工程名稱：山東東營隆達股份有限公司主廠房計算日期：荷載編號基底應力p(KPa)左下角座標（m）右下角座標（m）基礎底面標高z(m)自重附加xyxy117.00107.000.0000.0003.6002.8003.300217.00107.006.0000.0009.6002.8003.300317.00107.0012.0000.00015.6002.800