地基与基础工程设计建议书11.doc

江安金府商贸城项目地基处理工程设计建议文件中南勘察设计院（湖北）有限责任公司2014年07月28日江安金府商贸城项目地基处理工程设计建议文件 工 程 编 号： 法定代表人： 詹 学 贵 技术负责人： 龙 雄 华 审 定： 黄 强 审 核 人： 史 群 飞 设计负责人： 王 泽 希 制 图： 李 柯 提交单位：中南勘察设计院（湖北）有限责任公司 提交日期：2014年07月28日 实施单位：中南勘察设计院（湖北）有限责任公司成都分公司地 址：成都市交大路203号 邮 编：610031电话传 真电子信箱：ZNZJ168.com 目 录一、工程概况11.1项目概况11.2工程地质及水文地质条件1二、设计原则及依据32.1设计设计原则32.2设计设计原则依据3三、地基处理方案设计33.1工程特点分析33.2涉及到的岩土工程问题43.3设计方案的整体布置：63.4推荐方案比选73.5工程建议8四、 施工工艺94.1强夯处理94.2振冲碎石桩复合地基处理10附图目录序号文件名称张数图纸编号备注1地基与基础工程设计示意图(方案一）1NO：011地基与基础工程设计示意图(方案二）1NO：02一、工程概况 1.1项目概况 拟建项目“江安金府商贸城”由四川钱塘投资有限公司投资兴建，项目位于宜宾市江安县小坝片区迎宾大道与环城路交叉口，总用地面积约132378，由地块一及地块二组成。 1.2工程地质及水文地质条件 1.2.1场地区域地质构造特征及地貌 场地位于桐子园背斜南翼的单斜构造区，场地及附近无活动断层，新构造运动 表现不明显，历史上无破坏性地震发生未见断层及褶曲，地质构造简单，区域稳定性较好。场地地貌单元为冲沟和丘陵斜坡。 1.2.2工程地质概况 场地地层主要为第四系全新统素填土(Q4ml)、第四系全新统坡洪积层（Q4pl+dl）成因的粉质粘土，下伏侏罗系沙溪庙组（J2s）。揭露地层特征如下： 第四系全新统人工填土（Q4ml）。 素填土：色杂，以褐、褐红色为主，松散，稍湿；主要由泥岩、砂岩块体、碎 屑及植物根系组成，局部填方区域为近期回填（小于1年）堆积而成，回填压 实程度差、松散状，粒径0.2-1.5米不等。场地部分地段分布，层厚0.529.8m。 第四系全新统坡洪积层（Q4pl+dl） 软塑粉质粘土：褐黑，褐灰色，软塑，饱和，韧性好，干强度较高，断面光滑， 无摇振反应，属高压缩土，含铁锰质。层厚约0.9-4.5m，场地局部分布，多分 布于梯田冲沟及鱼塘区域内。可塑粉质粘土：黄褐色，灰褐色，可塑状，切面 光滑，质不纯，含强风化岩屑及植物根系，干强度中等，韧性中等，厚度0.9 5.6米，分布于原场地冲沟及斜坡处。 侏罗系中统沙溪庙组（J2s） 基岩为侏罗系中统上沙溪庙组岩层（J2s），测得岩层产状：倾向120度，倾角 12度。岩层主要为紫红色、暗红色泥岩和灰色、灰褐色砂岩。 -1强风化泥岩(J2s)：主要分布于场地地块二，呈紫红，暗红色，强风化， 为侏罗系沙溪庙组泥岩，碎块状结构，主要矿物以粘土矿物为主，节理、裂隙 发育，裂隙被粘性土所充填，裂隙面有铁锰质渲染，岩体呈碎块状，岩芯采取 率约60%，岩石坚硬程度为极软岩，岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级 为V级，该层层厚约 1.21.9米。 -2中风化泥岩(J2s): 主要分布于场地地块二，呈暗红、紫红色，中等风化， 呈致密块状，裂隙稍发育，岩体呈厚层、巨厚层状。层理较清晰。属极软质岩 石，岩体结构较完整。岩芯呈柱状长柱状，致密较硬。岩芯采取率约80%， 岩石坚硬程度为极软岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为V级， 顶板埋深1.27.2m。 -3强风化砂岩(J2s)：主要分布于场地地块一，呈灰色，灰褐色，强风化， 为侏罗系沙溪庙组砂岩，结构岩体呈碎块状，岩芯采取率约75%。岩石坚硬程 度为极软岩，岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级为V级，该层层厚约 0.73.1米。 -4中风化砂岩(J2s): 主要分布于场地地块一，呈灰色，灰褐色，中等风化， 呈致密块状，裂隙稍发育，岩体呈厚层、巨厚层状。层理较清晰，属软质岩石， 岩体结构较完整，岩芯采取率约90%，呈柱状长柱状，岩体基本质量等级为 级。该层顶板埋深1.234.9m 1.2.3地基土物理力学性能 地基土物理力学性能建议表（根据本项目岩土工程勘察报告）表1-1土 名重度(KN/m3)承载力特征fak(KPa)压缩模量Es(MPa)粘聚力标值Ck(KPa)内摩擦角标准值k(度)素填土17.0-17.5/软塑粉质粘土18.0-18.590-1103-410-125-8可塑粉质粘土19.019.5130-1505-616-1813-16强风化泥岩22.0-22.5280-32014-1630-6022-25中等风化泥岩24.0-25.0900-1100/150-20030-35强风化砂岩22.0-23.0380-42015-1730-6024-27中等风化砂岩24.0-25.01000-1200/160-22032-37二、设计原则及依据 2.1设计设计原则 2.1.1地基处理工程技术方案遵循安全第一、经济合理的原则2.1.2设计过程及设计成果均满足国家及地区现行相关规范及规程。2.1.3应“因地制宜、因时制宜”，设计方案应符合项目现场施工要求。2.2设计设计原则依据2.2.1江安金府商贸城项目用地红线图（江安县住房和城乡规划建设局）；2.2.2江安金府商贸城项目初步岩土工程勘察报告（四川省川建勘察设计院）；2.2.3建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012)；2.2.4混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；2.2.5建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB500072011)；三、地基处理方案设计3.1工程特点分析 拟建项目所在地宜宾为丘陵地区，建设用地多为坡地，地面起伏大，因此，在工程施工时多采用高挖低填的方法进行场地平整，由此，也导致了建筑物下方地基土土质性能差，地基与基础工程设计及施工难度大的现象。本工程建设场地亦处于坡地上，属典型的高填方场地。根据项目初步岩土工程勘察报告揭示，场地内回填土最大厚度达到29.8m且未经任何处理，物理力学性能差，远不能满足建筑承载力要求，且本工程回填区填料多为泥岩，遇水后极易较化，对工程非常不利。本工程拟建建筑物均为3层，基础下方地基土主要由回填土、粘土及基岩组成，本工程中，回填土、粘土的天然地基承载力均不能满足建筑承载力要求，因此，需要对其进行地基处理或采用特定基础形式。3.2涉及到的岩土工程问题3.2.1关于场地地下水问题。 场地未来涉及到的地下水主要为，大气降雨、生活用水，基岩裂隙水，通过地表沟系水流汇集带低洼地带。由于场地下卧岩土层为相对隔水层，外部水系将汇集在场地低洼地带，主要汇集区域是回填土为29米深范围。，做好地表水的疏排泄工作，可以预防和减小地下水的下渗。常规的预防措施是：做好生产生活用水的排泄工作，通过污水管道排出场地外。在场地外采取截排水措施，周边的水源通过排水沟排出场地。做好场地硬化工作，避免大气降雨直接下渗。3.2.2关于场地稳定性问题。 场地平整前基岩的上覆土层厚度不大，场地虽处于斜坡浅丘地段，但未出现边坡变形和破坏迹象，边坡处于稳定状态。场地回填后，拟建物施工时，应工程建设对地质环境条件的改变，特别是在高填方区和浅填方区之间的范围，从初步勘查结果表明，场地原始地貌起伏很大原始地貌原为农田，长期蓄水，偶有泥塘，构成了相对软弱面，回填岩土处于软弱层面的上部，外加拟建物的荷载，且坡度最大的为40左右，具备了影响场地稳定性的外部条件。 因此如何防止高低填方区土体滑移动，是未来边坡稳定性设计和地基基础施工单位必须考虑的问题。常规的方法是：采用抗滑桩，利用体的抗剪力，防止土体的下滑。根据形成的边坡的形态及其安全性等级，修建挡土墙，对坡面采用格构梁支护措施。 3.2.3地面沉降域不均匀沉降问题 由于回填土的泥岩，砂岩具有雨水风化，软化的特性，在雨水长期浸泡后，物理力学性质降低，软化沉降，从而引起地基土及地面沉降。地面沉降未来地下埋设的电缆、光纤，雨水管道，污水管道，天然气管道，地面道路等安装的正常使用，地基基础的沉降则会影响到建筑物的结构，以及后期安全性。 一般来说我们可以通过改变土体的变形模量，和承载力方式的处理方式来预防地面沉降，常规工艺可以选用：大面积的振冲碎石桩，大面积的强夯。 3.2.4拟建物基础持力层的选择问题： 该场地进行大范围回填整平工作，上部回填土回填时间短，土质均匀性差，各岩土层在不同区域的埋深变化相对较大，地基土均匀性均较差，属于不均匀地基。结构杂乱，承载力低，不能作为地基持力层。场地分布的软塑及可塑粉质粘土承载力较低，且分布不连续，不宜作为地基持力层。强风化基岩承载力较高，可作为拟建建筑天然地基持力层。场地内分布的中等风化基岩层位稳定，分布连续，厚度大力学性质好，承载力高，是拟建建筑良好的地基持力层。 根据场地工程地质条件和建筑物的结构形式，从安全、技术、经济、施工方便等因素综合考虑，在场地平整以后，在基岩出露区或基岩埋深较浅区域，建议采用天然独立柱基础，以强风化或中等风化基岩作为基础持力层。在基岩埋深较深区域，采用桩基础，桩基形式建议采用机械钻孔灌注桩或预应力管桩，以中等风化基岩层作为桩基持力层。3.3设计方案的整体布置：3.3.1对于地下水 根据场地的实际情况，做好截排水措施，和地表水疏排工作，做好地面硬化处理。3.3.2针对总平面图的平面布置 对单体建筑物进行地质单元分区，包括：浅填方区、深填方区，填方跨越区三部分，针对单体建筑物的特点，结合地质分布状况，进行单项岩土工程设计，确定有对策的地基基础处理方案3.3.3对于稳定性问题： 根据建筑物的荷载，结构特点，地层分布状况，按照国家有关规定进行专项的岩土工程勘察、设计、及其治理。目前该工作尚需进一步深化，探究。3.4推荐方案比选 3.4.1 方案一：强夯+工程桩方案 根据建筑物分布特点，和回填深度进行分区。对路面部分设计安装满足地面沉 降要求，建筑物部分，按照建筑物要求设计。由于强夯工艺影响的深度有限，一 般在大于8米后，效果较差。 分区后，可以采用天然地基部分，直接以强风化或者中等风化基岩做基础持力层。 分区后需要处理区域，在回填较浅的部分，通过设计计算后，可直接选用强夯后 的地基土作为基础持力层。 分区后需要处理区域，在回填较深的部分，上部采用强夯工艺；下部可以选用桩 基础，以为中等风化基岩做桩端持力层。如管桩或者灌注桩， 3.4.2 方案二：振冲碎石桩+工程桩（可能）方案根据建筑物分布特点，和回填深度进行分区。对地面部分设计安装满足地面沉降 要求，建筑物部分，按照建筑物要求设计。振冲碎石桩复合地基处理影响的深度， 在大于15米后，施工难度交大。 分区后，可以采用天然地基部分，直接以强风化或者中等风化基岩做基础持力层。 分区后需要处理区域，在回填较浅的部分，通过设计计算后，可直接选用振冲碎 石桩复合地基，以中等风化基岩做桩端持力层。 分区后需要处理区域，在回填较深的部分，如振冲碎石桩复合地基可满足变形和承载力要求，则可选用振冲碎石桩复合地基；如设计计算不满足，则选用桩基础，以为中等风化基岩做桩端持力层。如管桩或者灌注桩，上部采用强夯工艺。3.4.3推荐方案：振冲碎石桩+工程桩（可能）方案 优点：1、振冲碎石桩体是良好的排水通道，利于排水及其蒸发，2、褥垫层及其 柔性结构，利于调整拟建物上部结构及其受力情况，3、振冲碎石桩具有挤密效应， 有利于提高地基土承载力，3、成桩影响深度相对较大，4、机械设备简单，工艺 成熟。 缺点：1、对回填超深部分处理困难，2、不能解决超深部分水汇集后引起的软化 沉降问题。 3.5工程建议 3.5.1场地尚有大量地段未回填，在回填以前建议将低洼地段及鱼塘内积水进行 统一排放，清除底部淤泥及软塑粉质粘土 3.5.2对局部回填厚度较大区域建议进行分层碾压、夯实处理。每回填5.0米左 右进行强夯处理一次后，再继续回填。 3.5.3建筑总平布置，可以根据地质分区情况优化。 3.5.4基础设计时应该充分考虑到复杂的地质情况，在结构上采取措施。4、 施工工艺4.1强夯处理 4.1.1工艺原理 强夯处理法是反复将夯锤提到一定高度使其自由落下，给加固区地基土以冲击 和振动能量，将地基土夯实并达到设计要求承载力的地基处理方法。4.1.2工艺流程 场地平整、测 量 放 线 标出一遍夯点位测前场地高程吊 车 就 位，安 全 检 查夯 前 锤 顶 高 程 测 量夯点夯击、测量锤顶高程质量检满 夯测量夯后场地高程测 量 场 地 高 程下一夯点施工完成一遍夯击推土机整平场地 夯击次数及控制标准 满足间距时间，进行下一遍施工4.1.3施工步骤 清理并平整施工场地，测量场地高程，使场地达到强夯设计起夯面高程； 测定标出第一遍夯点位置，按夯锤接地轮廓线用石灰圈点标识； 吊车就位，夯锤对准夯点位置：测校脱钩高底，用脱钩绳定死脱钩位置高度。 测量夯前锤机标高； 将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程， 若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平； 重复步骤，按设计规定的夯点击数和控制标准，完成一个夯点的夯击； 换夯点，重复步骤，完成第一次全部夯点的夯击； 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程； 根据夯点情况，按上述步骤逐次完成全部夯击次数、遍数及夯后整平工作， 最后满夯，将场地表层松土夯实后，测量夯后场地高程。 4.1.4质量控制标准 应按建筑地基基础工程施工验收规范（GB500072011）4.6下表进行检验： 强夯地基质量检验标准表 表4-1项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值一般项目1夯锤落距mm300钢尺垂直量测2锤重kg100称重3夯击遍数及顺序设计要求计数法4夯点间距mm500全站仪校核，定位夯点，钢尺校核，单个夯点位置5夯击范围（超出基础范围距离）设计要求用钢尺量6前后两遍间歇时间设计要求 4.2振冲碎石桩复合地基处理 4.2.1工艺原理 振冲置换地基，是以起重机吊起振冲器，起动潜水电动机带动偏心块，使振动 器产生高频振动，同时起动水泵，通过喷嘴射高压水流，在边振动边冲的共同作 用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石， 使其在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此重复填 料和振密，直至地面，在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地 基，从而提高复合地基承载力的加固方法。 4.2.2施工工艺流程 施工准备 测量布桩 成孔 清孔 逐段加密成桩 单桩施工结束布置水、泥浆循环系统 桩孔情况记录 造孔情况记录 加密情况记录 连续喂料成桩施工记录 清孔情况记录电源布设、组装调试设备 转入下一桩施工 振冲桩试验及检验 垫层铺筑沉降观测及稳定性观测 指挥对桩 4.2.3施工步骤 桩位定位放样：在桩位中心打入木桩（长30cm木方）。 吊车就位：振冲器对准桩位，通电、通水，检查水压，电压和振冲器空载电 流值是否正常。 先打入带桩尖的套筒护壁，然后振冲器下沉，启动吊车使振冲器以1-2m/mim 的速度在土中徐徐下沉，控制振冲器的额定电流，并进行记录。 当振冲器下沉到设计桩端以上50CM左右时（若成孔困难可加大水压或增加辅 助射水管），将振冲器提至孔口。 重复步骤一至二次，完成振冲成孔，将振冲器停在桩端以上50cm左右处， 进行清孔，待孔内循环泥浆稠度降低，即将振冲器提至孔口。 填料：向孔内倾到石料，每次下料不得超过0.5立方米（可根据地层增减填 料量），将振冲器下沉至孔内中进行振密、拔筒、填料振密直至碎石