地基基础讲座PPT课件.ppt

1 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件建筑工程地基基础 地下空间开采利用应注意的岩土工程问题 2010年7月1日 杭州市勘测设计研究院寇秉厚 2 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件 一 自然地理概况 气象与水文地形与地貌地震 3 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件 二 杭州在第四纪以前的古地貌 地质构造平原地区的隐伏基岩 4 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件 三 杭州第四纪地层的沉积规律 杭州在第四纪早更新世 Q1 沉积地貌特征杭州在第四纪中更新世 Q2 沉积地貌特征杭州在第四纪上更新世早期 Q31 的沉积地貌特征杭州在第四纪上更新世中晚期 Q32 的沉积地貌特征 5 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件 三 杭州第四纪地层的沉积规律 杭州在第四纪全新世 Q4 的沉积地貌特征古西湖由海湾泻湖的演变及沉积地貌特征杭州城池形成 迁址 扩大 发展演变过程人工填土覆盖层的由来与地下隐患杭州城区钱塘江冲海积粉土 粉砂边缘分界 6 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件 四 杭州市区工程地质的划分与岩土工程特征 划分原则工程地质层序的划分与建筑适宜性评价目前所见工程地质层序划分的种类1 延今俗成的分层2 省标 岩土工程勘察文件编制标准 分层3 浙江省标 岩土工程勘察规范 统一层序 7 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件 五 杭州的水文地质条件 地表下重力潜水 与地表水系有水力联系 局部有上层滞水深层承压水 钱塘江古河床 苕溪古河床 局部有微承压水西湖环山局部存在的泉水隐伏基岩中的裂隙水 成岩溶洞 沟 槽的水体 8 杭州市区地质概况及工程 水文 地质条件 六 不良工程地质条件 有害气体 沼气 甲烷 埋藏于海相沉积层中的动植物残体生成 常储存在下部的砂性土层中 会造成工程建设施工的危害 一般是提前普查与释放 地下隐患 钱塘江边岸内多道拦洪坝堤 抛石 木桩 以及老城区的老基础 废管道 地下洞室 暗河 暗塘等 9 10 11 12 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 对岩土工程勘察的委托技术要求和地质报告的应用应注意的问题 1 目前勘察市场较混乱 相互压价 低价竞标 委托时应选择资质高 信誉好 有地区经验 服务好的单位 尤其是工程负责人的人选 应是注册岩土工程师 并应在勘察报告文件上签章 2 应注意所提交的勘察报告的合法性 完整性及其技术深度是否满足本工程的要求 各土层物理力学性质指标的真实性和合理性 岩土设计参数的正确性 3 地下室基坑抗浮水位 c 值 渗透系数k值 坑内钻孔回填 13 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 建筑场地隐患调查 平整换填与地基处理 1 建筑场地的周边环境与地表下隐患调查用地红线外的周边道路 地下管线 地上高架高压线杆墩 既有建筑基础型式 埋深 完好程度 地铁区间隧道 河 浜 塘 渠水系 填埋情况与水力联系 常洪水位 郊外 农田上的大面积堆填土 已填的成分与性质现状 将要填的选料与方法 新松大面积填土的超载 老城区场地下的废池 洞室 老基础残桩与堤坝 抛石 14 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 2 建筑场地的地基处理对于在软弱和松软地基上建造多层建筑或路基 有时需要进行浅层地基改良处理 以满足地基承载力和变形的要求 在选择地基处理方法时应综合考虑场地的工程地质和水文地质条件 建筑物对地基的要求 建筑结构类型和基础型式 周边环境条件 材料供应情况 施工条件等因素 并应考虑上部结构 基础和地基的共同协调作用 经多方案技术经济指标分析比较 15 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 按浙江省标准 建筑地基基础设计规范 DB33 1001 2003 和国行标 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 地基处理改良的设计思路和理念一般有以下几种类型和方法 复合地基法 地基改良后的增强体顶部应设褥垫层 中粗砂 碎石等散体透水材料 并对地基承载力进行深度 宽度修正 经处理的地基 下部仍有软弱土层时 要进行下卧层强度变形验算 对要承受水平荷载的高耸构筑物或建在坡地上的建筑物 挡墙等还要进行地基稳定性验算 16 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 换填垫层法 适用于地表残部有河 塘 软弱淤质土 生活垃圾或地下固体障碍物 清除后换以砂砾石 素土等分层夯实 但应注意垫层的厚度 坡率 高宽比 应力扩散角 水位和压实系数 强夯法 适用于处理地下水位以上的碎石 砂土 粉土 粘性土 杂填土等 但对分层有效加固深度 锤重与落锤高度 单位夯击能量等应通过现场试夯与测试来选定 并应满足夯坑周围不发生过大隆起 起锤不至于发生困难 最后两击的平均夯沉量 当单夯能6000时为20cm 17 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 强夯置换法 适用于饱和粉土和软弱粘性土 常采用单墩位 三角形 正方形 或满堂处理 测试用静载及动探 砂石桩法 适用于处理松散粉土 消除液化 提高均匀性与承载力 如振动沉管砂石桩 测试可用静载荷 动探或静力触探 振冲置换法 适用于松砂土 粉土 新松杂填土 素填土 一般加碎石 砂砾填料 振冲桩直径一般为0 8 1 2m 振冲桩的中心距与振冲器的功率 KW 宜匹配 检测手段同砂石桩 18 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 深层水泥土搅拌法 适用于处理淤泥 淤泥质软土等 有干法与湿法之分 即粉喷干水泥与水泥浆液搅拌 当有机质含量 5 时应掺添加剂 当塑性指数Ip 25或地下水有腐蚀性时应通过现场试验确定适用性 一般常用于多层建筑的复合地基 软土区的路基改良 基坑围护时的重力式或与土钉复合支护 坑底被动土体改良及作止水帷幕等 常用手段与机具有双头 700 单头 600 三轴水泥搅拌桩 650 850 1000等 检测手段 静荷载 N10标贯 取芯等 19 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 高压旋喷注浆桩法 适用于淤泥 淤泥质软土 粘性土 粉土 粉砂 填土和碎石土等 但对土体有机质含量高 抛石等地下障碍物多等应通过试验确定适用性 当地下水流速过快时不适用 高压喷射注浆方法可分为旋喷 定喷和摆喷三种形式 其机具设备有单管法 二重管法 气 浆 三重管法 气 水 浆 一般常用于复合地基改良 止水帷幕或地连墙幅间堵漏 基坑底改良土体等 检测手段为水泥掺量 水灰比控制 动力触探与取芯 20 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 排水固结法 适用于淤泥 淤泥质软土 冲填土 滩涂土等 竖向排水方法模型有砂井 袋装砂井 塑料排水板带 预压方法有堆载预压 真空预压或两者兼用 土体顶部应加水平排水砂石垫层与排水系统 加固后地面将会产生较大沉降量 质量与效果检验方法 及时整理预压荷载 时间 孔隙水压力值 荷载时间的关系曲线 检测最终沉降量与各时间段的固结度 推算最终沉降量与效果分析 现场可进行十字板 静力触探等原位测试 也可取土样室内试验 和复合地基载荷试验 21 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 地基处理的其他方法还有 水泥粉煤灰碎石桩法 CFG桩 夯实水泥土桩法 石灰桩法 灰土挤密桩法和土挤密桩法 柱锤冲扩桩法 单液硅化法和碱液法 适用黄土 重锤夯实法 压密注浆法等等 22 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 基桩选型中应注意的岩土工程问题 随着建设项目向小高层 高层 超高层 深空间 大体量发展 工程桩的应用越来越多 在桩基的受力功能上 竖向受力 水平受力 抗浮抗拔 基坑围护 桩墙支挡等等需要应用各种桩型 作为建设方和设计方在桩基选型时 既要考虑满足受力功能需要 又要考虑周边环境影响和工程地质条件 持力层的选择 既要保证建筑安全 又要兼顾工期 造价 可行性及经济技术综合效益的比较和优选 23 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 按现行国标 建筑地基基础设计规范 GB5007 2002 国行标 建筑地基技术规范 JGJ04 2008 和浙江省标 建筑地基基础设计规范 DB33 1001 2003等有关规定 按基桩构造类型可分为 灌注桩 包括湿作业钻孔灌注桩 沉管灌注桩 夯扩桩 平底大头桩 人工挖孔桩 多支点挤扩桩 冲扩桩及干钻旋控桩等均属此类 除沉管型外部为排土型桩 混凝土预制桩 包括钢筋混凝土预制方桩 静压预制开口空心方桩 锚杆静压桩等 施工方法有击打有静压 对配筋率 接桩 桩靴 运输 提吊 桩顶网片等均有要求 24 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 先张法预应力空心桩 包括空心方桩 管桩 按混凝土强度等级与壁厚又可分为高强管桩 PHC 中强 PC 等 空心方桩可分为 PHC PS 施工方法有击打有静压 抱压 顶压 一般空心方桩应用较少但管桩在上世纪90年代得到广泛应用 曾一度取代沉管灌注桩甚至钻孔灌注桩 应用成风 其原因是由于其桩身质量放心 工期短 造价低 污染少等优点 甚至有的还用作地下室抗拔桩 但由于管桩属挤土型桩 以竖向受力为主 抵抗水平力性能差 接桩节点薄弱 进入好土和穿越砂砾土层能力差等 且管桩在深厚淤泥质软土中由于孔隙水压力消散不及 产生挤土效应 地面上涌 影响邻桩上浮或弯斜 当基坑内挖土不当会造成管桩弯斜断裂 当桩身暴露过高时易倾折 如上海莲花小区 楼倒倒 事件等等 25 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 现在管桩的的开发与发展为了克服以上缺陷 已在研制透水性管桩和加插非预应力钢筋作为上节桩 还有改进接桩工艺 除端板焊接外还有法兰连接 机械啮合连接 螺纹连接等 管桩的施工流程宜由中间向两侧 单桩线形行走 单桩桩量限制 采取应力释放孔和排土孔等 合理选压桩机 合理配置多节桩长 尽量避免桩超高等等 26 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 钢桩 包括管桩 H型和其他异型钢材桩等 钢管的下端口 有敞口 带加强箍 不带加强箍 带内隔板 不带内隔板 闭口 平底 锥头 之分 钢管打入要考虑孔塞效应 随着高层 超高层的增多 设计与应用量渐多 H型钢桩的下端头有带端板和不带端板 锥底 平头 之分 钢桩应作表面防腐处理 年腐蚀率 规范规定地面以上0 05 0 1 地面下水位以上0 05 水位以下0 03 水位波动区0 1 0 3mm y 毫米 年 桩的分类和桩型以及应用范围等还有很多 并随着工程建设和功能应用的需要还在不断发展 有关桩基专著 论文和桩基工程手册等都有详细论述 这里不展开介绍了 27 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 地下空间开采利用中应注意的岩土工程问题 随着城市建设和工程建设的规模日益发展 为改善城市交通和市政基础设施 为解决用地紧张 城市规划上对建筑高度的限制 为解决商业用地 公用建筑设施等向高层 超高层发展 停车难的迫切需要等等 摆在目前的解决发展难的出路 也如世界各大中城市的发展规律一样 向地下要空间 开发三维城市地下空间开采建设和利用形成地下空间城 28 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 于是 地下轨道交通网 跨海过江隧道 地下商场 医院民防工事 地下人行通道 地下管网共同沟 地下停车库等等 以杭州为例建设势头之猛 前所未见 而且大有向大 深 多 联的趋向发展 这就带来诸多岩土工程难题要去面对和解决 诸如深基坑围护与降排水 土方开挖 软弱地基土改良处理 周边环境影响调查与保护 邻近建筑基础与地下室影响与保护 动态施工技术与监测等 29 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 杭州目前地下空间开发建设现状 地铁1号线总长70KM 从2007年至今湖滨站 闸弄口站等20座车站主体结构已完成在进行出入口与风亭的施工 区间盾构已有26段贯通 计完成43KM 已进入联络通道施工 2号线东南段的人民广场站 建设一路站 建设三路站等6座站已进入主体结构施工 7个站已完成招标 计划6月完全面开工 1号线2012年底通车 庆春路过江隧道已建成 2010年底通车 过江只需6分钟 钱江隧道工程 南工作井已完成 过江盾构已开始施工 火车东站枢纽工程 主站与东西广场地下室已开工 沿江大道地下通道已在建 30 建筑工程地基与基础 地下空间开挖利用时应注意的岩土工程问题 城市中心地下人行过街通道已完成与在建20余处 钱江新城诸多高层超高层下大多为2 3层地下室 目前金融中心区将建5层地下室 武林广场下将建3层地下地下商场 车库 雷迪森新楼将在地下建6层地下室 其余开发地块数万面积2 3层地下室 已不胜枚举 其间 深大基坑围护 降水排水 土方开挖等工程成功的经验多不胜数 但由于对杭州沿江地带粉土 粉砂土降水不当 帷幕渗涌 深层承压水处理不妥 坑内挖土不填等原因 造成的基坑