某工程基础设计方案分析与经济比较

某工程基础设计方案分析与经济比较 摘要 本文通过具体工程实例 介绍了在硬土 层埋置较深的情况下 浅基础 桩基础和地基处理三 种基础方案的 分别阐述了各方案的优缺点 并对地 基处理提出两种桩长的方案 通过综合对比分析 优 化方案设计 选择了既经济 又满足工程总体要求的 基础方案进行基础设计 关键词 桩基础 地基处理 水泥搅拌桩 沉降 量 经济比较 中图分类号 S611 文献标识码 A 文章编号 设计概况 本工程位于福建省内 为汽车试验跑道 跑道呈 哑铃形 拟建道路宽 7m 总长约 2100m 其中曲面 部分转弯半径约 66 75m 长约 682m 曲面跑道相对 标高约为 0 80m 3 0m 场地自然地面绝对标高约为 6 00m 建筑用途为汽车测试试验跑道 按城市 级 次干道建设 路面类型为混凝土路面 路基曲面通过 堆土形成 本工程重要性等级为三级 拟建场地抗震 设防烈度为 7 度 设计基本地震加速度值为 0 10g 设计地震分组为第二组 地基基础设计等级丙级 中 软场地土 类场地类别 场地为抗震一般地段 无 液化土层 设计依据 建筑地基处理技术规范 JGJ 79 2002 建 筑基桩检测技术规范 JGJ106 2003 建筑变形测 量规范 JGJ8 2007 工程地质条件 场地地质构造 拟建场地自上而下各土层的工程地质特征见下表 表 1 1 各岩土层主要设计计算参数 地下水 勘探结束部分钻孔地下水稳定水位埋深 1 30 1 50m 场地地下水和场地土对钢筋混凝土结构 中的钢筋和混凝土结构均具微腐蚀性 基础设计方案分析 1 拟建场地浅部地层中 素填土为欠固结土 结构松散 力学强度低 均匀性差 分布不连续 厚 度薄 粘土强度较低 厚度较薄 其下分布有厚度 较大的高压缩性软弱土层 淤泥 该层受荷后变形较 大 地面沉降不符合要求 故 层浅基工程地质 性能差 故舍弃浅基础方案 2 如果采用桩基础 首先需要分析持力层位 置 拟建场地中部土层 粉质粘土力学强度中等 厚 度普遍较薄 且分布不连续 埋深浅 故 层工程地 质性能一般 强风化凝灰岩虽具较高的力学强度 但该层遇水易崩解和软化 扰动后会降低其工程性能 层面坡度局部大于 10 为非均匀性地基 并且从 经济角度来看 本工程面积巨大 但对所需单桩承载 力较小 如果采用桩基础不经济 故舍弃桩基础方案 3 综合考虑沿线路段路基土的特征 道路路 面设计标高以及经济性等因素 可选经分层压实 机 械碾压后的回填土 素填土及经处理后的 淤泥共 同作为路基 最终选择本工程地基处理方式采用水泥 土搅拌桩 搅拌桩直径 500mm 桩间距 1 5mX1 2m 桩顶标高均为 0 900m 5 基础设计方案经济比较 桩长的确定 首先要考虑满足复合地基承载力和 地面变形要求 其次再进行经济角度的比较 根据地 质勘查情况 按桩端是否进入 层粉质粘土分为两种 桩长方案 方案一桩长 8m 桩端未进入 层粉质粘 土 方案二桩长 14m 桩端进入 层粉质粘土 首先分析方案一 承载力验算和地面变形的计算 参见 建筑地基处理技术规范 JGJ 79 2002 1 5 1 承载力验算 5 1 1 复合地基承载力特征值 代入计算得 5 1 2 复合地基顶面以上覆盖弧形切面回填土及 跑道 最高处 3m 以及试验车重量 则复合地基顶 面附加压力为 故复合地基满足承载力要求 5 1 3 复合地基底面下卧层承载力验算 桩长 8m 时 复合地基底面下卧层为淤泥 由 地勘报告 该层土的承载力特征值为 埋置深度大 于 0 5m 则修正后的复合地基底面下卧层承载力特 征值为 将以上各参数代入得 5 1 4 复合地基底面压力 其中 A 加固地基的底面积 取单位长度范 围来计算 G 假想实体基础的自重 f 作用在假想实体 基础侧壁上的容许摩阻力 取 AS 假想实体基础 侧表面积 pa 135 4kpa fa 故复合地基下卧层 承载力满足要求 5 2 复合地基的变形 5 2 1 搅拌桩复合土层的压缩变形 代入参数 s1 0 0178m 5 2 2 桩端下未加固土层的压缩变形 代入得 桩长 14m 时 按上述计算过程 复合地基的变 形 s 0 0597m 13 9 综上分析 方案二与方案一相比较 工程量增加 75 但地面沉降仅减少 13 9 即使考虑施工后的 附加沉降 方案一在经济角度依然具有较大优势 故 最终选择方案一作为本工程的基础设计方案 6 小结 本文综合对比分析 在硬土层埋置较深的情况下 优化方案设计 选择了既经济 又满足工程总体要求