CFG桩加固软土的机理和复合地基的受力性状毕业论文.doc

CFG桩加固软土的机理和复合地基的受力性状毕业论文目 录第一章 绪 论11.1 问题的提出11.2 常用地基处理技术11.2.1 地基处理方法的分类11.2.2 地基处理设计方案选择11.3 CFG 桩复合地基处理技术现状71.4研究目的及意义81.5 本设计的主要工作与设计思路101.5.1 设计内容101.5.2 设计思路11第二章 原始资料122.1工程概况122.2工程勘察情况122.2.1 勘察目的与任务122.2.2岩土工程勘察等级确定132.2.3勘察工程布置132.2.4勘探测试及取土方法简述132.2.5勘察工作完成情况142.3场地工程地质条件152.3.1地形、地貌及地质构造条件152.3.2水文地质条件152.3.3场地土冻结深度152.3.4不良地质作用162.3.5地下水腐蚀性评价162.3.6 活动断裂影响162.3.7 场地地震效应评价162.4现场岩土工程分析与评价172.4.1岩土参数的分析与选用172.4.2各层土承载力特征值及压缩性评价192.4.3各土层桩基参数20第三章 筏板基础设计233.1基础概述233.2筏板基础的类型253.3筏板基础的结构设计263.4筏板基础平面尺寸确定273.4.1筏板厚度273.4.2筏板基础埋深及承载力的确定273.4.3筏板配筋273.4.4 筏板的平面尺寸283.4.5天然筏板基础的变形计算293.4.6筏板平面尺寸演算303.5筏板基础抗浮锚杆的设置333.6筏板基础的施工与监测343.6.1筏板基础的施工343.6.2筏板基础的监测35第四章 CFG桩复合地基设计364.1特点和适用范围364.2 CFG桩及其复合地基知识概述364.3CFG桩复合地基加固机理374.3.1 CFG桩加固机理374.3.2设置褥垫层的基本原理374.4施工准备384.4.1技术准备384.4.2施工机具及材料准备394.4.3消防设施准备394.4.4桩基施工工艺流程404.4.5桩基施工过程404.4.6提钻、压灌、成桩424.4.7挖土、桩头的凿除424.4.8CFG桩技术要求及质量控制要点434.4.9现场纪录要求及注意事项464.4.10复合地基设计与参数确定464.4.11 CFG桩设计474.5施工质量控制504.5.1施工监测504.5.2逐桩静压504.5.3静压振拔技术504.5.4大直径预制桩尖的采用504.6.质量检验504.6.1桩间土检验504.6.2单桩和复合地基检验514.6.3.常见问题及施工措施51第五章 结论53参考文献54致 谢563河南理工大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪 论第一章 绪 论1.1 问题的提出随着我国社会和经济的发展，现代化建设步伐的加快，建筑规模正以前所未有的速度发展着。高层建筑、地下铁道、地下停车场、地下商场、大型水电站、水库高速、公路和铁路、海港码头等现代化设施，以及防治各种自然灾害的构筑物比比皆是。高层建筑、地下铁道、大型商场，各种产业厂房等。于是对基础的承载力和变形提出了更高的要求，特别是在各种复杂的地质条件下，如何经济合理地解决好地基基础问题，在整个建筑工程中占有重要的地位。地基基础是建筑物与地基之间的连接体，是建筑物的根基，属于地下隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质量直接关系着建筑物的安危。据统计世界各国的工程事故中，以地基基础事故最多，而一旦发生地基基础事故，因该部分正位于建筑物底部，补救非常困难。因此为了保证建筑物的安全和必需的使用年限，基础应当具有足够的强度和耐久性。地基虽然不是建筑物的直接组成部分，但是它的好坏直接影响着整个建筑物。为了保证建筑物的安全，地基应该同时满足两个基本要求：首先，地基应具有足够的强度，在荷载作用下不至于因地基失稳而破坏；其次，地基不能产生过大的变形而影响建筑物的安全与正常使用。2008年的大地震给了我们深痛的教训，也同时给了我们建筑工作者一个警讯。怎么把建筑建的安全可靠，是作为一个建筑工作者应首要要考虑的问题。基础作为建筑物的根基，我们更应该意识到设计好基础的重要性。怎样设计安全的基础？成了当下我们最应该思考的问题。1.2 常用地基基础的设计分类及方案选择(1) 房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供给以及地区抗震烈度等综合考虑，选择经济合理的基础型式。a 砌体结构优先采用刚性条形基础，如灰土条形基础、Cl5素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等，当基础宽度大于2。5m时，可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。b多层内框架结构，如地基土较差时，中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础，中柱宜用钢筋混凝土柱。c框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基，在抗震设防区可按建筑抗震设计规范第6.1.1l条设柱基拉梁。d无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性，减少不均匀沉降，可采用十字交叉梁条形基础。(2) 如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采用桩基或人工地基时，可采用筏板基础（有梁或无梁）。a 框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀，可采用箱形基础；柱网不均匀时，可采用筏板基础。b有地下室，无防水要求，柱网、荷载较均匀、地基较好，可采用独立柱基，抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀，可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时，宜采用梁板式筏基。c框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀，可选用单独柱基，墙下条基，抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。d无地下室，地基较差，荷载较大，柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起，以加强整体性，如还不能满足地基承载力或变形要求，可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室，无防水要求，地基较好，宜选用交叉条形基础。当有防水要求时，可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室，可采用筏板基础；如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时，采用箱形基础。现在我就大型基础设计中较多见的基础类型的桩基础。当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求，或经过经济比较采用浅基础反而不经济时，可采用桩基础。1桩平面布置原则：1）力求使各桩桩顶受荷均匀，上部结构的荷载重心与桩的重心相重合，并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的反抗矩。2）在纵横墙交叉处都应布桩，横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩，门洞口下面不宜布桩。3）同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。4）大直径桩宜采用一柱一桩；筒体采用群桩时，在满足桩的最小中心距要求的前提下，桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。5）在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。6）剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响，而剪力墙中和轴四周的桩可按受力均匀布置。2桩端进入持力层的最小深度：1）应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d（d为桩径）；砂土及强风化软质岩不宜小于1。5d；对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d，且不小于0。5m。2）桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面进入岩层的深度不宜小于0。5m，嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少，但不宜小于0。2m。3）当场地有液化土层时，桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层，进入深度应由计算确定，对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0。5m，对其他非岩石土且不宜小于1。5m。4）当场地有季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定，其深度不应小于4倍桩径，扩大头直径及1。5m。3桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求，上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及四周环境等因素综合确定。1）预制桩（包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩）适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层，且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土，穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到非凡坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。2）沉管灌注桩（包括小直径D5O0mm，中直径D500600mm）适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土；对于桩群密集，且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定，故宜限制使用。3）在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响，必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广，通常适用于持力层层面起伏较大，桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层；如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等，则需采用冲孔灌注桩。无地下水的一般土层，可采用长短螺旋钻机干作业成孔成桩。钻（冲）孔时需泥浆护壁，故施工现场受限制或对环境保护有非凡要求的，不宜采用。4）人工挖孔桩适用于地下水水位较深，或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤泥质土者。成孔过程可能出现流砂、涌水、涌泥的地层不宜采用。5）钢桩（包括H型钢桩和钢管桩）工程费用昂贵，一般不宜采用。当场地的硬持力层极深，只能采用超长摩擦桩时，若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量，或为了要赶工期，此时可考虑采用钢桩。钢桩的持力层应为较硬的土层或风化岩层。6）夯扩桩，当桩端持力层为硬粘土层或密实砂层，而桩身穿越的土层为软土、粘性土、粉土，为了提高桩端承载力可采用夯扩桩。由于夯扩桩为挤土桩，为消除挤土效应的负面影响，应采取与上述预制桩和沉管灌注桩类似的措施。7） CFG桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。近年来，复合地基得到了广泛应用，复合地基可以提高地基持力层承载力，提高土体弹性模量，有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的方法来替代桩基，以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。进行地基基础设计时，结构设计者应结合工程具体情况，多方面对比，选择经济合理的方案。每一种地基基础处理方法，都有其使用的地质条件和范围，以及特定的施工方法，在不同的条件下，会遇到不同的问题，都要有不同的处理方法。 CFG 桩复合地基处理技术，具有施工速度快、工期短、质量容易控制及工程造价低廉等特点，因此，目前已成为高层建筑中主要的地基处理技术之一，但是，由于各地区地质条件差别很大，以及周围环境条件的不同，近几年来施工中遇到很多不同的问题，有些导致了不同程度的经济损失，应引起足够的重视并加以研究，为以后工程提供经验，防患于未然；设计、施工方法的正确与否，关系到工程的安全、造价的高低、工期的长短。总结工程经验，就是为了保证安全、提高质量、缩短工期、节约投资，创建优质工程。1.3研究目的及意义地基处理的恰当与否，不仅影响工程的造价，而且影响工程的安危，它关系到整个工程的质量、投资和进度，其重要性己愈来愈多地被人们所认识。尤其在软土地区，地基处理是非常关键的环节。大量的工程实践结果表明，水泥土搅拌桩技术在软土地基中的应用，可有效地提高软土的地基承载力，减少地基的沉降量，而且该技术成本相对低廉，施工速度较快，具有独特的技术和经济优势。粉煤灰桩加固软土地基技术是以粉煤灰为主掺入适量的水泥等组成胶结材料，与碎石、卵石、砂等骨料拌合形成粉煤灰混凝土桩（CFG桩）。研究结果表明：掺入合适的外加剂后，粉煤灰用量最高可占总胶结材料重量的80%。其无侧限抗压强度应稳定在1.5MPa以上。该粉煤灰混凝土可用于软土地基加固处理，处理后的复合地基承载力显著提高，处理后的地基沉降量明显减少，能满足一般工业与民用建筑、道路地基的承载力要求。试点工程表明，用粉煤灰混凝土沉管灌注桩处理软土地基，形成的复合地基承载力可提高至原地基承载力的3倍以上。在民用建筑上与普通砼沉管灌注桩基础相比，其综合基础处理费用可节省约30%，具有显著的经济效益。在省内高速公路的软基上应用，在相同条件下，用粉煤灰桩加固软土地基比采用水泥搅拌桩节省1520%的造价，较好地解决了公路上高填方路基及桥头跳车的难题。粉煤灰的应用是一项变废为宝、利国利民的事业，具有重要的社会意义。粉煤灰桩复合地基的研究为我国沿海地区普遍存在的软土地基处理技术开拓应用空间。本文以兰州市某高层住宅楼为实例，介绍筏板基础,CFG桩加固地基的机理和复合地基的受力性状，概括CFG桩复合地基设计和计算的基本理论，利用这一原理，分析了桩体模量、桩长、置换率等对CFG桩复合地基承载性状的影响；说明了CFG桩在该地区软土加固的适用性和推广普及的可行性.当天然地基不能满足工程建设需求时,就必须采取一定的措施,对地基进行加固处理是其中一种较为有效的方法。地基处理的目的就是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的透水特性、改善地基的动力特性、改善特殊土的不良地基特性等。常用的地基处理方法很多,根据加固机理可以分为密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆等。各种地基处理方法都有自己的加固原理及适用范围。 CFG桩复合地基作为一种高粘结强度桩复合地基,是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式,桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载,具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便工期短、造价低廉等技术优点,是上世纪90年代以来发展最快的一种方法、受到用户的欢迎,目前已在全国各地推广应用。CFG桩复合地基具有不同于其它复合地基的工程特性。其桩长可以从几米到20多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%75%之间变化,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。就基础形式而言,CFG桩既可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。就土性而言,CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。CFG像刚性桩一样,可全桩长发挥侧阻,桩落在好的土层上时,具有明显的端承作用。CFG桩是一个良好的排水通道,孔隙水将沿着桩体向上排出,对减少因孔压消散太慢引起地面隆起和增加桩间的密实度有利。此外CFG桩复合地基具有时间效应,施工结束后,随着恢复期的增长,结构强度的恢复、桩间土承载力会有所增加。CFG桩设计前需要具备场地工程勘察及建筑结构方面的资料,并需根据场地基底土、周围环境、建筑物结构布置及荷载传递、地基处理的目的来综合考虑采用的施工设备和工艺。 CFG桩复合地基设计主要确定桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料等6个设计参数。一般采用大桩距、大桩长的设计原则,并且桩端要位于土的相对硬层上。桩长是CFG桩复合地基设计时首先要确定的参数,它取决于建筑物对承载力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素。桩间距应根据设计要求的复合地基承载力、土的性质、施工工艺等确定,宜取35倍桩径。桩体配比原则上按桩体强度控制,并满足相关规范要求。桩顶与基础之间必须设置褥垫层,褥垫层厚度宜取1030cm,当桩径大和桩间距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用粗砂、中砂、碎石、级配砂石,最大粒径不宜大于30mm。CFG桩可只在基础范围内布置。桩径取决于所采用的成桩设备,桩径宜取350600mm。 本文综合介绍CFG桩设计方法、优越性,说明针对具体工程设计时存在的问题,最后以实例重点阐述在具体工程设计中对CFG桩的应用研究。1.5 本设计的主要工作与设计思路1.5.1 设计内容本文的编写是通过兰州市某高层住宅楼地质资料的收集和相关参考文献的学习、总结，深入了解筏板基础和CFG桩的加固机理，桩型设计和施工工艺等。一方面为今后有关这类复合地基的工程设计、施工提供参考依据；另一方面更能推动该地区地基处理技术的研究和应用提供建议。 本文的主要研究内容有以下几个方面： 有关地基处理技术文献综述 地基处理技术种类繁多，所以关于地基处理技术方面的论文也非常丰富。通过收集和整理这方面的资料，发现所学的专业知识是及其缺乏的。 了解CFG桩的理论、方法 设计的内容是指关于复合地基的基本特性，CFG桩地基承载力的确定、地基沉降计算，复合地基静载试验等的基本理论和方法的研究等。通过对以上内容的理论学习，对地基处理有所深入和提高。1.5.2 设计思路通过对兰州市某高层住宅楼地质条件及搅拌桩复合地基的作用特点、加固机理的分析，讨论了CFG桩复合地基在本地区软土加固的适用性及应用发展前景；通过荷载计算，设计出该工程的地基处理。总结CFG桩复合地基施工、设计的技术成果及工程实际应用情况，对设计与施工提出一些可供实际工程应用的建议；结合兰州市某高层住宅楼工程软基处理方案的设计和加固效果的分析，说明在本地区建造多层建筑时采用CFG桩复合地基作为基础是经济合理的。结合材料设计出筏板基础的各项参数。- 55 -河南理工大学本科毕业设计（论文） 第二章 工程地质条件第二章 工程地质条件2.1工程概况拟建工程位于兰州市滨河路与凯旋路交叉口的西北角，南李万村东，北临世纪大道。本次勘察该住宅楼高为11层，拟定地下室一层，拟采用框剪结构，筏板基础，基础尺寸及埋深待定。各建筑物室内外高差为0.30m，拟建建筑物为1#住宅楼，拟建建筑物尺寸为：51.014.0m室外设计标高为 93.10m，地上层数为11层，地下室1层。2.2工程勘察情况2.2.1 勘察目的与任务本次勘察集初勘及详勘一次性进行，目的是为工程设计和施工提供详细的地质资料和岩土工程参数，对基础设计和施工提车建议。主要任务为： 查明工程场地的岩性、时代成因及空间分布特征，提供设计所需的各层土物理力学性质指标，并对基础影响深度内的承载力和变形特征进行评价。 查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其对场地的稳定性影响，预测其发展趋势，并提出防治措施及有关技术参数。 查明地下水的埋藏条件，含水类型等，评价地下水对基础设计施工的影响及对建筑材料的腐蚀性。 查明场地有无湿陷性及湿陷涂层厚度，确定场地湿陷类型及湿陷等级。 在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。 判定场地土类型及建筑场地类别，提供有关抗震设计参数，对其地震效应进行评价。 对天然地基的适宜性进行评价。当天然地基不能满足时，论证采用复合地基及桩基的可能性并提出具体方案。 提出影响工程施工的不利地质因素，并对工程设计和施工中应注意的问题提出建议。2.2.2岩土工程勘察等级确定依据岩土工程勘察规范（GB5002-2001）第3.1节，结合工程特征及场地地质条件，确定本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，综合确定其岩土工程勘察等级为乙级；按照建筑地基基础设计规范（GB50011-2001）第3.0.1条确定地基基础设计等级为乙级；按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第3.1.1条确定本工程为丙类建筑。2.2.3勘察工程布置 勘察工作布置 依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001），结合建筑物特征，勘探点位置沿建筑物角点及周边布置，个别住宅楼为网格布置。本次勘察共布置勘探孔78孔。 勘探点间距：根据岩土工程勘察规范（50021-2001）第4.1.15条及4.9.2条，确定高层建筑物孔间距1225米。 勘探点深度：勘探孔深度的确定根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）第4.1.18条、第4.1.19条，主要考虑满足天然地基及复合地基评价的要求，确定本工程的11层住宅楼控制性勘探孔深30.0米，一般性勘探孔深25.0米。2.2.4勘探测试及取土方法简述为准确测定有关岩土参数及相关勘察评价指标，以针对性、实用性为原则，综合采用钻探、标贯、室内试验等多种勘察手段开展本次勘察工作。 钻探采用DPP-100型车装钻机进行施工，目的是查明地层结构及分布规律，回转钻进，粘性土岩芯采取率不低于90%，并观察记录各土层宏观特征，通过对不同深度的土体采样分析试验，确定地基土承载力及其物理力学性质指标。 标准贯入试验标准贯入试验采用42钻杆，63.5KG标准重锤，自由落体法进行试验，主要用于确定地基土承载力等。 室内试验根据本工程存在岩土工程问题有针对性地进行室内试验。通过室内试验，确定地基土的有关物理力学性质指标，为岩土工程综合评价提供依据：一般物理性质指标实验：测定土的一般物理性质指标，用来判定土的物理性质。中压固结试验：用来判定土的压缩性，测定各层土不同压力下的孔隙比、压缩模量、压缩系数等变形参数。三轴压缩试验（不固结不排水剪）：用来判定土的抗剪强度，测定各层土的粘聚力、内摩擦角等参数。颗粒分析试验：用来进行砂土及粉土的定名，测定砂土、粉土颗粒组成及粉土的颗粒含量。在选择地基处理方案前应完成下列工作 搜集详细的岩土工程勘察资料 上部结构及基础设计资料等 根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题 确定地基处理的目的处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等 结合工程情况了解当地地基处理经验和施工条件对于有特殊要求的工程尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等 调查邻近建筑 地下工程和有关管线等情况 了解建筑场地的环境情况2.2.5勘察工作完成情况 本工程外业工作于2008年元月4日开始，元月15日结束，室内试验于2008年元月15日结束，提交报告为2008年元月24日，整个工期为20天。本次所完成的实际工作量见表：2-1表2-1 完成工作量一览表项目数量项目数量测量定孔（个）78室内试验一般物理指标（件）428总进尺（mm）2126.50原位测试标贯空数（个）20中压固结试验（件）400点次303三轴压缩试验（件）49钻探取土钻孔数（个）26筛分试验112取原状样（件）408西颗粒分析试验8 本次勘察高程采用85年国家高程系统，以场地东侧水准点为基准点，其标高为93.13m。2.3场地工程地质条件2.3.1地形、地貌及地质构造条件拟建工程场地位于焦作市高新区世纪大道南侧，场地地势开阔平坦，自北向南稍有倾斜。场地地貌属于太行山南侧山前冲洪积洼地。场地构造位位于太行山隆起与华北坳陷平原的交换部位，区域构造多为东北向的高角度正断面，无全新活动断层通过。2.3.2水文地质条件地下水类型、埋深及变幅场地地下水类型为潜水，地下水位埋深2.0-2.4m，季节性变化幅度1.0m左右，含水层岩性为粉质粘土、粉土及粉细砂夹层，以接受大气降水及径流补给为主，主要消耗于地表蒸发、人工抽水和径流排泄。水质分析结果根据本次勘察所取场地钻孔水样，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）第12.1.3条试验方法分析试验，其结果详见水质分析报告。2.3.3场地土冻结深度根据中国季节性冻土标准深图，焦作市的最大冻结深度为0.31m，基础设计和施工时可不考虑冻土的影响。2.3.4不良地质作用勘察范围内未发现暗滨、暗塘、洞穴、滑坡、泥石流等不良地质作用。2.3.5地下水腐蚀性评价按照岩土工程勘察规范（GB50021-2001）规范附录G，本地区干燥指数K大于1.5，属于干旱区，本场地地层属含水量20%的弱透水层，因此拟建场地环境类型为类。根据本场地水质分析报告，按环境类型地下水对混凝土结构无腐蚀性；按地层渗透性地下水对混凝土结构无腐蚀性；在长期浸水情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，干湿交替情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具较弱腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性。2.3.6 活动断裂影响经分析场地的附近不存在深大断裂构造，场区内无活动断层通过。2.3.7 场地地震效应评价 抗震设防烈度及地震动参数根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）附录A，焦作市抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速值为0.15g。 场地土类型和建筑场地类别对本场地51号孔、62号孔、72号孔、75号孔、90号孔、94号孔、99号孔、106号孔、109号孔、125号孔、129号孔及132号孔进行等效剪切波速测试，经计算，场地平均实测等效剪切波速为234m/s，根据河南中原地震科技有限责任公司中华新天地商住区（一期）工程场地地震安全性评价工作报告可知，场地覆盖层厚度为56m，判定本场地土类型为中软土。按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第5.1.4条，本场地的特征周期值为0.45s。液化判别依据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第4.3.3条规定进行初判，场地97号孔1粉土须进一步判别液化，判别结果详见表2-2表2-2 液化判别孔号土层编号土层名称标贯深度ds(米)最高水位dw(米)粘粒含量pc临界击数Ncr标贯击数N液化判别97号1粉土4.651.09.85.68不液化由上表可知，场地无地震液化土层。2.4现场岩土工程分析与评价2.4.1岩土参数的分析与选用在野外钻探、原位测试、室内试验等勘察工作的基础上，结合临近场地经验，按照可靠性和适用性的基本要求，分别给出两种设计状态的岩土工程参数。表2-3正常使用极限计算所需的岩土参数；表2-3 正常使用极限状态计算所需的岩土参数层号岩土名称含水量W(%)比重GS重度 孔隙比饱和度液限塑限液性指数塑性指数粉质粘土22.8 2.7220.10.66593.332.017.90.3614.11粘土24.02.7420.00.70193.637.719.90.2317.8粉质粘土25.12.7120.00.70597.229.116.80.7012.11粉土25.02.7020.20.67398.526.317.60.868.62粘土35.82.7418.70.99897.243.121.80.6621.3粉质粘土22.32.7220.40.63495.830.717.40.3713.31粉土22.22.7020.00.65092.125.816.10.649.72粘土24.92.7420.00.70995.939.920.70.2319.2粉质粘土23.22.7220.40.64697.231.317.60.4213.71粉土23.82.7020.10.66796.527.518.30.639.22粘土23.72.7420.20.68596.138.720.20.1918.4粉质粘土25.82.7220.00.71397.730.017.20.6912.81粉土23.22.7020.20.64796.625.616.80.738.82粘土31.32.7419.20.88097.440.620.90.5319.7粉质粘土23.52.7120.30.65397.429.417.00.5312.61粉土20.82.7020.80.57397.324.915.80.569.02粘土20.82.7020.80.57397.324.915.80.569.03粉细砂28.12.7419.60.79097.038.420.00.4418.3粉质粘土22.92.7220.30.64396.930.017.10.4712.91粉土20.62.7020.90.56098.424.715.20.569.42粘土28.12.7419.90.761100.039.620.00.4019.1承载能力极限状态计算所需的岩土参数（Ck、k），见表2-4。表2-4 承载能力极限状态设计所需的Ck、k值层号2112Cuk（）5.64.33.54.04.16.85.34.23.6uk（kpa）30.615.221.721.922.443.421.531.324.42.4.2各层土承载力特征值及压缩性评价各层土承载力特征值按建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规范第5.2.3条规定，依据室内土工试验，原位测试等资料，结合临近场地经验，经综合分析后提供各层土的承载力特征值见表2-5表2-5 各层土承载力特征值一览表层号岩性承载力特征值fak（kPa）物性指标确定标贯指标确定建议值粉质粘土1201301201粘土120120粉质粘土1101101101粉土1301301302粘土110110粉质粘土1801901801粉土1801802粘土180180粉质粘土2002002001粉土2102002002粘土200200粉质粘土1801901801粉土2002002002粘土180180粉质粘土2402102101粉土2002002粘土2003粉细砂190190粉质粘土2202102101粉土2202202粘土210210各层土压缩性指标评价经过对室内试验结果综合分析，确定各层土100-200kPa压力段的压缩模量值，见表2-6表2-6 各层土压缩模量及压缩性评价一览表层号岩性压缩系数a0.1-0.2（1/MPa）压缩模量ES（MPa）压缩性评价粉质粘土0.2308.02中压缩性1粘土0.1979.19中压缩性粉质粘土0.3025.88中压缩性1粉土0.16511.13中压缩性2粘土0.3585.68中压缩性粉质粘土0.2337.80中压缩性，个别低压缩性1粉土0.2058.52中压缩性2粘土0.18810.68中压缩性粉质粘土0.2048.19中压缩性，个别低压缩性1粉土0.14612.93中压缩性，个别低压缩性2粘土0.18211.07中压缩性，个别低压缩性粉质粘土0.2497.29中压缩性1粉土0.13813.36中压缩性，个别低压缩性2粘土0.3136.11中压缩性3粉砂15.8低压缩性粉质粘土0.2197.77中压缩性1粉土0.15810.37中压缩性，个别低压缩性2粘土0.2787.03中压缩性3粉细砂12.6中压缩性粉质粘土0.2227.69中压缩性1粉土0.1808.69中压缩性2粘土0.2108.57中压缩性据此判定，场地各层土均为中、低压缩性土。2.4.3各土层桩基参数各层土钻孔灌注桩桩基参数钻孔灌注桩参数系根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）表5.2.8-1及表5.2.8-2确定。其结果见钻孔灌注桩桩基参数表2-7表2-7 水下钻孔灌注桩桩基参数层号岩性土层厚度（m）极限侧摩阻力qsik（kPa）极限端阻力qpk（kPa）（水下）桩入土深度10米桩入土深度15米粉质粘土0.9721粘土0.880粉质粘土1.1511粉土0.7512粘土1.655粉质粘土1.7721粉土1.4722粘土280粉质粘土2.7707301粉土2707302粘土1.882780粉质粘土2.1565001粉土1.8708002粘土2.165530粉质粘土2.2625301粉土2.5669002粘土2.665820各土层预制桩桩基参数预制桩参数系根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）表5.2.8-1及表5.2.8-2确定。其结果见钻孔灌注桩桩基参数表2-8表2-8 预制桩桩基参数层号岩性极限侧摩阻力qsik（kPa）极限端阻力qpk（kPa）（水下）9h1616h30粉质粘土721粘土80粉质粘土511粉土512粘土55粉质粘土721粉土722粘土80粉质粘土7024001粉土7024002粘土823900粉质粘土56160020001粉土70200024002粘土6520002400粉质粘土6224001粉土662800河南理工大学本科毕业设计（论文） 第三章 筏板基础设计第三章 筏板基础设计3.1基础概述结构或其他建设工程是通过地面的基础来支持。单词“foundation”意思是地面本身，是某物放置的地方或在地面上提供支持或地面和放在其上要素的结合。复杂的办公大楼的基础应是混凝土基底和土壤或支撑基地的岩石组成的联合体。土石坝的基础是天然土或放置大坝的岩石。混凝土基底或混凝土桩或桩帽通常称为基础不包括土壤或放置其上岩石。被固定的部分和自然土壤或地球岩石形成一个基础系统，土壤和岩石提供系统的最终支撑。已固定的基础要么土壤承载要么是岩石承载。施加负荷后土壤或岩石的反应一般判定基础功能的好坏。在设计安装部分，设计师必须确定用在土壤或岩石上安全压力、总的沉降量和结构可以承受的不均匀沉降。已安装部分的基础系统可能是基底、筏板基础、板式基础和沉箱或桩，所有这些都是用来将上层建筑的荷载传递到地基。这些从上层建筑传输荷载到地面的部分称为基础。基础或扩展基础是用来传递来自柱子或墙上负载到基础下土壤或岩石。通常情况下，基础是由钢筋混凝土建造的。然而，在某些情况下，他们可能用素混凝土或砖石结构来建造。当每一个基础只支撑一个柱时，它是方的。基础支持两列柱被称为联合基础，可以是长方形或梯形。悬臂基础用于传递来自两柱的荷载，一柱和基础的一端固定在建设基线或外墙。基础支撑墙是连续基础。基础的尺寸是由可能施加在基础底部的荷载除以地基土和岩石能够承担的容许支撑压力来确定。关于基础的大多数建筑法规和教科书上包含列有不同类型的土壤和岩石的可允许承载压力的表格，但是这些表格仅给出了土壤或岩石一般分类和描述并且必须谨慎使用。有关土壤和岩石的更具体信息通常是通过钻孔测试、提取土壤和岩石样本、进行样本化验和工程分析来来获得以确定合适的承载压力。除了承载压力，必须考虑到可能发生的总沉降量和支撑这种沉降的建筑的承载力。如果沉降是一个问题，那么就有必要使用其他类型的基础而不是基础或扩大基础，并且降低承载压力。梁级被用于支持墙的外柱之间的基础，同时梁将墙的重量传到柱基础。梁也可使用内柱之间的基础来作为背带或链结或支持内墙。挡土墙指那些因墙后有土而承受水平土压力的墙。这些墙的基础必须与停留在土壤或岩石之间有足够的摩擦阻力，以便受到的横向土压力时他们不会滑动。此外，必须设计挡土墙以便他们不会推翻。在霜冻敏感地区，基础必须置于霜冻线的下方。 地下水在基础的设计和安装上是一个主要问题，其基础是放于地下水位以下的。从深井中抽水或从集水井里抽水的井点常在基础施工过程施工期间用于施工现场排水的方法。其他很少用的方法是冻结土壤中的水，通过电渗去除水，和在开挖范围内的外围安装由柱和泥浆组成的隔离墙。如果排水作业在现有建筑物包围的场地进行，则必须采取预防措施来保护这些建筑物，因为降低地下水可能会导致所支承建筑物的土壤下沉。如果基底部分或全部在地下水位以下，则墙壁的设计必须承受外面水的静水压力和回填土压力。另一种程序是安装一个永久性的体系，来消除墙外的水。地下水位以下的地下建筑有时会受到大于结构向下势力的上升水压力。在这种情况下，必须采取措施来锚固结构，以防止他们向上浮动。地下水也会造成这样的问题，通过地下室墙、板及关节浸润到地下室本身。我们可以采取措施来防止或减少这种情况，例如提供外部的可使水远离地下室的永久排水系统，将墙和平板用不透水的塑料膜包裹，或在外墙刷沥青涂料来降低通透性。也可以使用前述方法的组合。在挡土墙和挡土坝的低处常常设有渗漏洞，通过渗漏洞挡土墙和挡土坝后的积水可以流出。由于水流通过墙壁进入一个开放的外部排水系统，那么墙后的水压力得以缓解。膨胀土上的基础常常受到令人痛苦的移动，除非采取特殊的预防措施。膨胀土是那些在那些改变水量时过分膨胀和压缩的土。问题可以被克服，如：在含水量重大变化的区域之下设置，用非膨胀材料进行回填，通过添加如石灰或水泥的外加剂改变土壤以使体积不发生变化，或提供以适应移动的灵活结构。基础的加固往往是必要的，它可以补救或预防。补救加固是用来纠正现存的过分下陷的基础缺陷。如果结构被挽救或返回到其原始状态，则必须提供附加基础支撑。当新结构被安装在现有结构的邻近或下方，如在城市建设地铁，就应采用预防加固。基础加固是一个专门的施工技术。这项工作通常是在密闭空间开展，如地下建筑，或在建筑面积外开挖的小坑。当新基础施工时，对已有结构的负荷提供支撑是必要的。新的基础可能安置在比原来的基础深的基地上，或者是桩或者是沉箱。墙基础的加固现有基础附近和下方挖坑进行的。凹坑很小， 3英尺宽乘以4英尺长大。放置在坑里作为开挖程序的卧式薄板，以防止墙产生漏洞和已被加固的建筑下沉。当达到新的持力层时，就应在坑内构筑模板，并且在从新的持力层到旧基础的底部的3英寸范围内浇注混凝土。在新浇注的混凝土硬化后，用混合砂、水泥及少量的水包裹3英寸的。被叫泥浆的混合物的包装非常紧密的空间，在新基础的上部和旧基础的底部之间的空间用成为泥浆的混合物紧紧包裹。墙的加固过程是贯穿墙基础的整个长度反复进行的。由此产生的新基础可能是一个连续墙或间隔桥墩。筏型基础又叫笩板型基础。是把柱下独立基础或者条形基础全部用联系梁联系起来，下面再整体浇注底板。一般说来地基承载力不均匀或者地基软弱的时候用笩板型基础。而且笩板型基础埋深比较浅，甚至可以做不埋深式基础。由底板、梁等整体组成。建筑物荷载较大，地基承载力较弱，常采用砼底板，承受建筑物荷载，形成筏基，其整体性好，能很好的抵抗地基不均匀沉降。3.2筏板基础的类型筏板基础分为平板式和梁板式，如图3-1和3-2所示 图3-1平板式筏板基础 图3-2 梁板式筏板基础 。 梁板式筏板基础所消耗的混凝土和钢筋都较平板式基础少，因而比较经济；但是平板式筏基对地下室空间高度有利，施工也比较方便。因此，筏型基础型式的确定应综合考虑土质，上部结构体系，柱距，荷载大小及施工条件等因素。在工程设计中一般认为对柱距变化和柱间荷载变化不超过20%，柱网间距较小，上部荷载不很大的结构可选用平板式筏基。对于纵横柱网尺寸相差较大，上部结构的荷载也较大时，宜选用梁板式筏基。对上部结构为剪力墙体系时