毕业设计-天海誉天下21#楼岩土工程勘察及地基处理

更多相关文档资源请访问HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要摘要本篇毕业设计通过对天海誉天下项目的岩土工程勘察报告进行整理，详细介绍了岩土工程勘察的步骤、方法和原理，并对可采取的基础方案进行论证。本设计是对我们所学过的专业课程和辅助课程的综合性审核，也是最为全面的一次专业考试，是我们将来所要从事的专业工作的一次演练。根据场地所在的区域概况和工程地质条件，经过详细的岩土工程勘察，通过土工试验、原位测试等手段得到该场地地基土的各种物理力学指标，利用这些物理力学指标并根据规范要求计算了各层土的力学指标值，对地基进行综合评价。由于拟建建筑物的地基土承载力小于基底压力，不能满足设计要求，所以需要进行地基处理。依据场地地基土工程地质性质，结合上部结构特点对场地的工程地质条件、地基稳定性、地震效应、场地类别进行了分析判断。并对天然地基进行评价，选出本场地地基处理的最佳方案为CFG桩复合地基法。经过计算验证，CFG满足设计要求。关键词岩土工程勘察地基处理复合地基CFG桩ABSTRACTTHISGRADUATIONDESIGNINGREATDETAILWITHTHEROCKSOILENGINEERINGOFTHEPIANOMANSIONTOINVESTIGATETOREPORTTOCARRYONASORTINGTOTHETIANHAIYUTIANXIAITEM,INTRODUCEDROCKSOILINDETAILTHEENGINEERINGINVESTIGATEOFSTEP,METHODANDPRINCIPLE,ANDCARRYONARGUMENTTOTHEFOUNDATIONPROJECTTHATCANADOPTTHISDESIGNISAPROFESSIONALCOURSEONWHATWEVELEARNEDANDCOMPREHENSIVEAUDITINGOFTHESECONDARYCURRICULUM,ISALSOONEOFTHEMOSTCOMPREHENSIVEPROFESSIONALEXAMINATIONS,AREWETODOAWALKTHROUGHOFTHEPROFESSIONALWORKOFTHEFUTUREACCORDINGTOREGIONALPROFILESANDENGINEERINGGEOLOGICALCONDITIONINWHICH,AFTERDETAILEDGEOTECHNICALENGINEERINGINVESTIGATION,THROUGHMEANSSUCHASSOILTESTING,INSITUTESTINGOFVARIOUSPHYSICALANDMECHANICALINDEXESOFTHEFOUNDATIONSOIL,THESEPHYSICALANDMECHANICALINDICESANDCALCULATEDACCORDINGTOTHESPECIFICATIONSOFTHEVARIOUSLAYERSOFSOILMECHANICS,FOUNDATIONFORINTEGRATEDASSESSMENTGIVENTHATTHEPROPOSEDBUILDINGISLESSTHANTHEBASEBEARINGCAPACITYOFFOUNDATIONSOILPRESSURE,DONOTMEETTHEDESIGNREQUIREMENTS,YOUNEEDTOMAKETHEFOUNDATIONBASEDONTHEENGINEERINGGEOLOGICALPROPERTIESOFFOUNDATIONSOIL,COMBININGTHECHARACTEROFUPPERSTRUCTUREONSITEENGINEERINGGEOLOGICALCONDITIONS,SOILSTABILITY,SEISMICEFFECTS,ANALYSISOFSITECLASSIFICATIONDECISIONSANDEVALUATIONOFNATURALFOUNDATION,THISSITETHEBESTPROGRAMMEFORCOMPOSITEFOUNDATIONWITHCFGPILETOFOUNDATIONTREATMENTMETHODAFTERCALCULATION,AFTERTREATMENTOFFOUNDATIONBEARINGCAPACITYANDSETTLEMENT,ANDSOSATISFIESTHEREGULATORYREQUIREMENTSKEYWORDSGEOTECHNICALENGINEERINGINVESTIGATIONGROUNDHANDLINGCOMPOSITEFOUNDATIONCFGPILE目录前言11工程勘察概况211工程概况212勘察目的和要求213勘察依据314勘察工作布置315勘察方法416完成工作量42场地工程地质条件621地形、地貌622场地地基土构成623地下水83岩土工程分析与评价931场地稳定性932地震效应933地基土湿陷性934天然地基承载力特征值及计算参数综合确定1035持力层强度评价1136地基均匀性评价1137地基处理方案建议1138桩基方案124CFG桩复合地基设计1441CFG桩复合地基特点分析1442CFG桩的设计及计算145施工设计1951钻进方法的选用1952施工准备1953长螺旋钻孔压灌工艺进行CFG桩施工说明1954施工要点2055施工技术措施2156质量控制措施226结论与建议2361结论2362建议23参考文献24致谢25附表附表1地基土层物理力学性质表附表2剪切波速测试成果表附图附图1勘探点平面布置图附图2钻孔柱状图附图3桩位布置图附图4工程地质剖面图22附图5工程地质剖面图66附图6工程地质剖面图33附图7工程地质剖面图55图例前言毕业设计是检验我们在大学期间学习成果的一个重要环节，它可以使我们对所学的专业知识进行深化理解和系统掌握，同时又对培养我们的知识运用能力、实践能力和创造性思维起着非常重要的作用。因此，毕业设计是我们对所学知识的掌握程度和运用能力的一次全面的汇总。虽然经历过多次课程设计和户外实习，但与毕业实习和毕业设计相比较而言，意义相差甚远。毕业设计的意义在于为我们提供一次独立分析、解决问题的机会，锻炼学生的分析能力、思考能力、知识运用及独立工作能力等等。因此，毕业设计是我们对大学四年来所学的专业基础知识以及各个学科知识相互融合，系统理解和综合运用的过程，同时也是对我们所学知识的掌握程度和运用能力的一次全面总结。本次毕业设计是在河北益坤岩土工程新技术有限公司提供的东王旧村改造天海誉天下岩土工程勘察报告的基础上进行的。设计中对野外勘探资料和室内土工试验成果进行了分析、整理；对区域地质和场地条件的论述进行了分析；对基坑土层的稳定性做出了评价；对建筑物地下水、土的腐蚀性做出了评价；对土层物理力学性质指标进行统计与评价；并通过详细的计算、验算对地基处理设计提出了比较好的方案。本次设计主要完成的内容有据原始资料，绘制工程地质柱状图，工程地质剖面图。进行区域地质和场地条件的论述。在土工试验资料基础上对土层物理力学性质指标统计与评价。熟悉岩土工程勘察报告个编写。结合场地工程地质条件和上部结构特点、荷载等情况进行地基处理设计，并作出相关图件。本次毕业设计是对我们所学过的专业课程和辅助课程的综合性审核，也是最为全面的一次专业考试，是我们将来所要从事的专业工作的一次演练。由于本人理论水平和实践经验有限，文中有不少欠妥和错误之处，恳请老师批评指正。1工程勘察概况11工程概况该项目位于石家庄市裕华区，建华南大街与东岗路交叉口西南角，交通便利。拟建建筑包括7栋高层住宅楼、住宅楼之间的地下车库、沿街商业等。各拟建建筑物概况见下表。各拟建建筑物概况表表11层数楼编号地上地下结构形式基础型式000标高（绝对）基底标高（相对）（M）基底压力（KPA）重要性等级15342筏板剪力墙6893840580一级1632/302筏板剪力墙6893840550一级1734/282筏板剪力墙6893840580一级18342筏板剪力墙6893840580一级1933/312筏板剪力墙6893840560一级20182筏板剪力墙6893770320二级2121/20/192筏板剪力墙6893800340一级地下车库1独立柱基框架6893770三级沿街商业2独立柱基框架6893770160三级幼儿园4独立柱基框架6893150140三级学校、会所4独立柱基框架6893150140三级12勘察目的和要求本次勘察为详细勘察，目的是为了该项目的设计施工提供岩土工程资料，各项技术要求如下（1）查明建筑物场地各土层的成因、类型、时代、地层结构和均匀性以及特殊性岩土的性质，尤其应查明基础下软弱和坚硬地层分布，以及各土层的物理力学性质。（2）查明地下水类型、埋藏条件、补给及排泄条件、腐蚀性、初见及稳定水位及季节变化幅度。（3）查明场地中有无河道、河渠、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。（4）对地基土层的工程特性和地基的稳定性进行分析评价，提出岩土层的地基承载力特征值；对持力层选择、基础埋深等提出建议。（5）提供计算变形所需的计算参数。（6）对复合地基或桩基适宜性、桩端持力层选择提出建议；提供桩的极限侧阻力、极限端阻力；施工时对环境的影响及施工中应注意的问题提出意见。（7）对基坑工程的设计、施工方案提出意见。（8）对不良地质作用的防治提出意见。（9）除上述外，勘察还应符合国家及地方现行有关规范及规定要求。13勘察依据本次勘察依据的规程、规范及标准如下岩土工程勘察规范（GB500212001）（2009年版）；建筑地基基础设计规范（GB500072002）；建筑抗震设计规范（GB500112001）（2008版）；湿陷性黄土地区建筑规范（GB500252004）；高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ722004）；河北省建筑地基承载力技术规程（试行）（DB13（J）/T482005）长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程（DB13（J）312001）建筑地基处理技术规范（JGJ792002）；建筑桩基技术规范（JGJ942008）；土工试验方法标准（GB/T501231999）；建筑工程地质钻探技术标准（JGJ8792）；原状土取样技术标准（JGJ8992）；岩土工程勘察报告编制标准（CECS9998）；业主提供的建筑物总平面布置图勘察任务书。14勘察工作布置本工程重要性等级一级，场地复杂程度等级二级，地基复杂程度二级，地基基础设计等级为甲级，岩土工程勘察等级为甲级。依据岩土工程勘察规范（GB5002120012009年版）和高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ722004），高层住宅楼按拟建建筑物性质、轮廓，沿建筑物角点及周边布设勘探点，勘探点间距小于30M；勘探深度为30005000M；，地下车库、沿街商业等按建筑分布范围按网格状布置勘探点，勘探点间距小于30M，钻孔深度为12001500M。为评价场地湿陷性，布设探井6个；为查明场地等效剪切波速值，在7个钻孔中进行波速测试。15勘察方法根据现行规范要求，本次勘察采用钻探、标准贯入试验、重型动力触探试验、剪切波速测试、取土试样和室内土工试验相结合的多种勘察方法。（1）勘探点测放本次勘察各勘探点孔口高程均为绝对标高，以甲方提供高程基准点引测，基准点位置详见勘探点平面位置图。（2）钻探浅孔采用30型钻机冲击式钻进；深孔采用DPP100型和XY150型钻机冲击式钻进及泥浆护壁回转式钻进。钻探是查明地基土层分布、揭露地层岩性、采取原状土试样及原位测试必不可少的手段。（3）井探采用人工挖掘，开挖深度80M。（4）取土试样钻孔中采用厚壁敞口取土器，重锤少击法取土及回转式取土。试样等级级。探井中在井壁人工刻取土样，试样等级级。（5）标准贯入试验采用自动脱钩自由落锤法，落距76，锤重635KG，先打入土中15CM后，再记录每打入10CM的锤击数，累计打入30CM的锤击数为标贯试验锤击数N。用于评定土的物理状态、强度、变形参数和地基承载力。（6）动力触探试验采用自动脱钩自由落锤法，落距76，锤重635KG，记录每贯入10CM的锤击数。用于进行力学分层，评定碎石土的均匀性和物理性质、土的强度、变形参数及地基承载力等参数。（7）剪切波速测试采用RS1616K地震仪，试验方法为采用单孔检层法，用于测试地基土层剪切波速，判定场地土类型及场地类别。（8）室内试验对所采取的原状土试样均进行常规物理力学性质试验，其中压缩试验采用自动数据采集系统，各压力段压力均大于自重应力附加应力；选取有代表性试样进行剪切试验。对探井取土进行湿陷性试验；砂土和粉土进行颗粒分析。利用地基土各项物理力学指标，确定地基土承载力及其它设计参数。16完成工作量本次勘察完成工作量见下表12。完成实物工作量一览表表12工作内容单位完成工作量勘探点测放组日1孔数个108钻探进尺米2781孔数个6探井进尺米48总进尺2829M原状样件396取土试样扰动样件277动力触探试验N635M882标准贯入试验次479常规项396压缩试验（大于400KPA）项150直接快剪试验项80湿陷试验项39颗粒分析（砂粒）项277土工试验颗粒分析（粘粒）项57波速测试M1402场地工程地质条件21地形、地貌拟建场地石家庄市裕华区，建华南大街与东岗路交叉口西南角，属太行山山前冲洪积平原，滹沱河冲洪积扇中部，地形平坦，为东王村拆迁场地。22场地地基土构成根据本次勘察揭露，在最大勘探深度500M米范围内，拟建场地地基土层主要由第四系冲洪积黄土状土、粉土、粉质粘土、砂类土和中粗砂组成，表部广泛覆盖杂填土。根据地基土类别及其工程地质性质，共分为13层和5个亚层，现自上而下详述如下杂填土（QML4）杂色，主要由石灰、砖块等建筑垃圾和生活垃圾组成，结构松散。层厚040270M，平均层厚112M。素填土1（QML4）黄褐色，稍湿，稍密。土质不均，主要以粉土为主，偶见白灰、碎石和灰砖。层顶标高64466690M，层厚030300M，平均层厚115M。黄土状粉质粘土（QALPL4）黄褐色褐黄色，可塑硬塑，可见黑色氧化物斑点，偶见姜石，夹粉土薄层。具大孔隙。属中高压缩性土。层顶标高63786575M，层厚040220M，平均层厚118M。黄土状粉土（QALPL4）褐黄色，稍湿湿，稍密中密。可见锈斑和异色斑纹，含姜石，可见云母片，夹粉质粘土薄层。具大孔隙。具湿陷性。属中压缩性土。粘粒含量平均值为209。层顶标高62776529M，层厚130440M，平均层厚279M。粉土（QALPL4）褐黄色，稍湿湿，稍密中密。可见铁锰氧化物斑点，含云母片，偶见姜石，局部夹粉砂薄层。属中压缩性土。粘粒含量平均值为179。层顶标高60176199M，层厚140430M，平均层厚265M。仅在200、202孔控制地段该层存在灰褐色湿软粉土。中砂（QALPL4）灰黄色灰白色，稍湿，稍密中密，砂质不纯，分选稍差，局部夹粉砂薄层，含粉土团块，主要成份为石英、长石、云母。标准贯入试验实测（修正）击数平均值168（141）击。层顶标高56955981M，层厚010470M，平均层厚170M。粉土1（QALPL4）黄褐色褐黄色，湿，稍密中密。可见黑色氧化物斑点，含细砂颗粒，易散落。属中压缩性土。层顶标高57625876M，层厚050240M，平均层厚125M。粉质粘土（QALPL4）褐黄色黄褐色，可塑。可见铁锰氧化物斑点，偶见姜石，局部含砂量较高，局部夹粉土薄层。属中压缩性土。层顶标高52265822M，层厚040550M，平均层厚282M。细砂1（QALPL4）黄褐色灰黄色，稍湿，稍密中密，砂质不纯，分选稍差，主要成份为石英、长石、云母。局部混粉土团块。标准贯入试验实测（修正）击数平均值183（142）击。层顶标高51965688M，层厚020440M，平均层厚177M。粉质粘土（QALPL4）黄褐色，可塑硬塑，可见黑色氧化物斑点，含姜石，该层上部夹粉土薄层。局部含砂量高。属中压缩性土。层顶标高49715438M，层厚020460M，平均层厚227M。细砂1（QALPL4）灰白色，稍湿，稍密中密，砂质较纯，分选稍差，主要成份为石英、长石、云母。标准贯入试验实测（修正）击数平均值221（164）击。层顶标高49395413M，层厚080550M，平均层厚335M。中粗砂（QALPL3）灰白色灰黄色，稍湿，中密，砂质较纯，分选好，级配差，主要成份为石英、长石、云母。局部夹细砂薄层。该层中下部含卵石，含量约510，粒径26CM，大者15CM，主要成分为灰岩、石英砂岩。标准贯入试验实测（修正）击数平均值291（208）击。层顶标高47395039M，层厚040370M，平均层厚206M。粉质粘土（QALPL3）黄褐色，可塑硬塑，可见氧化物斑点，含姜石，层底夹粉土薄层，有砂感，局部钙质胶结层厚2040CM。属中压缩性土。层顶标高45544807M，层厚100410M，平均层厚251M。细砂（QALPL3）棕黄色黄褐色，稍湿，密实。砂质较纯，分选稍差。主要成分石英、长石，含云母。标准贯入试验实测（修正）击数平均值323（226）击。层顶标高42854504M，层厚030210M，平均层厚136M。粉质粘土1（QALPL3）黄褐色，可塑硬塑，可见氧化物斑点，含姜石，局部夹细砂薄层。属中压缩性土。层顶标高43274537M，层厚050290M，平均层厚165M。粉质粘土（QALPL3）黄褐色，可塑硬塑，可见氧化物斑点，姜石含量局部富集，钙质胶结层不均匀分布。属中压缩性土。层顶标高40954420M，层厚040590M，平均层厚372M。1细砂（QALPL3）灰黄色，稍湿，密实。砂质较纯，分选稍差。主要成分石英、长石，含云母。该层仅分布于213、230孔控制地段。中砂（QALPL3）灰白色，湿，密实，砂质较纯，分选较好，主要成份为石英、长石、云母。含圆砾，该层层顶夹细砂薄层。局部夹粗砂薄层，局部地段偶见卵石，大小28CM，成分为灰岩、石英岩等。标准贯入试验击数实测（修正）击数平均值381（267）击。层顶标高37454019M，层厚120750M，平均层厚556M。中粗砂（QALPL3）杂色，湿，中密密实，含约3040的卵石，卵石大小210CM，大者15CM，成分为灰岩、石英岩等，充填粗砾砂。局部胶结，胶结层厚1030CM。重型动力触探试验实测（修正）击数平均值289（128）击。层顶标高31713468M，该层未揭穿最大层厚163M。各地基土层厚度及分布情况详见工程地质剖面图和钻孔/探井柱状图。各地基土层的物理力学性质及原位测试指标统计值详见附表。23地下水勘察期间最大勘探深度500米内未见地下水。3岩土工程分析与评价31场地稳定性拟建场地位于构造相对稳定地带，无新构造活动迹象，地貌单一，地形平坦，沉积环境较稳定，物理力学性质均匀，地震活动微弱，未发现不良地质作用，场地稳定，适宜建筑。32地震效应（1）场地的抗震设防烈度依据建筑抗震设计规范（GB500112001）（2008版）附录A，该场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为010G（第一组）。（2）场地土类型和场地类别本次勘察在7个钻孔中进行了剪切波速测试，测试方法为单孔检层法，测试结果详见相应孔号的“波速测试成果图”，计算200米深度范围内土层的等效剪切波速50M，依据建筑抗震设计规范（GB500112001）（2008版）第416条判定，建筑场地类别为类。（3）场地土的液化该场地地下水埋深大于2000M，地基土无饱和砂土及饱和粉土，依据建筑抗震设计规范（GB500112001）（2008版）中有关规定进行判定，该场地为非液化场地。（4）抗震地段的划分根据本次勘察，场地地势平坦，开阔，地基土具有一定强度，依据建筑抗震设计规范（GB500112001）（2008版）第411条文说明，拟建场地属建筑抗震一般地段，属可进行建设的一般场地。（5）场地特征周期根据建筑抗震设计规范（GB500112001）（2008版）表5142，场地设计地震分组为第一组，场地类别为类，场地特征周期值为045S。33地基土湿陷性依据探井土试样湿陷性试验结果显示，黄土状粉土层具有湿陷性，湿陷系数为S00200024，湿陷程度轻微，湿陷起始压力为42137KPA。湿陷带下限埋深55M。21号高层建筑物基础埋深已穿过湿陷带下限埋深，可不考虑湿陷性的影响。所以，拟建场地属非自重湿陷性场地，地基湿陷等级为级（轻微），湿陷量计算值小于50MM，可按一般地区的规定设计。34天然地基承载力特征值及计算参数综合确定依据湿陷性黄土地区建筑规范（GB500252004）、河北省建筑地基承载力技术规程（试行）（DB13（J）/T482005），根据外业勘探、原位测试及室内土工试验，结合本地区实践经验，综合确定各地基土层天然地基承载力特征值以及压缩模量见表31。天然地基承载力特征值和压缩模量一览表表31压缩模量推荐值（MPA）土层名称及序号承载力特征值FAK（KPA）土层重度KN/M3ES（0102）黄土状粉质粘土11019063黄土状粉土14019276粉土15019290中砂17019017粉土115019152粉质粘土17019882细砂116019019粉质粘土18019676细砂118019020中粗砂20019022粉质粘土19019675细砂22019025土层名称及序号承载力特征值FAK（KPA）土层重度KN/M3压缩模量推荐值（MPA）ES（0102）粉质粘土124019980粉质粘土24019676细砂120019025中砂27019028中粗砂35020038推荐计算采用值自重压力自重压力附加压力段压缩模量也可根据固结试验综合曲线，依据下式进行计算。ES（1E）/A（公式31）AE/P（公式32）式中ES土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段的压缩模量；土的自重压力与附加压力之和对应的孔隙比与土的自重压力对应的孔隙E比的差值；土的附加压力。P35持力层强度评价21号住宅楼基底标高6093M，基础位于黄土状粉土层、粉土层和中砂层。因7栋高层建筑周围均开挖为地下车库，将地下车库荷载折算成土层厚度为21M左右，黄土状粉质粘土层深宽修正后地基承载力特征值按下式计算FAFAKB（B3）DM（D15）（公式33）粉土层和中砂层深宽修正地基承载力计算公式按FAFAKB（B3）DM（D05）（公式34）经计算黄土状粉土层、粉土层和中砂层深宽修正后地基承载力特征值均小于基底压力，天然地基持力层强度均不满足设计要求，需进行地基处理。36地基均匀性评价依据高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ722004）第824条判定如下表地基均匀性评价表表32楼号21号住宅楼评价内容评价数据地基持力层是否为同一地貌单元或工程地质单元否地基持力层底面坡度FAK1413100402P050M，建筑场地类别为类。拟建场地属建筑抗震一般地段，属可进行建设的一般场地。（3）该场地地下水埋深大于2000M，地基土无饱和砂土及饱和粉土，该场地为非液化场地。（4）场地标准冻结深度060M。（5）勘察期间最大勘探深度500米内未见地下水。（6）场地周围无污染型企业存在，可按微腐蚀考虑土对建筑材料的腐蚀性。（7）拟建21号高层建筑物基础埋深已穿过湿陷带下限埋深，可不考虑湿陷性的影响。（8）拟建21号楼地基属不均匀地基，（9）拟建21号高层住宅楼，天然地基持力层强度均不满足设计要求，需进行地基处理。62建议（1）拟建物可采用筏板基础，采用框剪结构，基础埋深80M为宜。（2）复合地基或桩基方案设计时宜先通过现场静载荷试验确定复合地基承载力特征值或单桩竖向承载力特征值。（3）天然地基不满足设计要求，建议采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基。持力层选第层粉质粘土，桩长为16M，桩径为400MM，桩间距19M，采用正方形布桩。参考文献1周景星王洪瑾虞石民李广信编基础工程北京清华大学出版社，1996。2李粮纲、陈维明等，基础工程施工技术M第一版，武汉中国地质大学出版社，20015。3郑俊杰，地基处理技术M第一版，武汉华中科技大学出版社，20049。4王恩远、吴迈，工程实用地基处理手册M第一版，北京中国建材工业出版社，20057。5顾晓鲁、钱鸿缙等，地基与基础M第三版，北京中国建筑工业出版社，20035。6殷宗泽、龚晓南等，地基处理工程实例M北京中国水利水电出版社，2005版7刘景政、杨素春、钟东波，地基处理与实例分析，中国建筑工业出版社，19988龚晓南复合地基理论及工程应用北京中国建筑工业出版社，20029桩基工程手册编写委员会桩基工程手册M北京中国建筑