台泥水泥厂地基处理工程

1、目 录1 工程概况21.1 拟建建筑物工程概况22 场地工程地质条件22.1 场地地质情况22.2 场地地层情况32.3 各地层参数52.4 土的物理力学参数52.5 地基土评价82.6 场区气象及水文地质特征92.7 场地稳定性及适宜性评价93 地基处理方案选择与论证103.1 常用地基处理方法的原理、作用及适用范围113.2 地基处理方案的初步选择与论证164 方案设计与计算174.1 CFG桩设计与计算174.2 高压旋喷桩设计与计算234.3 水泥土搅拌桩法设计与计算295 工程量统计与工程预算365.1 工程量统计365.2 工程预算376 方案比较与优化417 施工组织设计437.

2、1 编制依据437.2 施工准备447.3 施工技术参数457.4 施工方案467.5 施工设备487.6 施工进度控制497.7 施工中常见的问题及处理措施507.8 CFG桩混合料配比计算517.9 工程质量检测方法、指标527.10 结论538 设计总结54参考文献55谢辞56附图571 工程概况1.1 拟建建筑物工程概况拟建的“台泥（英德）有限公司25000t/d熟料水泥生产线”由中材国际南京水泥工业设计研究院设计，由中材国际诚信监理有限公司负责监理。基础形式为独立基础，各基础形状不尽相同，具体见基础平面图，基础埋深2m。要求经地基处理后的地基承载力达到357kPa，地基沉降小于100

3、mm。拟建场地原为丘陵山谷地貌，现已推平，场地平整，勘察范围地面标高为36.8637.70m。拟建工程场地北侧为观音山水泥厂，东北面与北江接连，西南面为低山丘陵。拟建场地水陆交通较便利。京广铁路及广（州）韶（关）公路在场地附近通过。场地有简易公路与广（州）韶（关）公路相连；北江于场地北、东侧几百米处流过，常年可通航150t左右的帆船，水陆可达韶关、清远、广州等地。2 场地工程地质条件2.1 场地地质情况广东濒临太平洋，地质历史上地壳活动频繁而强烈，产生了一系列褶皱、断裂，并伴随岩浆活动。由于历次构造活动的叠加和干扰，构成了一幅错综复杂的构造图像。断裂构造不但破坏了岩层的完整性，而且使岩石变质。

4、主要受新华夏系构造带中九峰东西构造带与佛冈丰良东西构造带之间的次级构造英德弧形构造和仁化断裂带和干扰，主导构造走向为北北东。主要有：官坪断层（F1）：位于本工程区北东十余公里处，呈北北东走向，倾向南东，倾角50左右，延伸数十公里，属纵向压性断层。龙头山断层（F2）：于龙头山南侧越弱江而西延，走向近东西，倾向南，倾角70以上。属压扭性断层。冬瓜铺断层（F3）：位于北江以东13km，与北江向斜轴近乎一致，南起在龙尾山东侧，经冬瓜铺、打石排向北东延伸。呈北东走向，倾向南西，倾角为7080。属纵向压性断层。上述断层对本工程影响不大。北江向斜：为一复式向斜分布于北江及其两侧，轴部在北江附近，轴向为北东南

5、西，轴面倾向北西，轴部由下石炭系统地层组成，南东翼倾向北西，倾角一般为50；北西翼倾向南东，倾角一般4070，甚至出现倒转；局部产生次一级褶皱。本工程区位于北江向斜的南东翼。2.2 场地地层情况根据野外钻探揭露，该场地自上而下为人工填土层（Qml）、耕植土层（Qpd）、冲积层（Qal）、残积层（Qel）及下石炭系测水组泥质粉砂岩、粉砂岩、泥质页岩（Clc）、大塘阶石磴子组灰岩、大理岩（Clsh）。现将各土层分述如下： （1）人工填土层（Qml）素填土：灰黄、灰褐色，松散稍密，主要成分为人工堆积的残积粉质粘土、冲积粉质粘土、坡积粉质粘土，局部含岩屑、岩块、角跞，均匀性较差，压缩性中等，经人工分层

6、压实。该层场地分布较广泛，厚度为0.4011.30，平均厚度为；层面标高为29.1037.64，平均标高为37.01；分布于地表。耕植土层（Qpd）。 （2）耕植土：灰黄、土黄、灰褐色，可塑。主要成分为粉质粘土，含植物根系。该层局部分布，厚度为0.302.50m，平均厚度为0.80m；层面标高为25.6536.60m，平均标高为32.61m；层顶埋深为0.008.50m，平均埋深为4.04m。 （3）冲积层（Qal）本层为冲积层，以粘性土为主，共分为二个亚层。淤泥质土：深灰灰黑色，饱和，软流塑，含有机质，有臭味，局部含腐木，为鱼塘淤积物。本层场地仅ZK157、ZK181钻孔有揭露，厚度为1.5

7、02.70m，平均厚度为2.10m；层面标高为27.6828.00m，平均标高为27.84m；层顶埋深为1.109.70m，平均埋深为5.40m。粘土、粉质粘土：本层以粉质粘土为主、粘土次之。灰黄、浅黄色，可塑为主，局部软塑。粘性强较强，局部含少量粉细砂，本层场地分布较为广泛（原为鱼塘、山谷低洼地等），场地48个钻孔有揭露，厚度为1.157.80m，平均厚度为3.77m；层面标高为25.3036.86m，平均标高为30.15m，层顶埋深为0.1111.30m，平均埋深为6.08m。 （4）坡积层（Qpl）本次为坡积土，一粉质粘土为主，局部为粘土。粉质粘土、粘土：浅黄、土黄、黄褐色，硬塑为主，局

8、部为可塑状，粘性很强，稍有光泽，人性中等，摇振反映中等，局部含少量碎石、角跞。该层广泛分布，厚度为0.908.20，平均厚度为3.79m；层面标高为30.0337.74m，平均标高为34.88m；层顶埋深为0.008.50m，平均埋深为2.56m。 （5）残积层（Qel）本层为残积土，以粉质粘土为主，局部为粘土。粉质粘土、粘土：浅紫、灰黄略带紫红、灰白、灰褐色，硬塑为主，局部为可塑、软塑状，粘性较墙，稍有光泽，韧性中等，摇振反应中等，局部含少量强风化岩块、岩屑，原岩结构可辨，为泥质粉砂岩、页岩、粉砂岩风化残积土，岩芯遇水易软化。该层大部分钻孔有揭露，厚度为1.303.50m，平均厚度为8.93

9、m；层面标高为22.4737.69m，平均标高为33.32m；层顶埋深为0.0015.00m，平均埋深为3.81m。测水组泥质粉砂岩、粉砂岩、泥质页岩（Clc）本层（泥质粉砂岩、粉砂岩、页岩）主要分布于原丘陵地带，本场地未揭露完整的中、微风化岩层，只揭露了全风化、强风化岩层，本层风化程度不均匀，在部分钻孔中揭露全风化、强风化岩层以硬夹层形式在残积土的上层，现描述如下：全风化泥质粉砂岩、粉砂岩、泥质页岩：浅紫、自会、灰黄、灰白、灰褐色，坚硬土状，原岩结构清晰，岩芯遇水易软化，含较多绢云母，岩性以泥质粉砂岩为主，本场地分布较为广泛，厚度为1.0030.60m，平均厚度为7.73m；层面标高为4.2

10、137.52m，平均标高为26.43m；层顶埋深为0.0035.10m，平均埋深为10.67m。石磴子组大理岩、灰岩（Clsh）根据区域地质资料及钻探揭露，石炭系下统石磴子组的灰岩、大理岩，岩面埋藏深度变化大，且岩溶发育，现描述如下：微风化灰岩、大理岩：以灰岩为主，大理岩局部分布。1） 灰岩：浅灰、灰白、深灰、灰黑色，岩芯以短长柱状为主，部分较破碎，呈碎石状，节理面有铁锰质浸染，见溶蚀现象及灰白色方解石脉。岩芯较完整，岩质致密、坚硬，锤击声响。该层场地均有分布，部分钻孔有揭露，未揭穿。2）大理岩：灰白、白色，粗晶结构，中厚层结构，岩芯较完整，呈短长柱状，岩质坚硬，本场地只在部分钻孔揭露。微风化

11、灰岩、大理岩揭露厚度为 0.25-8.43m，平均厚度为 2.05m；层面标高为-2.22-35.99m；层顶埋深为 1.70-39.50m，平均埋深为 14.51m。2.3 各地层参数 标准贯入试验击数统计 场地各岩土层标准贯入试验原始击数统计具体见标准贯入试验原始击数汇总表。 标准贯入试验原始击数汇总统计表 表1层号土（岩）名称状态（或风化程度）范围值（击数）平均值（击数）fm标准差f变异系数 标准值次数n1素填土松散-稍密42813.96.500.4713.12052耕植土可塑316 9.44.200.447.30123-1淤泥质土软-流塑343.523-2粉质粘土可塑-硬塑72816.

12、76.30.3715.5774粉质粘土硬-可塑73114.75.100.3513.7945粉质粘土硬-可塑63019.56.000.3119.16346-1全风化泥质粉砂岩 坚硬土状坚硬土状 29502950 36.136.1 6.106.10 0.170.17 35.435.4 2272276-2强风化泥质粉砂岩 半岩半土状半岩半土状 5050 59.659.6 21.621.6 0.360.36 55.255.2 64647土洞充填物流塑253.801.300.3324取值标准 标准贯入试验击数 N 值按国家标准岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）第 10.5.5 条的条文说明规

13、定，勘察报告应提供不作杆长修正的 N 值，应用时再根据情况考虑修正或 不修正、用何种方法修正。上表所列的标准贯入试验击数均为实测值，但以杆长修正值查阅广东省标准建筑地基 基础设计规范（DBJ 15-31-2003）相应规定的地基土承载力。2.4 土的物理力学参数 （1）土的物理力学指标 各土（岩）层的物理力学性质指标汇总情况及统计结果具体见土工试验成果表(附表一)。 土的主要物理力学指标建议根据统计结果，结合附近钻探资料及英德地区的工程勘察经验，现将该场地各土层的物理力学性质指标标准值、建议值具体见土的主要物理力学指标建议标准值表（表 2）。土的主要物理力学指标建议标准值表 表2 层号岩土名称

14、含 水 量w(%)湿 密度 g/cm2孔隙 比e液性指数数IL压 缩 系 数a1-2MPa-1压 缩 模量 EsMPa直接快剪粘 聚 力cKPa内摩擦 角()1素填土26.511.890.7980.190.444.5234.0816.88 3-23-2粘土、粉质粘土27.901.930.7970.120.345.6535.1418.73 44粘土、粉质粘土24.11.930.7280.110.375.2539.7518.245粉质粘土25.861.950.7420.280.325.9837.2418.536-1全风化25.631.950.7320.230.316.0337.2418.99 （2

15、）岩石抗压强度试验指标 将该场地岩石天然湿度及饱和单轴抗压强度标准值见岩石天然湿度单轴抗压强度建议标准值表（表 3）。表 3 岩石天然湿度单轴抗压强度建议标准值表岩（土）层编号岩石名称及风化程度天 然湿 度 单 轴 抗压强度（MPa）饱 和 单 轴 抗 压 强度（MPa）软化系数7微风化灰岩5550 岩石天然湿度单轴抗压强度值汇总情况具体见岩石抗压强度试验报告表(表 4)。表 4 抗压强度试验报告表样品编号取样深度(m)样品名称试验状态抗压强度样品描述序号室内野外单值(MPa)平均值(MPa)1404W1506ZK70-513.90-14.20岩石天然39.837.721.3裂隙52.1150

16、4W1507ZK75-619.40-19.70岩石天然48.032.817.6裂隙饱和32.432.41604W1508ZK77-38.30-8.50岩石天然104.967.942.4裂隙56.52.5 地基土评价 （1）土洞的评价 填充流塑状粘性土及岩屑或为空洞，钻探时稍施压钻具下落或钻具自落。该层在 25 个孔有揭露，见土洞率为 30%。根据岩溶地区土洞发育随机性较大的特点，场地内其它未施 钻区域不排除存在土洞的可能性。土洞在工程上的危害主要是：在进行桩基础施工时会出现 漏浆以及在重大冲击力作用下塌陷等现象。 （2）溶洞的评价勘察结果表明：表层岩溶发育，溶洞呈串珠状发育，且有多层溶洞，溶洞

17、内充填流塑状粘性土及灰岩碎屑、碎石块。溶洞发育情况具体见钻孔岩溶统计表(附表二)。溶洞在工程上的危害主要是：在进行桩基础施工时会出现漏浆以及在重大冲击力作用下易塌陷、增加施工入岩难度等。 （3）地基土（岩）承载力建议值 按国家标准、广东省标准及相关规范，在计算、查表的基础上并参照了地区经验值之后确定了该场地的地基土承载力，具体见地基土承载力数据一览表（表 5）。地基土承载力数据一览表 表5层号土（岩）名称状态及风化程度建议 fak(kPa)建议 Es(MPa)直接剪切C(kPa)()1素填土分层压实1251304.5234.0816.882耕植土可塑1204.863-1淤泥质土软-流塑703-

18、2粉质粘土硬-可塑1805.6235.1418.734粉质粘土可-硬塑2505.2539.7518.245粉质粘土硬-可塑2205.9837.2418.536-1全风化泥质粉砂岩坚硬3006.0337.2418.996-2强风化泥质粉砂岩半岩半土状4507大理岩、灰岩微风化Frk=55MPa注：素填土层为新近填土，未完成自重固结，人工填土层处理所需参数，请参阅其它报告 2.6 场区气象及水文地质特征 （1）本地区气象情况本地区处亚亚热带季风区。年内四季分明，春季阴雨连绵，夏季高温湿热，暴雨频繁， 常受台风影响，秋、冬季一般比较温暖，偶有霜冻。总的气候较温和，雨量充沛，年平均气 温 20.8，极

19、端最高温度 38.9，极端最低温度-3.6，无霜期 320 天左右，年平均降雨量1853.3 ，最大年降雨量 2623mm（1975 年），最小年降雨量 1138mm，多年平均降雨天数158 天。汛期（49 月）的降雨量占年降雨量的 7080，其中 46 月约占年降雨量的4050，水量不均匀是造成水害的原因之一。气候温和湿润，多年平均相对湿度在 7680之间，多年平均日照时数为 15001700 小时左右，多年平均风速 1.11.9m/s。地区降水量大于蒸发量，大气降水是地下水的主要补给来源，每年 49 月份是地下水补给期，10 月次年 3 月为地下水消耗期的排泄期。地层条件是地下水赋存的条件

20、和基础。 （2）场地地下水的情况 1)地下水水位： 勘察施工期间，实测钻孔地下水稳定水位埋深为（标高）。 2)地下水类型 场地地下水按赋存方式分为第四系孔隙水和基岩裂隙水。 3)第四系孔隙含水层 场区内地下水类型为上层潜水类型，水力特点为无压或局部低压，主要受大气降水和北 江水的影响。4）基岩裂隙水 基岩裂隙水主要分布在微风化灰岩、大理岩溶蚀地带中。整个场地基岩岩溶发育，溶蚀裂隙及溶洞较发育，溶洞大多为流塑状粘性土及岩碎屑所充填，其连通性较差，地下水水力联系较弱。地下水具承压性，局部地段富水性好，岩溶裂隙水水量丰富。2.7 场地稳定性及适宜性评价 （1）地质构造问题 场地野外钻探未发现断裂构造

21、迹象，结合初勘物探结果表明，拟建场地未见活动断裂通 过，故场地基底稳定，适于工程建设。 （2）地震烈度及场地类型 1）建筑场地 结合物探结果及钻探揭露，综合本工程的具体情况，按国家标准建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）第 4.1.1 条规定，场地划分为不利地段。 2）场地土的类型 为了划分场地类别共布置了钻孔 6 个进行现场波速测试。按测试结果及国家标准建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）第 4.1.3 条规定，场地土的类型划分为中硬土。 3）建筑场地类别 根据钻探资料，整个场地覆盖层厚度为 1.7048.8m，平均 14.90m，等效剪切波速为211.4310.1m/s

22、，测试结果及国家标准建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）第 4.1.6 条规定，本建筑场地类别划分为类。抗震设防烈度、设计基本地震加速度、设计地震分组按国家标准建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）附录 A.0.17 条，抗震设防烈度为 6度。设计基本地震加速度值为 0.05g，设计地震分组为第一组。 2）场地设计特征周期 按国家标准建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）第 5.1.4 条规定，设计特征周期值为 0.35s。场地卓越周期：按剪切波速测试结果，场地卓越周期 Tg 范围值 0.200.38s，平均值为0.27s。 地震液化问题：本次勘察未揭露饱和砂土。3

23、地基处理方案选择与论证 在选择地基处理方案时，应考虑上部结构、基础和地基的共同作用，并经过技术、经济比较，选用处理地基或加强上部结构和处理地基相结合的方案。地基处理方法的确定宜按下列步骤进行： （1）根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑物的影响等因素进行综合分析，初选出几种可供考虑的地基处理方案，包括选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方案。 （2）对初选出的各种地基处理方案，分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境影响等方面进行技术经济分析和对比，选出最佳的地基处理方案。 （3）对已选的地

24、基处理方案，宜按建筑物地基基础设计等级和场地复杂程度，在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时，应查明原因，修改设计参数或调整地基处理方案。 3.1 常用地基处理方法的原理、作用及适用范围 地基处理方法的原理、作用及适用范围 表3-1序号分类处理方法原理及作用适用范围1换填垫层法砂石垫层、素土垫层、灰土垫层、工业废渣垫层以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，扩散应力，减少沉降量适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土杂填土地基及暗沟。暗塘等的浅层处理2预压法天然地基预压、砂井

25、预压、塑料排水带预压、真空预压、降水预压在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性；加速沉降发展，使基础沉降提前完成适用于处理淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基3强夯法和强夯置换法强力夯实（动力固结）利用强夯的夯击能，在地基中产生强烈的冲击能和动应力，迫使土动力固结密实。强夯置换墩具有挤密、置换和加快土层固结的作用适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土、粘性土、湿陷性黄土、杂填土等地基。4振冲法振冲置换法、振冲挤密法采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，对桩间土进行加密。与未处理的部分土组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量适用于处理砂土、粉

26、土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。不加填料振冲加密适用于处理粉粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基5砂石桩法振动成桩法、锤击成桩法通过振动成桩或锤击成桩，减少松散砂土的孔隙比，或在粘性土形成桩土复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量，或部分消除土的液化性适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基6水泥粉煤灰碎石桩法长螺旋钻孔灌注桩成桩，长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩，振动沉管灌注成桩水泥、粉煤灰及碎石拌和形成混合料，成孔后灌入形成桩体，与桩间土形成复合地基。采用振动沉管成孔时对桩间土具有挤密作用。桩体强度高，相当于刚性桩适用于粘性土、粉土、黄土、砂土、素填土等地基。对淤泥质土应通过现场试验确定

27、其适用性7夯实水泥土桩法人工洛阳铲成孔、螺旋钻机成孔、沉管成孔、冲击成孔采用各种成孔机械成孔，向孔中填入水泥与土混合料夯实形成桩体，构成桩土复合地基。采用沉管和冲击成孔时对桩间土有挤密作用适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不超过10米8水泥土搅拌法用水泥或其他固化剂、外渗剂进行深层搅拌形成桩体。分干法和湿法深层搅拌法是利用深层搅拌机，将水泥或水泥粉与土在原位拌和，搅拌后形成柱状水泥土体，可提高地基承载力，减少沉降，增加稳定性和防止渗漏、建成防渗帷幕适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基9高压喷射注浆法单管发

28、、二重管法、三重管法将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入到处理土层的预定深度，然后将浆液（常用水泥浆）以高压冲切土体。在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转、提升，即形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体，加固后可用以提高地基承载力，减少沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起，形成防渗帷幕适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或有过多的有机质时，应根据现场实验结果确定其适用程度对既有建筑物可进行托换工程10石灰桩法人工洛阳铲成孔、螺旋钻机成孔、沉管成孔人工或机械在土体中成孔，然后灌入生石灰块，经夯压形成

29、的一根桩体。通过挤密、吸水、反应热、离子交换、胶凝及置换作用，并形成复合地基，提高承载力、减少沉降量适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土等地基11土或灰土挤密桩法沉管（振动、锤击）成孔、冲击成孔采用沉管、冲击或爆扩等方法挤土成孔，分层夯填素土或灰土成桩。对桩间土挤密，与地基土组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量。部分或全部消除地基土湿陷性适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基12柱锤冲扩法冲击成孔、填料成孔、复打成孔采用柱状锤冲击成孔，分层灌入填料、分层夯实成桩，并对桩间土进行加密，通过挤密或置换提高地基承载力，形成复合地基适用于处理杂填土、素填土、粉

30、土、粘性土、黄土等地基。对地下水位以下饱和松软土层应通过现场试验确定其适用性13单液硅化法和碱液法主要用于既有建筑物下地基加固在沉降不均匀、地基受水浸湿引起湿现的建（构）筑物下地基中通过压力灌注或溶液自修方式灌入硅酸钠溶液或氢氧化钠溶液，使土颗粒之间胶结，提高水稳性，消除湿陷性，提高承载力适用于处理地下水位以上渗透系数为0.10.2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地，对级湿陷性地基，当采用碱液法时，应通过试验确定其适用性3.2 地基处理方案的初步选择与论证通过对台泥（英德）水泥长地基处理工程设计勘察报告分析和所提供的数据，结合工程特点和设计要求，以及地基处理的方法的适用范围，可以从

31、如下几个方面论证。目前，常用的可用于软土地基处理的方法有：换填法、预压法、强夯置换法、CFG桩、水泥土搅拌桩法、高压旋喷桩、石灰桩、注浆法。 （1）换填法换填法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，浅层处理的范围大致在地面下5m深度以内，适合本工程。 （2）预压法预压法适用于大面积的软土地基处理，一般很少用于单个具体建筑工程的地基处理。且条形基础比较狭窄，本工程采用的是条形基础，课件该方法不适合。 （3）强夯置换法适用于砂土、碎石土、低饱和度粉土和粘性土、杂填土、素填土等。强夯置换墩的深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外应穿透软土层到达较硬土层上，深度不宜超过7m。又其施工时噪音和振动较大，不

32、宜在人口稠密的城市内适用。从本工程条件来说，也不太适合。 （4）CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定实用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、土共同承担荷载形成符合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基。可用来提高地基承载力和减少变形。因此，CFG桩比较适合该工程。 （5）注浆法注浆法处理软土地基，需进行现场试验确定其承载力，同时确定其注浆参数。因此，对于本次设计，不太适合。 （6）石灰桩石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。石灰桩复合地基承载力特征值不宜超过160kPa，本工程条形

33、基础下基底压力为156kPa(I-I)、144kPa(II-II)。均复合。因此，石灰桩法在本工程可采用。 （7）水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩是常用的软土地基处理方法，其适用于正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。它利用水泥作为固化剂。通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。 （8）高压旋喷桩高压旋喷注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、砂土、粉土、黄土、素填土和碎石土等地基。 （9）碎石桩法 碎石桩和砂桩总称为

34、碎（砂）石桩，又称粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成德孔中，形成大直径的碎（砂）石所构成的密实状体。综上所述，本工程可采用高压旋喷桩，CFG桩,水泥土搅拌桩三种方案进行初步设计。4 方案设计与计算4.1 CFG桩法设计与计算4.1.1 CFG桩一般参数确定 （1）加固范围的确定根据建筑地基处理技术规范（JGJ792002），水泥粉煤灰碎石桩可只在基础范围内布桩； （2）布桩形式由于本次工程基础形式为矩形基础，因此，布桩形式采用矩形布置； （3）桩径CFG桩桩径根据桩管径大小确定，一般为350600mm，本次设计采用桩径400mm； （4）桩距桩距

35、应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，宜采取35倍桩径； （5）桩长CFG桩桩长应根据需挤密加固的深度而定，且应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。因此，本工程此处选桩长为10m； （6）材料选择水泥、粉煤灰、碎石、石屑的类型及混合料配比应根据加固场地的土质情况及加固后要求达到的承载力而定； （7）褥垫层设计在装顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜采取250300mm，褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，最大粒径不宜超过30mm，本次设计取300mm的砂垫层。4.1.2 承载力设计与计算（1） 单桩承载力确定 根据建筑地基处理技术规范（JGJ792002），当采用

36、单桩荷载试验时，应将单桩竖向极限承载力处以安全系数2，初步设计时，可按下式进行设计：式中： 桩周长（m）； 桩周第层土的侧阻力特征值； 第层土厚度（m）； 桩周第i层土的端阻力特征值（Kpa）； 桩截面面积（m2）。 （2）复合地基承载力确定 复合地基承载力必须满足下式要求： 得： （3）桩体试块抗压强度平均值 （4）面积置换率 式中：面积置换率； 桩间土承载力折减系数。 （5）桩数确定对于ZJ4基础,基础对于ZJ1基础, 基础对于ZJ2基础,基础对于ZJ3基础,基础对于ZJ5基础,基础对于ZJ6基础,基础对于ZJ8基础,基础4.1.3 下卧层验算（1）CFG桩复合土层压缩模量可根据地区经验确

37、定，可按下式计算： 取 取用 （2）软弱下卧层验算 按照建筑地基处理技术规范（JGJ792002），当下卧层强度低于持力层时，应进行软弱下卧层验算，验算方式为： 式中： 满足设计要求4.1.4 沉降计算 CFG桩处理后的变形计算应按国家标准建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）中的规定进行计算。一般情况下，CFG桩复合地基沉降有三部分组成：其一为加固范围内土的压缩变形；其二为下卧层变形；其三为褥垫层变形。由于褥垫层变形很小，可忽略不计，因此，CFG桩复合地基的变形包括加固范围内的变形和下卧层的变形。沉降量计算表z(m)z/bl/b Esi001 1.0000.30.1251 0.99

38、920.29982.71.251 0.85962.021146.055.15.13.51.461 0.80450.9495146.052.47.54.821 0.69840.5366146.051.48.95.62.331 0.64460.2563146.050.79.67.231 0.54760.3340146.050.810.49.373.91 0.45480.3187146.050.811.29.641 0.44560.01635.980.0411.241251 0.37400.21025.9811.522.813.165.481 0.34240.03906.032.1424.9414.

39、4610.32200.13086.037.532.4416.8710.28200.10086.035.537.9419.2810.25080.07786.034.242.1421.6910.23180.19156.0310.452.5422.099.210.22160.01316.030.753.14 当地基变形计算深度z=22.09m、，满足设计要求 满足设计要求。4.2 高压旋喷桩设计与计算4.2.1 高压旋喷桩一般参数确定 （1）桩径 旋喷固结体的直径大小与土的种类和密实程度有较密切的关系。对粘性土地基加固，单管旋喷注浆加固体直径一般为0.30.8m；三重管旋喷注浆固结体直径可达0.71

40、.8m；二重管旋喷注浆加固体直径介于以上二者之间。多重管旋喷直径为2.04.0m。旋喷桩的设计直径见下表。定喷和摆喷的有效长度为旋喷桩直径的1.01.5倍。旋喷桩的设计直径（m） 方法土质单管法二重管法三重管法粘性土0N50.50.80.81.21.21.86N100.40.70.71.11.01.611N200.30.60.60.90.71.2砂性土0N100.61.01.01.41.52.011N200.50.90.91.31.21.821N300.40.80.81.20.91.5 本次设计采用单管法加固，根据土质情况：旋喷固结体的直径选择为600mm。 （2）桩长高压旋喷桩属于半刚性桩，

41、一般其单桩承载力随着桩长的增加而增加，本工程桩长初步设计为l=10m。 （3）褥垫层设计当地基需要排水通道时，可在桩顶以上设200mm300mm厚的砂石垫层，在本次设计中，设置300mm厚砂石褥垫层。（4）加固范围的确定根据建筑地基处理技术规范（JGJ792002)，高压旋喷桩的加固范围应通过现场试验确定。当无现场试验资料时，亦可参照相似土质条件的工程经验。本次设计只在基础范围内布桩。4.2.2 承载力设计与计算（1）单桩承载力确定根据建筑地基处理技术规范 （JGJ 792002），单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时，可按下式计算。式中：桩端天然地基土未经修正承载力特征值（

42、kpa），可按现行国家标准建筑地基基础设计规范（GB50007 2002）有关规定或地区经验确定； 与旋喷桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm的立方体）在标注养护条件下 28d龄期的立方体抗压强度平均值（kpa）； n桩长范围内所划分的土层数； 桩身强度折减系数，取=0.3； 、桩的周长、面积; 桩周第i层土的侧阻力特征值（kpa）； li 桩长范围内第i层土的厚度（m）； 由下表提供的数据也证实，单管法施工时，旋喷桩桩身加固土无侧限抗压强度达到3.9MPa是可以实现的。 固结体抗压强度土质固结体抗压强度单管法二重管法三重管法砂性土37410515粘性土1.551.5515

43、（2）复合地基承载力确定 高压旋喷桩复合地基承载力特征值应通过单桩或多桩复合地基载荷试验确定，初步设计时可按下式确定 (式3-10)式中：桩间土承载力这件系数，可根据试验或类似土质条件工程经验确定，当无试验资料或经验可取00.5，承载力低时取较低值，本工程取=0.3；桩间土承载力特征值（kpa）； m 面积置换率; （3）面积置换率 （4）桩数确定对于ZJ4基础,基础对于ZJ1基础, 基础对于ZJ2基础,基础对于ZJ3基础,基础对于ZJ5基础,基础对于ZJ6基础,基础对于ZJ8基础,基础4.2.3 软弱下卧层验算 （1）高压旋喷桩复合土层的压缩模量可根据地区经验确定。文献提供了如下设计计算公式

44、：式中：高压旋喷桩桩体的压缩模量，可采用测定混凝土割线模量的方法确定。 复合土层的压缩模量（MPa）; 天然土的压缩模量（MPa）； （2）文献提供了另外一种计算方法： 式中：加固土体的弹性模量，试验测得，当没有做试验时，可参照文献日本竹中土木技术研究所的试验资料计算；当时，=190；当，=135；当时，=56 n桩数； 假想实体基础底面积 取 , 因此地基压力扩散线与垂直线的夹角按下表可得=30 地基扩散角z/b0.250.5362351025102030 （3）软弱下卧层验算 建筑地基处理技术规范（JGJ792002)规定：当旋喷桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应按现行国家标准建筑地基处理

45、技术规范（GB500072002)的有关规定进行下卧层承载力验算。当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式计算： 基底底面处土的自重压力值 下卧层顶面处土的自重压力值 软弱下卧层顶面处的附加压力值 软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值 满足设计要求.4.2.4 沉降计算 高压旋喷桩桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形应现行国家标准建筑地记处理技术规范（GB500072002)的有关规定计算。即： 沉降量计算表z(m)z/bl/b Esi001 1.0000.30.1251 0.99920.29982.71.251 0.85962.0211225.45.43.51.461 0.8045

46、0.94951222.68.04.821 0.69840.53661221.69.65.62.331 0.64460.25631220.710.37.231 0.54760.33401220.811.19.373.91 0.45480.31871220.811.949.641 0.44560.21635.9811.723.641251 0.37400.21025.9811.535.1413.165.48 0.34240.03906.032.1437.2814.460.32200.13086.037.544.7816.870.28200.10086.035.550.2819.280.25080.

47、07786.034.254.4821.690.23180.19156.0310.464.8822.099.20.22160.01316.030.765.58 当地基计算变形z=22.09m，满足设计要求 4.3 深层搅拌桩设计与计算4.3.1 深层搅拌桩一般参数确定 （1）桩径d 针对八个独立基础，桩径可好600mm。（水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm）。 （2）桩长初步设计桩长为10m左右，在实际施工时，可适当调整，以满足下卧层的要求或减小沉降。 （3）褥垫层设计当地基需要排水通道时，可在桩顶以上设厚的砂石垫层，本工程地下水位较高，设置300mm厚砂石的褥垫层。（4）加固范围的确定根据建筑地基处理技术规范（JGJ792002)，水泥土搅拌桩的加固范围应通过现