基础工程方案选择实例模板

1、23层框架-砖混结构食堂基础选型1工程概况格胜(重庆)有限公司拟在重庆某工业园修建产业基地。拟建建筑物为 2 3层框架-砖混结构食堂，其中框架结构为 2层，单柱荷载 550 KN ；砖混结构为 3层，荷载 210 kN/m ，设计地坪标高 273.5m。2. 场地工程地质条件2.1地层岩性拟建场区属构造剥蚀丘陵地貌， 其原始地貌为浅丘及斜坡。 根据钻探揭示深 度和地表地质调查， 场区上覆土层为第四系全新统人工素填土及粉质粘土、 淤泥 质粘土；下伏基岩为砂岩、泥岩层。地层简述如下：( 1) 素填土：杂色，主要由粉质粘土和破碎的砂泥岩碎块组成， 碎块粒径约 20300mm,含量约占全重的1520%

2、,结构松散，呈稍湿状。随意性堆填，为近期 平场回填。该层在主要分布于场区平场范围内，厚度主要在 0.20m(ZY153) 21.80m (ZY255)之间变化。( 2)粉质粘土：灰褐色。主要由粉粒和粘粒组成,无摇震反应,切面稍有光泽, 干强度中等,韧性中等,手可搓条,呈可塑状。该层于场区部分地带有分布,厚 度主要在0.60m (ZY214)9.00m (ZY273)之间变化。( 3)淤泥质粘土：灰色。主要由粉粒和粘粒组成,含有机质,具腐臭味。无摇 震反应,切面稍有光泽,干强度、韧性低,手可搓条,呈可塑状。该层于场区北 侧部分地带有分布，厚度主要在 2.10m (ZY215)9.40m (ZY1

3、56)之间变化。( 4)泥岩：红褐色,主要由粘土矿物组成,泥质结构,中厚层状构造。强风化 带岩质较软， 岩芯破碎， 呈碎块状； 中等风化带岩质较较硬， 岩芯完整，多呈长、 短柱状。该层于场区大部分地带有分布，厚度在本次勘察中未钻穿。 （5）砂岩：灰色、黄色，中细粒结构，中厚层状构造，主要矿物成分为石英、 长石和云母等， 泥钙质胶结，部分钻孔胶结较差。 强风化带岩质较软， 岩芯破碎， 呈碎块状；中等风化带岩质较硬，岩芯较完整，呈长、短柱状。该层于场区大部 分地带均有分布，厚度在本次勘察中未钻穿。2.2 水文地质条件拟建场区位于浅丘斜坡地带， 地势较高， 地表迳流条件较好， 大气降雨主要 以地表水

4、形式向地势较低处排泄。 场地内岩土层为素填土、 粉质粘土及砂、 泥岩 层，素填土结构松散，为强透水层；粉质粘土层具阻水作用，为隔水层；基岩构 造裂隙不发育，泥岩亦为隔水层，砂岩为弱透水层。经钻孔终孔后，抽干钻孔中 残留用水，无水位恢复，水文地质条件简单。由于场区填土厚度较大，大气降雨 易在填土中汇聚，形成上层滞水，建议施工时，做好抽排水处理措施。 2.3不良地质现象地质灾害经本次野外勘察结果，拟建场区未见断层通过，无滑坡、边坡失稳、地下洞 室等不良地质现象和地质灾害。2.3 岩土物理力学特征原位测试结果表明： 该场地素填土土质成分较杂乱， 均匀性较差， 含有一定 量的较大块石， 结构松散， 土

5、层未完成自重固结沉降过程； 标准贯入测试结果表 明：淤泥质粘土的状态为软可塑状态；粉质粘土较均匀，压缩系数 0.34，为中等 压缩性土。2.4岩土测试成果及统计评述岩石抗压强度试验成果统计表 表 6岩性孑L 号天然抗压强度（Mpa）饱和抗压强度（Mpa）中等风化泥岩子样数n3636数据分布范围4.1 9.52.4 6.2平均值（«6.003.74软化系数0.62标准差（Cf）1.4251.001变异系数（60.2380.268修正系数（Y0.9320.923标准值（fk ）5.593.45中等风化砂岩子样数n222222数据分布范围15.（27.110.5- 20.8平均值（也）20

6、.8314.86软化系数0.71标准差（C2.7932.280变异系数（60.1340.153修正系数（Y0.9850.982标准值（fk ）20.5114.602.5岩土参数选用及建议根据重庆地区经验地基承载力特征值可取地区经验值：泥岩300kPa砂岩500 kPa。中等风化岩石地基承载力特征值按建筑地基基础设计规范（GB50007-2002中的下式确定：fa=* frk式中： fa 岩石地基承载力特征值；fr 岩石取饱和单轴抗压强度标准值。Wr折减系数，根据本工程及场地特点，建议取 0.35计算结果：泥岩取1.21Mpa砂岩取5.11Mpa；岩石饱和单轴抗压强度标准值， 粘土岩取天然湿度单

7、轴抗压强度标准值； 建议中风化泥岩取天然抗压强度标准值 5.59MPa中风化砂岩取饱和抗压强度标准 值 14.60MPa。3. 基础方案的拟定（ 注：因具体参数不全以下所有方案仅做简单说明不进行具体计算。）由地质资料可知， 该建筑为山区建筑地基， 与平原地区相比， 地面高差悬殊 很大，如果处理不当， 很容易使地基产生不均匀沉降。 此外，基岩起伏变化较大， 上覆土层的厚度不同，且土层复杂，属于软弱地基，需要进行一定的处理。 方案一：桩基可采用预制桩， 打入桩穿过软弱土层， 将基础支撑在坚硬岩石上， 使建筑物 的沉降差满足设计要求， 这种方法能同时取代或减少地基处理和开挖基坑的土方 工程，可以节约

8、人力和缩短工期， 山区普遍采用此法。 该食堂由两层框架和三层 砖混组成， 砖混墙体下荷载为线荷载， 所以部分桩基上需布置地梁， 传力途径为 上部结构线荷载传至地梁，承台梁传至桩基，桩基传给土层。由地质勘查报告知， 地基为软土地基， 持力层选粘土层， 且粘土层最深只有 5m 左右，所以不宜采用摩擦型桩，因此宜采用端承型桩。人工挖孔灌注桩，可以直观地揭示每个桩位各种土层的厚度，尤其是可能产生 负面影响的未压实填土的厚度，这样可以有明确针对性地进行处理 ，如采用涂层 法、夹层法或套管法。但考虑到人工挖孔过程中，较厚的填土可能给成孔造成一 定的难度，以及可能给施工人员和桩的质量带来较大的安全隐患，并且

9、该工程部分仅为三层的食堂，采用挖孔桩会导致承载力有较大的富余，造成浪费，所以放弃该 方案。然后经过比选，选择了混凝土预制桩，混凝土预制桩施工工期短，承载力高, 可以满足设计承载力要求，现计算如下：以第层泥岩为桩端持力层，桩顶埋深 1.50m,设计桩径400mm,各土层的桩侧阻力qs、桩端阻力qp特征值见表1：建议岩土设计参数表表1岩土名称天然标准值（fk）MPa饱和标准值（fk）MPa特征值MPa极限侧阻力KPa极限端阻力KPa水平抗数M*力系N/m 4人工填十10粉质粘土5320强风化泥岩0.3140强风化砂岩0.5140中风化泥岩5.593.451.2180中风化砂岩20.5114.605

10、.11180大致计算过程如下：一、单桩竖向承载力特征值根据建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2012 733条规定，单桩承载力取由周 桩土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力 （公式）和由桩身材料强度确定 的单桩承载力（公式）中的较小值。1. 由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力Ra= UpXqslpi+ aqpA式中：Ra单桩竖向承载力特征值（kN）；Up桩的周长（m）；Ap桩的截面积（m）；qsi桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）；lpi桩长范围内第i层土的厚度（m）；a>桩端端阻力发挥系数；qp桩端端阻力特征值（kPa）。2. 桩数的确定：n=卩（F+G）/RF作用于桩基承台顶

11、面的竖向荷载G桩基承台和承台上土自重卩一考虑偏心荷载时各桩受力不均而增加桩数的经验系数，可取卩=1.01.23. 桩承台设计（ 1 ）受弯计算验算（ 2） 柱对承台冲切承载力（ 3） 角桩对承台的冲切（ 4） 受剪切计算（ 5） 局部承压计算方案二 强夯处理地基 + 独立基础和条形基础该食堂有两部分组成，三层砖混采用墙下条形基础，两层框架采用柱下独立 基础。一、地基处理由<< 勘测报告 >> 知，场区岩土层分布极不均匀，杂填土厚度从12m到15m 不等，强度低且不均一。地基处理可采用强夯法。强夯法（1）该方法的作用有：处理非均匀性土层地基，通过强夯使密度均化，如杂 填土

12、地基；加固建筑物松散软弱地基，在场地上强夯后建造建筑物可以提高地基 承载力，减少沉降和不均匀沉降；强夯处理可用于液化地基等。（2）强夯法的缺点：施工时振动大，噪声大，影响邻近建筑物安全，不宜在 建筑群中的场地上使用。（3）为了使强夯加固达到预期效果，首先要根据建筑物对地基的要求，确定 所需的夯击能量，然后根据被加固地基的土类，按其强夯机理选择锤重，落高， 夯击点的间距、排列，夯击遍数，每遍夯击点的击数和每遍间歇的时间等，最后 检验夯击效果。二、独立基础设计：1. 基础埋深取1.5m，验算地基承载力fa fak b （b 3） d（d 0.5）2. 根据单桩承载力确定基础尺寸，即由R faR F

13、k Gkb从而确定基础底面积。3. 根据受冲切承载力确定基础高度，F| 0.7 hpftbmhoF| PjAiFPjbl4. 进行底板配筋三、墙下条形基础设计墙下钢筋混凝土条形基础截面设计及配筋设计，在这些计算中可不考虑基础及以上土重，沿墙长取1米作为计算单元。1. 基础高度确定V O.7ftho V Pjbi2. 基础底板配筋（略）方案三水泥灌浆处理地基+独立基础和条形基础一、地基处理采用水泥灌浆技术处理杂填土地基，在理论、实践上可行，费用较低，完全可 以达到地基的承载力的要求和确保不出现不均匀沉陷。（1）水泥灌浆法的加固原理该方法是采用机械造孔，利用灌浆泵或泥浆泵将按比例配制的水泥浆液，通

14、过一定压力，灌注到预加固地层，冲填土体空间、空隙，经过脱水凝固作用，将松 散的土体凝固成为一个整体，从而达到加固地基、增加地基强度、减少地基不均 匀沉馅和透水性以及增大抗滑稳定性。钻孔次序。（ 3） 该工程的钻孔灌浆工作按照先外排后内排，同排间隔钻灌的原则进行。 即按照灌浆孔、加强孔、检查孔序次的顺序钻灌，孔深以钻入杂填土为准。按钻 孔下止浆塞灌浆 （自下而上 ）的工序进行。在遇到塌孔不能成深孔时，则 采用先上段后下段的灌浆工艺， 灌浆与下段成孔间隔时间不小于 24 小时。此外， 为保证处理效果还需注意钻孔布置、浆液浓度及灌浆压力等。二、 柱下独立基础和墙下条形基础计算方法同方案一方案四 换土

15、法处理地基 + 独立基础和条形基础一、地基处理换土垫层法是挖去地基表层软土，换填强度较大的砂、碎石、灰土和素土 等构成垫层， 由于本工程上部结构荷载并不大， 所以对地基承载力的要求并不算 太高，而基础下持力层软弱， 从地质勘查报告可以发现素填土的土层厚度变化比 较大，所以就可以将素填土较厚的区域挖掉换填粘土， 然后人工夯实， 在改善的 地基土上面做独立和条形基础。该工程可采用二八灰土分层夯实。 （1）换土垫层的作用：通过换填后的垫层，有效提高基底持力层抗剪强度，降 低其压缩性，防止局部剪切破坏；通过垫层扩散基底压力降低下卧层的附加应力； 垫层可作为基底下水平排水层， 增设排水面， 加速浅层地基

16、的固结， 提高下卧软 土层强度等。（2）设计要求：垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层的压实遍数宜通过实验 确定。1）砂石分层回填厚度不得大于 30cm,用平板振动器分振实，振实后干密度 要大于 2.0g/cm3。2）回填土要求所用的土料宣用低塑性粘性土及粉土，不得含有机杂质，在使用 前应予过筛，其颗粒不得大于 20 mm。3）灰土宜用新鲜的消石灰，其颗粒不得大于 5mm,灰土要拌合均匀分层回填， 机械回填每层虚铺厚度不得大于 30 cm,人工回填每层虚铺厚度不得大于 20cm。4）回填过程中要结合碾压设备严格按有关规范标准执行，并请有关单位进行分 层检测，合格后方可进入下一工序。5）要求 2:

17、8灰土回填土压实系数不小于 0.95。6）回填完后应进行回填土的承载力检测，检测合格后方可进行垫层施工。 二、独立基础和墙下条形基础设计同方案二。4. 最优方案的选取几种方案的对比：方案二采用强夯法处理地基， 再设计独立和条形基础。 强夯法加固效果显著、 施工期短、 施工费用低等优点， 但由于单位面积夯击量小， 深层难于达到压密的 效果，加固深度受到限制。 对于有深层软弱下卧层的地基， 只有增大吊车起重能 力和增大吊锤重量，才可奏效。并且施工时振动大，噪声大，影响邻近建筑物安 全，不宜在建筑群中的场地上使用。方案三与方案二的区别是地基处理方法，采用水泥灌浆技术处理杂填土地 基，可达到设计要求，该方法在理论、实践上均可行，可以达到地基的承载力的 要求和确保不出现不均匀沉馅。 但浆液的稳定性差， 易析水回浓， 不能有效灌入 细微裂隙， 且硬化时伴有析水， 使硬化结石与被灌基体的粘结强度降低， 使地基 承载力有所降低。方案四采用换填垫层法进行处理， 对于较深厚的土层， 当仅用垫层局部置换上部