转角钢管杆基础大小验算及倾覆验算

1、题目：第一通道T接大学城，转角钢管杆T17 （20GA-SJ21-15），转角度数右转9度54分22，导线LGJ-300/25，K=11.0，地线GJ-50，K=12.0，钢管杆总高20.3米，呼高15米，上横担高18.2米，中横担高16.6米，下横担高15米；基础大小4.3x4.3米，埋深2.7米，基础置于粉土层，地基承载力fak=120kPa，土重度16 kN/m3。求：转角钢管杆基础大小验算及倾覆验算。（图例及地质报告如下）。刚果(布)布拉柴维尔体育场项目工程地质勘察报告一、前言（一）工程概况项目名称:刚果(布)布拉柴维尔体育场项目建设单位: 刚果共和国大型工程总委员会委托单位：中建股份

2、刚果（布）布拉柴维尔体育场项目部项目地点:布拉柴维尔市郊区建筑规模：该体育场项目主要包括1个拥有60000个观众席的足球体育场，1个10000席位的体育馆和1个水上运动中心。柱底荷载标准值估算：体育场支撑钢结构柱底反力为6000 kN；体育馆、游泳馆支撑钢结构柱底反力为 4000kN。本工程主体结构地基基础设计等级为甲级，主结构可能采用浅基础或桩基础，与主体结构断开的局部次结构（局部平台、楼梯等）可能采用浅基础，将根据详勘结果确定。工程重要性等级：一级场地复杂等级：二级（中等复杂场地）地基复杂等级：三级（简单地基）岩土工程勘察等级：甲级（工程勘察等级详见：附件5，说明1）（二）勘察目的、依据的

3、技术标准刚果(布)布拉柴维尔体育场项目位于布拉柴维尔市郊区。勘察阶段属详勘，勘察目的是查明场地的地形地貌和不良地质现象；查明建筑场地范围内岩土层的类型、成因、深度、分布范围、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性，提供各岩土层的物理力学参数；评价场地稳定性及地下水对建筑材料的腐蚀性。此次勘察依据的技术标准为下列规程规范及国内部分地方标准：岩土工程勘察规范 GB50021-2001 （2009年版）建筑地基基础设计规范 GB50007-2011建筑抗震设计规范 GB50011-2010公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63-2007高层建筑岩土工程勘察规程 JGJ72-2004建筑桩基技术

4、规范 JGJ94-2008建筑地基基础处理技术规范 JGJ79-2002土工试验方法标准 GB/T50123-1999土的工程分类标准 GB/T 50145-2007建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99建筑工程地质钻探技术标准JGJ87-92原状土取样技术标准JGJ89-92土的分类标准GB145-90工程岩体试验方法标准GB/T50266-99（三）勘察方法、完成工作量及质量评述本次勘察以钻探为主，静力触探、槽探加探槽内洛阳铲探为辅，结合孔内原位测试（标准贯入、重型动力触探）、土工试验、水质分析等手段进行勘察。钻孔位置、数量、孔深由设计院确定。场区还采用了静力触探进行勘察，共施工静力触探

5、钻孔16个，由刚果（布）国家实验室施工并出版相应勘察报告。我公司勘察完成工作量及质量评述见表1。表1 完成工作量及质量评述工作项目单 位工作量质 量 评 述钻 探米/孔719.49/20采用油压100型钻机、旋转钻进，用于了解岩土层结构、岩性分层、孔内原位测试及试样采集，满足规范和设计要求。槽 探m3/个155.2/16采用铁锹开挖，用于了解岩土层结构、岩性分层，满足规范和设计要求。洛阳铲探米/孔64.0/16采用洛阳铲对探坑底部进行铲探，用于了解岩土层结构、岩性分层，满足规范和设计要求。原位测试标准贯入试验次/孔96/20采用63.5kg自动脱钩重锤，落距76cm，钻杆垂直，孔底干净，严格按

6、规程施工，数据可靠。重型动力触探m/孔20.8/2采用63.5kg自动脱钩重锤，落距76cm，严格按规程施工，数据可靠。室内试验土工试验组24采用岩芯扰动样，测试土层的颗粒组成，测试精度高，成果可靠。现场采用环刀取样称重，测试土的密度，成果可靠。水质分析组2采自场地内地下水点，水质分析精度高，成果可靠。水 位 观 测次/孔20/20在钻孔内进行稳定水位观测，终孔后隔日观测，数据较可靠。测量定位点次20采用全站仪精确测量，精度满足规范要求。ZK1、ZK2、ZK3钻孔及孔内原位测试于2012年5月19日至6月2日进行， ZK1、ZK3布置于建筑区外的北侧山脊附近，用以查明邻近地区地层特征，ZK2布

7、置于主体育场附近用，用以初步查明拟建建筑区地层特征。其余勘察工作于2012年12月10日至2013年1月16日进行，用以查明拟建建筑区岩土层特征。二、场地工程地质条件（一）气象水文项目所在区域的气候是热带草原气候，特点是气温高，湿度大，存在明显两季的更迭：每年15月的大雨季，5 10月的大旱季， 10 11月短暂的小雨季，以及从11 1月变化不定的小旱季。温度一般都在1832C左右变化，空气湿度大体上在50%97%之间。2月份为小旱季，气温高。本区域的主要降雨类型分为短时间的暴雨和长时间的降雨，近年来平均年降水量一般在1500mm到1800mm之间。近三十年以来，所观测到了月最大降雨量明都利地

8、区的为743.8mm,布拉柴维尔地区的492.6mm。区域年降水量1145mm，大约1/3为强降水、暴雨，伴着倾盆大雨，24小时内最大值145mm。雨水蒸发量变化范围很小。（二）地形地貌拟建建筑场区位于刚果巴特克高原边缘，刚果河右岸，属构造剥蚀侵蚀残丘-垄岗地貌。植被以灌木和杂草为主，少有乔木生长。拟建建筑场区位于刚果河北侧的一坡向180斜坡中部宽缓地带，海拔高程在315345m，地势开阔平坦，地形起伏不大。场区北侧地形起伏较大，斜坡坡度1025，相对高差50100m；场区南侧至刚果河河边斜坡坡度510，相对高差50m。（三）地基岩土体工程地质特征本次勘探深度范围内的岩土体主要为第三系（Ba2

9、）砂层，根据其颗粒成分划分，处于细砂、中砂分界范围附近（详见土工实验报告及表2），综合考虑其粒径级配，将建筑场区岩土体定为中砂。由于拟建建筑场区的中砂层是自上而下密实度逐渐增加，各个分层之间不存在明显的界限，按照不同的实验方法，其密实度划分的深度也存在一定差异，例如：按照标准贯入实验成果，0-10m均属于松散砂层；根据现场密实度实验综合击实成果（见附件2），5.5m砂层已经接近于稍密。综合考虑各实验成果，根据建筑场区砂层密实度及包含物特征，将场区岩土层自上而下分为4大层5个小层，各层工程地质特征分述如下：（砂土定名详见：附件5，说明2）。（根据标准贯入实验锤击数判断砂土密实度详见：附件5，说明

10、3）。1层：中砂（Ba2），灰褐色，极其松散，干稍湿，含大量植物根茎及有机质，该层分布于整个建筑场区表层，厚度在1.52.5m，层底深度1.52.5m。2层：中砂（Ba2），棕黄色，松散状，稍湿，该层厚度在5.69.2m，层底深度6.210.7m。层：中砂（Ba2），棕黄色，稍密状，稍湿湿，该层厚度4.38.8m，层底深度12.517.2m。层，中砂（Ba2），棕黄色，中密状，局部存在稍密夹层，湿，该层厚度16.018.0m，层底深度30.035.0m。层，中砂（Ba2），棕黄色，密实状，湿饱和。该层未揭穿。据区域资料，场区覆盖层平均厚度为90m。（四）地下水区域内降雨量较丰富，地表水系较发育

11、。场区前沿约2Km处刚果河缓缓流经，河床开阔，为区域内最低侵蚀基准面。场区两侧约12Km处的冲沟有常年性水流，水位随降雨量变化较明显。场区地层为松散-密实状中砂，透水性强，其含水量与降雨密切相关。地下水类型为松散层孔隙潜水，赋存于河流、溪沟两旁、山间洼地松散砂层中，主要接受大气降水及溪沟、河流下渗补给，季节性强。据钻孔揭露，场区地下水位埋深在35.0m左右。（五）不良地质现象场区地层为深厚的中砂层，环境的破坏易造成水土流失，另外人工边坡的开挖，边坡的稳定性是主要的工程地质问题。场区未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。总体分析，场区工程地质条件较好，未发现大的不良地质现象。（六）地震烈度及地震

12、效应评价刚果（布）未见大的地震记载，根据国家地震局地质研究所徐煜坚、汪良谋主编的世界活动构造、核电站、高坝和地震烈度分布图，刚果（布）地区地震烈度不大于6度，建议设院与刚果（布）大型工程委员会协商确定体育场项目的抗震设防标准。按建筑抗震设计规范（GB50011-2010），场地建筑工程抗震设计时可采用的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。（抗震设防烈度详见：附件5，说明4）。三、岩土工程分析与评价（一）场地稳定性评价据勘探孔揭露，场区地下稳定水位埋深在35.0m左右 ，地基土在地面下20m深度范围内不存在饱和粉土、砂土及软土，可不考虑砂土液化及软土震陷的影响。场地范围内及相邻

13、地段没发现对建筑物安全构成威胁的滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，场地整体稳定性较好，适宜进行工程建设。（二）场地土类型及建筑场地类别的划分场地范围内1、2层松散的中砂属于软弱土，层稍密的中砂属于中软土、层、层中密、密实的中砂属于中硬土，场区覆盖层厚度约90m。按建筑抗震设计规范（GB50011-2010）第条规定，建筑场地的抗震地段类别为一般地段。由于建筑场区未做剪切波波速测试，根据场地土的类型和场地覆盖层厚度，按建筑抗震设计规范（GB50011-2010）表和第条规定，建筑场地类别为类。（场地土类型和建筑场地类别划分详见：附件5，说明5）。（三）地基岩（土）参数的分析与选用地基岩土参数根据

14、钻孔岩芯检验、标准贯入试验、室内土工试验取得数据后，进行分析、统计，确定其平均值、标准差、变异系数、统计修正系数和标准值。再根据平均值和标准值查有关规范并结合实践经验综合取值。1、地基土土粒组成统计见表4.2、ZK8钻孔重型动力触探锤击数（N63.5）统计见表2。3、ZK9钻孔重型动力触探锤击数（N63.5）统计见表3。4、标准贯入实验锤击数统计见表5。表2 ZK8钻孔修正N63.5按深度统计表统计段深度（m）N63.54.1-6.66.6-8.713.5=14.3实验次数811232110020118修正锤击数1.01.92.83.64.4-5.06.38.4表3 ZK9钻孔修正N63.5按

15、深度统计表统计段深度（m）N63.5实验次数9622171711104修正锤击数1.01.92.83.64.45.25.76.6表4 地基土土粒组成统计表 土层编号土的名称指标类别土粒组成100110-2020-1010-2.00.075mmmmmmmmmmmmmmmm%2中砂n101010101.2157.2940.550.95min266.150.16max0.248.131.70.1中砂n66662.1257.6739.730.48min4.377.649.61.3max1.448.617.80.2中砂n66662.27 58.68 38.80 0.25 min5.27748.80.5m

16、ax1.449.617.50.1中砂nminmax表5 标准贯入试验锤击数统计表地层编号岩土名称试验次数基本值标准差变异系数统计修正系数统计修正值最大值最小值平均值1中砂0-2中砂321026.22.230.360.895.5中砂21151113.11.350.100.9612.6中砂37301320.44.740.230.9319.0中砂6393436.82.320.060.9535.0由于场地地基岩土体具有自上而下逐渐密实的特点，因此各层岩土体试验参数变异系数较大。在确定地基岩土体技术参数时充分考虑了岩土体各分层内上、下不均一的特点。根据拟建建筑场区原位测试及实验成果，参照刚果（布）布拉柴

17、维尔市区类似建筑场地已有工程成果资料，提出本建筑场区地基岩土体技术参数建议值，详见表6。表6 地基岩土体技术参数建议值一览表地层及代号技术参数中砂（1层）中砂（2层）中砂（层）中砂（层）中砂（层）备注天然重度（KN/m3）15.216.317.418.619.2内摩擦角（）30.031.2535.6537.2541.25压缩模量Es(MPa)9.0012.9015.9323.00极限承载力标准值Fuk（kPa）200270430550680桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)-20356075钻孔灌注桩桩的极限端阻力标准值qpk(kPa)-60015001900极限侧阻力qsis(KPa)-

18、22456885沉管灌注桩、预制桩极限端阻力qps(KPa)-180041007400四、基础方案选择与评价1、持力层的选择与评价建设场区地层为松散至密实状中砂，具有自上而下逐渐密实的特点，各层强度与变形指标建议值见表6。1层为中砂（Ba2），灰褐色，极其松散，干稍湿，分布于整个建筑场区表层，厚度在1.502.50m，层底深度1.502.50m。该层含大量植物根茎及有机质，且压缩性大，可作为临时建筑物基础持力层，但不适宜作为永久性建筑物基础持力层。建议体育场建筑物施工基础正式施工前，首先将该层予以清除，以消除腐烂植物根茎及有机质对建筑基础持力层的影响。2层为中砂（Ba2），棕黄色，松散状，稍湿

19、，该层厚度在7.79.2m，层底深度9.110.7m。该层地基承载力及桩侧摩阻力一般，压缩性较大，可作为基底压力不大的轻型建筑物、构筑物基础持力层。建议对该层采取强夯夯实处理，以增大该层地基承载力及桩侧摩阻力，可使拟建建筑物大部分区域采用扩大基础，少部分荷载巨大、拟采用桩基础的柱基的桩长大大减少，从而达到节约成本的目的。层为中砂（Ba2），棕黄色，稍密状，稍湿湿，该层厚度4.77.7m，层底深度14.717.2m。该层地基承载力及桩侧摩阻力相对较高，压缩性较小，可作为短桩的桩端持力层。层为中砂（Ba2），棕黄色，中密状，局部存在稍密夹层，湿，该层厚度16.018.0m，层底深度30.035.0

20、m。该层地基承载力及桩侧摩阻力高，是良好的桩端基础持力层。层，中砂（Ba2），棕黄色，密实状，湿饱和。该层未揭穿。该层地基承载力及桩侧摩阻力很高，可作为荷载巨大、采用长桩基础的柱基的桩端持力层。2、基础方案的选择与评价勘察结束前，本建筑场区的强夯处理设备已经准备进场施工，故根据本工程的特点，对其基础方案的建议为：（1）对荷载较小的建筑物、构筑物（单柱荷载4000KN），建议采用扩大基础，以清除1层后采用强夯处理的2层作为基础持力层；（2）对荷载较大的建筑物、构筑物（单柱荷载4000KN），建议采用桩基础，以强夯处理后的1层、2层提供侧摩阻力，以层作为桩端持力层。由于建筑场区岩土体为松散密实状中

21、砂，其自稳性较差，场区桩基础可采用部分挤土桩（敞口钢管桩、H型钢桩、预钻孔打入式预制桩、静压混凝土敞口管桩、长螺旋钻孔灌注桩等）、非挤土桩（套管护壁钻孔灌注桩、泥浆护壁钻孔灌注桩等）。刚果（布）属于热带草原气候区，可不考虑冻结影响。建筑场区无地表水体，地下水位埋深35m左右，远大于基坑开挖深度，基坑开挖一般不会遇到地下水。场区地层渗透系数大，基坑开挖后应尽量减少暴露时间，防止地表水进入基坑，若雨季施工，需注意防护雨水进入基坑及基坑影响区域，以避免雨水渗透对基坑稳定性的影响。五、水对建筑材料的腐蚀性评价（一）水对混凝土结构的腐蚀性评价本次勘察，地下水水样取自场地内地下水，能够代表场地地下水水质，

22、水质分析报告见附表。根据岩土工程勘察规范（GB500212001）（2009版），腐蚀性评价标准受环境类型和地层渗透性的影响，本场地环境类型为“热带草原气候区地下水位以上的强透水层”，属类；按环境类型水和土对混凝土结构的腐蚀性评价标准，场区地下水对混凝土结构具微腐蚀性；按地层渗透性水和土对混凝土结构的腐蚀性评价标准，场区地下水对混凝土结构具微腐蚀性；按水和土对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价标准，场区地下水对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。综合判断，建设场区地下水对混凝土结构、钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。（腐蚀性评价标准详见：附件5，说明6）。六、结论与建议（一）本次勘察采用多种手段，钻孔数量

23、及深度满足规范要求，勘察工作的各道工序严格按技术要求施工，原位测试和室内试验成果可靠，所取参数可供设计使用。（二）场地地基岩土体由松散密实中砂构成，具有自上而下逐渐密实的特点。根据拟建建筑场区原位测试及实验成果，参照刚果（布）布拉柴维尔市区类似建筑场地已有工程成果资料，提出本建筑场区地基岩土体技术参数建议值，详见表8。（三）场地范围内1、2层松散中砂属于软弱土，层稍密中砂属于中软土，层、层中密、密实的中砂属于中硬土，场区覆盖层厚度约90m。由于建筑场区未做剪切波波速测试，根据场地土的类型和场地覆盖层厚度，按建筑抗震设计规范（GB50011-2001）表和第条规定，建筑场地类别为类。按建筑抗震设计规范（GB50011-2010）第条规定，建筑场地的抗震地段类别为一般地段。（四）刚果（布）未见大的地震记载，按建筑抗震设计规范（GB50011-2010），场地建筑工程抗震设计时可采用的抗震设防烈度为6度，设计