天海誉天下21#楼岩土工程勘察及地基处理.docx
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天海誉天下21#楼岩土工程勘察及地基处理
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
Abstract
ThisgraduationdesigningreatdetailwiththerocksoilengineeringofthepianomansiontoinvestigatetoreporttocarryonasortingtotheTianhaiyutianxiaitem,introducedrocksoilindetailtheengineeringinvestigateofstep,methodandprinciple,andcarryonargumenttothefoundationprojectthatcanadopt.
Thisdesignisaprofessionalcourseonwhatwe'velearnedandcomprehensiveauditingofthesecondarycurriculum,isalsooneofthemostcomprehensiveprofessionalexaminations,arewetodoawalkthroughoftheprofessionalworkofthefuture.Accordingtoregionalprofilesandengineeringgeologicalconditioninwhich,afterdetailedgeotechnicalengineeringinvestigation,throughmeanssuchassoiltesting,in-situtestingofvariousphysicalandmechanicalindexesofthefoundationsoil,thesephysicalandmechanicalindicesandcalculatedaccordingtothespecificationsofthevariouslayersofsoilmechanics,Foundationforintegratedassessment.GiventhattheproposedbuildingislessthanthebasebearingcapacityofFoundationsoilpressure,donotmeetthedesignrequirements,youneedtomaketheFoundation.
BasedontheengineeringgeologicalpropertiesofFoundationsoil,combiningthecharacterofupperstructureonsiteengineeringgeologicalconditions,soilstability,seismiceffects,analysisofsiteclassificationdecisions.AndevaluationofnaturalFoundation,thissitethebestprogrammeforcompositeFoundationwithCFGpiletoFoundationtreatmentmethod.Aftercalculation,aftertreatmentofFoundationbearingcapacityandsettlement,andsosatisfiestheregulatoryrequirements.
Keywords:
Geotechnicalengineeringinvestigation;Groundhandling;CompositeFoundation;CFGpile
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2-2'
附图5工程地质剖面图6-6'
附图6工程地质剖面图3-3'
附图7工程地质剖面图5-5'
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:
①据原始资料,绘制工程地质柱状图,工程地质剖面图。
②进行区域地质和场地条件的论述。
③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。
④熟悉岩土工程勘察报告个编写。
⑤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
1.1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1-1
楼编号
层数
结构形式
基础型式
±0.00
标高
(绝对)
基底标高(相对)
(m)
基底压力
(Kpa)
重要性
等级
地上
地下
15
34
2
筏板
剪力墙
68.93
-8.40
580
一级
16
32/30
2
筏板
剪力墙
68.93
-8.40
550
一级
17
34/28
2
筏板
剪力墙
68.93
-8.40
580
一级
18
34
2
筏板
剪力墙
68.93
-8.40
580
一级
19
33/31
2
筏板
剪力墙
68.93
-8.40
560
一级
20
18
2
筏板
剪力墙
68.93
-7.70
320
二级
21
21/20/19
2
筏板
剪力墙
68.93
-8.00
340
一级
地下车库
1
独立柱基
框架
68.93
-7.70
三级
沿街商业
2
独立柱基
框架
68.93
-7.70
160
三级
幼儿园
4
独立柱基
框架
68.93
-1.50
140
三级
学校、会所
4
独立柱基
框架
68.93
-1.50
140
三级
1.2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。
1.3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》(GB50021-2001)(2009年版);
✓《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
✓《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008版);
✓《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004);
✓《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004);
✓《河北省建筑地基承载力技术规程》(试行)(DB13(J)/T48-2005)
✓《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程》(DB13(J)31—2001)
✓《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
✓《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);
✓《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);
✓《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);
✓《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS99:
98);
✓业主提供的建筑物总平面布置图勘察任务书。
1.4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》(GB50021-20012009年版)和《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004),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30.00~50.00m;,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12.00~15.00m。
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。
1.5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DPP-100型和XY-150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8.0m。
(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Ⅱ级。
探井中在井壁人工刻取土样,试样等级Ⅰ级。
(5)标准贯入试验:
采用自动脱钩自由落锤法,落距76㎝,锤重63.5kg,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63.5kg,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RS-1616K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。
1.6完成工作量
本次勘察完成工作量见下表1-2。
完成实物工作量一览表表1-2
工作内容
单位
完成工作量
勘探点测放
组日
1
钻探
孔数
个
108
总进尺
2829m
进尺
米
2781
探井
孔数
个
6
进尺
米
48
取土试样
原状样
件
396
扰动样
件
277
动力触探试验N63.5
m
8.82
标准贯入试验
次
479
土工试验
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
颗粒分析(粘粒)
项
57
波速测试
m
140
2场地工程地质条件
2.1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。
2.2场地地基土构成
根据本次勘察揭露,在最大勘探深度50.0m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①(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0.40~2.70m,平均层厚1.12m。
⏹素填土①-1(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64.46~66.90m,层厚0.30~3.00m,平均层厚1.15m。
⏹黄土状粉质粘土②(Qal+pl4):
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63.78~65.75m,层厚0.40~2.20m,平均层厚1.18m。
⏹黄土状粉土③(Qal+pl4):
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20.9%。
层顶标高62.77~65.29m,层厚1.30~4.40m,平均层厚2.79m。
⏹粉土④(Qal+pl4):
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17.9%。
层顶标高60.17~61.99m,层厚1.40~4.30m,平均层厚2.65m。
仅在200#、202#孔控制地段该层存在灰褐色湿软粉土。
⏹中砂⑤(Qal+pl4):
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16.8(14.1)击。
层顶标高56.95~59.81m,层厚0.10~4.70m,平均层厚1.70m。
⏹粉土⑤-1(Qal+pl4):
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57.62~58.76m,层厚0.50~2.40m,平均层厚1.25m。
⏹粉质粘土⑥(Qal+pl4):
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52.26~58.22m,层厚0.40~5.50m,平均层厚2.82m。
⏹细砂⑥1(Qal+pl4):
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18.3(14.2)击。
层顶标高51.96~56.88m,层厚0.20~4.40m,平均层厚1.77m。
⏹粉质粘土⑦(Qal+pl4):
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49.71~54.38m,层厚0.20~4.60m,平均层厚2.27m。
⏹细砂⑦1(Qal+pl4):
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22.1(16.4)击。
层顶标高49.39~54.13m,层厚0.80~5.50m,平均层厚3.35m。
⏹中粗砂⑧(Qal+pl3):
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5%~10%,粒径2~6cm,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29.1(20.8)击。
层顶标高47.39~50.39m,层厚0.40~3.70m,平均层厚2.06m。
⏹粉质粘土⑨(Qal+pl3):
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20~40cm。
属中压缩性土。
层顶标高45.54~48.07m,层厚1.00~4.10m,平均层厚2.51m。
⏹细砂⑩(Qal+pl3):
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32.3(22.6)击。
层顶标高42.85~45.04m,层厚0.30~2.10m,平均层厚1.36m。
⏹粉质粘土⑩-1(Qal+pl3):
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43.27~45.37m,层厚0.50~2.90m,平均层厚1.65m。
⏹粉质粘土⑾(Qal+pl3):
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40.95~44.20m,层厚0.40~5.90m,平均层厚3.72m。
⏹⑾-1细砂(Qal+pl3)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⑿(Qal+pl3):
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2~8cm,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38.1(26.7)击。
层顶标高37.45~40.19m,层厚1.20~7.50m,平均层厚5.56m。
⏹中粗砂⒀(Qal+pl3):
杂色,湿,中密~密实,含约30%~40%的卵石,卵石大小2~10cm,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10~30cm。
重型动力触探试验实测(修正)击数平均值28.9(12.8)击。
层顶标高31.71~34.68m,该层未揭穿最大层厚16.3m。
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。
2.3地下水
勘察期间最大勘探深度50.0米内未见地下水。
3岩土工程分析与评价
3.1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。
3.2地震效应
(1)场地的抗震设防烈度
依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)(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0.10g(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20.0米深度范围内土层的等效剪切波速<250m/s,依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)(2008版)第4.1.3条判定,场地土类型属中软土;根据区域地质资料,拟建场区覆盖层厚度>50m,依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008版)第4.1.6条判定,建筑场地类别为Ⅲ类。
(3)场地土的液化
该场地地下水埋深大于20.00m,地基土无饱和砂土及饱和粉土,依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)(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》(GB50011—2001)(2008版)第4.1.1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》(GB50011-2001)(2008版)表5.1.4-2,场地设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅲ类,场地特征周期值为0.45s。
3.3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③层具有湿陷性,湿陷系数为δs=0.020~0.024,湿陷程度轻微,湿陷起始压力为42~137kPa。
湿陷带下限埋深5.5m。
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Ⅰ级(轻微),湿陷量计算值小于50mm,可按一般地区的规定设计。
3.4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》(GB50025-2004)、《河北省建筑地基承载力技术规程》(试行)(DB13(J)/T48-2005),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3-1。
天然地基承载力特征值和压缩模量一览表表3-1
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(0.1~0.2)
黄土状粉质粘土②
110
19.0
6.3
黄土状粉土
140
19.2
7.6
粉土④
150
19.2
9.0
中砂
170
19.0*
17*
粉土
-1
150
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