地基處理課程設(shè)計--參考

1、 CFG樁復(fù)合地基及工程實例CFG樁在北京國際郵件處理中心生產(chǎn)樓工程的應(yīng)用目錄 工程概況工程概況 地質(zhì)條件地質(zhì)條件 地基基礎(chǔ)方案比較地基基礎(chǔ)方案比較 CFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計樁復(fù)合地基承載力設(shè)計 CFG樁復(fù)合地基沉降計算樁復(fù)合地基沉降計算 CFG樁復(fù)合地基承載力檢測樁復(fù)合地基承載力檢測 結(jié)語結(jié)語工程概況 北京郵件處理中心位于北京市望京小區(qū)附北京郵件處理中心位于北京市望京小區(qū)附近，為一級郵件處理中心，建筑面積近，為一級郵件處理中心，建筑面積3.5萬萬m2。其中生產(chǎn)主樓為二層現(xiàn)澆鋼筋砼框架。其中生產(chǎn)主樓為二層現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，室內(nèi)外高差結(jié)構(gòu)，室內(nèi)外高差1.2 m，柱網(wǎng)尺寸基本為，柱網(wǎng)尺寸基本為

2、8 ml2 m，柱腳最大軸力柱腳最大軸力9200 kN，平面，平面尺寸約為尺寸約為144 m48 m，長度方向設(shè)置一，長度方向設(shè)置一道溫度伸縮縫，地震基本烈度為道溫度伸縮縫，地震基本烈度為8度，抗震度，抗震設(shè)防類別為乙類，建筑場地類別為設(shè)防類別為乙類，建筑場地類別為3類，抗類，抗震措施提高一度按震措施提高一度按9度采取，抗震等級為一度采取，抗震等級為一級。級。北京郵件處理中心大樓圖：地質(zhì)條件地質(zhì)條件 該工程在地貌上位于全新世古金溝河與古該工程在地貌上位于全新世古金溝河與古清河所夾臺地的中部，屬永定河沖洪積扇清河所夾臺地的中部，屬永定河沖洪積扇中下部。按沉積年代、成因類型分為人工中下部。按沉積年

3、代、成因類型分為人工堆積層和第四紀(jì)沉積層兩大類，按地層巖堆積層和第四紀(jì)沉積層兩大類，按地層巖性及其工程特性進一步劃分為性及其工程特性進一步劃分為8個大層，個大層，見見表表l。地下水地下水(臺地潛水臺地潛水)水位標(biāo)高在水位標(biāo)高在31.19-33.15 m(局部局部33.9434.49 m)之間。之間。表1：地層巖性及主要力學(xué)指標(biāo)（如下）：接上頁表格：地基基礎(chǔ)方案比較 方案一：天然地基承載；方案一：天然地基承載； 方案二：干作業(yè)人工挖孔擴底樁；方案二：干作業(yè)人工挖孔擴底樁； 方案三：鉆孔灌注樁施工；方案三：鉆孔灌注樁施工； 方案四：方案四：CFG樁復(fù)合地基承載；樁復(fù)合地基承載；地基基礎(chǔ)方案比較 方

4、案一：天然地基承載方案一：天然地基承載 該工程人工堆積層之下大部分都分布該工程人工堆積層之下大部分都分布有有1.5 m左右的第左右的第2層中低壓縮性的粘質(zhì)層中低壓縮性的粘質(zhì)粉土，其物理力學(xué)性質(zhì)較好，承載力較粉土，其物理力學(xué)性質(zhì)較好，承載力較高，但其下存在高，但其下存在2-1層、層、2-2層土質(zhì)較軟層土質(zhì)較軟且分布極不均勻的軟弱下臥層。經(jīng)驗算，且分布極不均勻的軟弱下臥層。經(jīng)驗算，采用天然地基上獨立基礎(chǔ)不能滿足承載采用天然地基上獨立基礎(chǔ)不能滿足承載力及變形要求。力及變形要求。故不可取！故不可?。〉鼗A(chǔ)方案比較 方案二方案二：干作業(yè)人工挖孔擴底樁干作業(yè)人工挖孔擴底樁 干作業(yè)人工挖孔擴底樁具有承載力

5、高、質(zhì)量可靠的優(yōu)點。但該工程地下水賦存于牯性土、粉土、粉細砂層中且分布有多層地下水，需進行施工降水，且降水難度太、費用高，同時施工風(fēng)險太，因此干作業(yè)人工挖孔擴底柱不是最佳方案。暫時不取！地基基礎(chǔ)方案比較 方案三方案三：鉆孔灌注樁施工鉆孔灌注樁施工 此方案施工工期長、造價高，此處不可??；此方案施工工期長、造價高，此處不可取； 方案四：方案四：CFG樁復(fù)合地基承載樁復(fù)合地基承載 而而CFG樁施工速度快，避免了泥漿污染，樁施工速度快，避免了泥漿污染，CFG樁樁不需配筋，又節(jié)約了鋼筋用量。同時，不需配筋，又節(jié)約了鋼筋用量。同時，CFG樁復(fù)合樁復(fù)合地基可以充分發(fā)揮樁土共同作用。經(jīng)工程造價對比地基可以充分

6、發(fā)揮樁土共同作用。經(jīng)工程造價對比分析，采用分析，采用CFG樁復(fù)合地基方案，基礎(chǔ)部分可節(jié)約樁復(fù)合地基方案，基礎(chǔ)部分可節(jié)約投資約投資約40，經(jīng)濟效益顯著?？扇?！，經(jīng)濟效益顯著?？扇?！ 綜合比較，采用綜合比較，采用CFG 樁復(fù)合地基承載是最樁復(fù)合地基承載是最合適的方案，故采用方案四！合適的方案，故采用方案四！CFG樁復(fù)合地基承載力參數(shù)設(shè)計（1）持地層選?。撼值貙舆x取：CFG樁樁端持力層選在第4層細砂圓礫，低壓縮性，其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為280 kPa； （2）施工工藝：）施工工藝：CFC樁采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁； （3）樁長樁徑：）樁長樁徑：有效樁長為10m，樁徑420 mm； （4）褥墊

7、層：）褥墊層：褥墊層采用粒徑小于30 mm的碎石，厚度300mm；CFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計 單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值Ra： 式中：式中：Up：樁的周長，：樁的周長， qsi：樁側(cè)第：樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值(見上表見上表1）； qp ：樁：樁 的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(見上表見上表1)； Li：第：第i層土的厚度，取值見表層土的厚度，取值見表2； sp：調(diào)整系數(shù)，：調(diào)整系數(shù)，sp取取1.5-1.75，一般工程或基礎(chǔ)，一般工程或基礎(chǔ) 下樁數(shù)較多時應(yīng)取低值，重要工程、基礎(chǔ)下樁數(shù)較下樁數(shù)較多時應(yīng)取低值，重要工程、基礎(chǔ)下樁數(shù)較少或樁問土承載力較低的粘性

8、土?xí)r應(yīng)取高值。少或樁問土承載力較低的粘性土?xí)r應(yīng)取高值。)(11ppniisipapaAqLqUR319. 142. 0dUpCFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計表表2：土層厚度取值表土層厚度取值表： 則單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值：（此處未與（此處未與CFG樁自身承載力對比，樁自身承載力對比，然后取小值！不嚴謹?。┤缓笕⌒≈担〔粐乐敚。?(11ppniisipapaAqLqUR5 . 1485 . 170(319. 175. 11) 5 . 1725 . 4550 . 14875. 190021. 014. 32KPaKPa50068.508CFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計 以某框架柱為例以某框架柱為例，

9、基礎(chǔ)尺基礎(chǔ)尺 寸為寸為5 mx5 m，布樁，布樁16根，根，樁距樁距1.45m，見圖見圖1，柱腳柱腳F=9200kN，基礎(chǔ)埋深為，基礎(chǔ)埋深為2.5m，基礎(chǔ)及覆土自重，基礎(chǔ)及覆土自重G=2220 kN。 基基礎(chǔ)底面處平均壓力設(shè)計值礎(chǔ)底面處平均壓力設(shè)計值為為：KPaAGFp4575522209200CFG樁復(fù)合地基樁復(fù)合地基承載力設(shè)計承載力設(shè)計 CFG樁復(fù)合地基樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為： kpakspfmAmRf)1 (,120)0657. 01 (9 . 00 . 11385. 05000657. 0KPa344面積置換率取值對比 論文上對面積置換率m直接取值0.886，且沒有計

10、算過程； 但本文經(jīng)計算 查規(guī)范可知，當(dāng)樁按正方形布置時， de=1.13L=1.131.45=1.64m; d是樁的直徑，取0.42m；;0657.064.142.02222epddAAmCFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計 式中：式中： m：面積置換率，：面積置換率， fk：天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，：天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，fk=120 kPa； Ap：樁的截面面積，：樁的截面面積， ：工采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁為非擠：工采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁為非擠土成樁土成樁,對樁問土一般不發(fā)生擾動和擠密對樁問土一般不發(fā)生擾動和擠密, 加固后樁間加固后樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值與天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值之比土

11、承載力標(biāo)準(zhǔn)值與天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值之比取取1； ：樁間土強度發(fā)揮系數(shù)，：樁間土強度發(fā)揮系數(shù)，=0.95；;0657.0)13.1 (42.022lAAmp;1385.0422mdApCFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計 CFG樁復(fù)合地基樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值為：承載力設(shè)計值為： 原論文沒有對基礎(chǔ)寬度進行修正，且承載力系數(shù)取成原論文沒有對基礎(chǔ)寬度進行修正，且承載力系數(shù)取成 b=0,d=1.0，承載力計算如下：，承載力計算如下： 式中：式中：d：基礎(chǔ)埋深，為：基礎(chǔ)埋深，為2.5m； b=2.0,d=3.0(由于持力層是細砂，查規(guī)范可得由于持力層是細砂，查規(guī)范可得）；故故p=457kPaf=514kPa,滿足

12、規(guī)范要求滿足規(guī)范要求!)5 . 0() 3(0.dbffdbksp;514)5 . 05 . 2(180 . 3)0 . 30 . 5(5 .150 . 2344;459)5 . 0() 3(0.kPadbffdbkspCFG樁復(fù)合地基沉降計算 基礎(chǔ)甲基礎(chǔ)甲(右圖右圖)的平均附加壓力的平均附加壓力p0： 基底平均壓力：基底平均壓力：原論文中，基地平均壓力計算如下原論文中，基地平均壓力計算如下：基底出土中自重：基底出土中自重：故平均附加應(yīng)力：故平均附加應(yīng)力：00cpppAAdFAGFpGkkk2418555 . 255209200mkN2045mkNdpc20037345418mkNpppc;3

13、68)(2mkNAGFpkkCFG樁復(fù)合地基沉降計算 CFG樁復(fù)合地基的總沉降量樁復(fù)合地基的總沉降量s=s1+s2； 式中：式中： s1：加固區(qū)的沉降；：加固區(qū)的沉降； s2：和壓縮層范圍內(nèi)下臥層的沉降；：和壓縮層范圍內(nèi)下臥層的沉降； 當(dāng)荷載不大于復(fù)合地基承載力時，按分層總和法進行當(dāng)荷載不大于復(fù)合地基承載力時，按分層總和法進行沉降計算，總沉降量沉降計算，總沉降量s為為 各復(fù)合土層的壓縮模量等于該層天然地基壓縮模量的各復(fù)合土層的壓縮模量等于該層天然地基壓縮模量的倍，倍，;87.2120344,kkspff21sss12111110110)()(ninniiiiisiiiiisisZZEpZZEp

14、CFG樁復(fù)合地基沉降計算 式中：式中： n1：加固區(qū)的分層數(shù)；：加固區(qū)的分層數(shù)；n2：總的分層數(shù)；：總的分層數(shù)； Esi：第：第i層土的壓縮模量，按實際應(yīng)力范圍值；層土的壓縮模量，按實際應(yīng)力范圍值； Zi，Zi-1：基礎(chǔ)底面至第：基礎(chǔ)底面至第i層土、第層土、第i-1層土底面的距離；層土底面的距離； 、 ：基礎(chǔ)底面計算點至第：基礎(chǔ)底面計算點至第i層土、第層土、第i-1層層 土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)；土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)； ：模量提高系數(shù)；：模量提高系數(shù)； s：降計算經(jīng)驗系數(shù)，參照建筑地基基礎(chǔ)：降計算經(jīng)驗系數(shù)，參照建筑地基基礎(chǔ) 設(shè)計規(guī)范表設(shè)計規(guī)范表5.3.5取值；取值；（原論文沒有對（

15、原論文沒有對s的取值進行計算，本文進行了詳細的取值進行計算，本文進行了詳細的分析計算！計算過程見后面。）的分析計算！計算過程見后面。）1ii地基甲的沉降計算表：地基甲的沉降計算表(接上表）：11iiiiZZ CFG樁復(fù)合地基沉降計算 確定沉降計算深度確定沉降計算深度Zn Z=1110 cm深度范圍內(nèi)的計算變形值Si=5.65 cm；相應(yīng)于Z=10301110 cm土層的計算變形值Sn=0.14 cm。滿足式Sn=0.140.025Si=0.0255.65=0.141要求，因此沉降計算深度Zn=1110 cm； 基礎(chǔ)甲總沉降量為基礎(chǔ)甲總沉降量為 （s取值見下一張取值見下一張PPT!） ；cmSs

16、is13.165.52 .0 修正系數(shù)修正系數(shù)s的取值的取值;24.333730565.0035.5111MPaEzzzEnisinnnnnnssE 修正系數(shù)修正系數(shù)s值的確定：值的確定：（1）先求當(dāng)量）先求當(dāng)量 值：值：（2）由于當(dāng)量值大于）由于當(dāng)量值大于20MPa，查基礎(chǔ)工程表，查基礎(chǔ)工程表3-7 可知，可知，s=0.2；CFG樁復(fù)合地基承載力檢測 該工程由國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心該工程由國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，靜載試驗包括單樁復(fù)合地基靜載試檢測，靜載試驗包括單樁復(fù)合地基靜載試驗驗3臺，單樁靜載試驗臺，單樁靜載試驗2根。根。 試驗結(jié)果表明：試驗結(jié)果表明：3臺單樁復(fù)合地基靜載試

17、驗臺單樁復(fù)合地基靜載試驗加至最大荷載加至最大荷載846 kPa和和2根單樁靜載試驗根單樁靜載試驗在加至最大試驗荷載在加至最大試驗荷載1 000 kN時的時的Q-s曲線、曲線、s-lg(t)曲線均未出現(xiàn)陡降跡象。曲線均未出現(xiàn)陡降跡象。 根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 (JGJ7991)，按相對變形，按相對變形sb：0.008確確定復(fù)合地基承載力，定復(fù)合地基承載力，CFG樁復(fù)合地基承載力檢測 單樁復(fù)合地基在標(biāo)準(zhǔn)值為單樁復(fù)合地基在標(biāo)準(zhǔn)值為423 kPa的荷載的荷載 下沉降值與壓板作用寬度之比下沉降值與壓板作用寬度之比sb分別為分別為0.004、0.004、0.003，其比值均小于，

18、其比值均小于0.008，表明單樁復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計，表明單樁復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求；根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范要求；根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范)(GBJ 7-89)，單樁靜載試驗在標(biāo)準(zhǔn)值為，單樁靜載試驗在標(biāo)準(zhǔn)值為500 kN的的荷載下沉降分別為荷載下沉降分別為2.77，2.43 cm，說明單，說明單樁承載力仍有很大潛力。樁承載力仍有很大潛力。CFG樁復(fù)合地基承載力檢測 單樁復(fù)合地基在標(biāo)準(zhǔn)值為單樁復(fù)合地基在標(biāo)準(zhǔn)值為423 kPa的荷載的荷載 下沉降值與壓板作用寬度之比下沉降值與壓板作用寬度之比sb分別為分別為0.004、0.004、0.003，其比值均小于，其比值均小于0.008，表明單樁復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求；根表明單樁復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求；根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范)(GBJ 7-89)，單，單樁靜載試驗在標(biāo)準(zhǔn)值為樁靜載試驗在標(biāo)準(zhǔn)值為500 kN的荷載下沉降的荷載下沉降分別為分別為2.77，2.43 cm，說明單樁承載力仍，說明單樁承載力仍有很大潛力。有很大潛力。結(jié)語 (1)CFG樁復(fù)合地基具有承載力提高幅度大、沉降樁復(fù)合地基具有承載力提高幅度大、沉降量小、施工方便等技術(shù)優(yōu)勢，而且造價低廉，在郵量小、施工方便等技術(shù)優(yōu)勢，而且造價低廉，在郵政建筑軟弱地基處理中應(yīng)該大力推廣應(yīng)用。政建筑軟弱地基處理中應(yīng)該大力推廣應(yīng)用。