住宅楼地基处理毕业设计(44页).doc
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1、-住宅楼地基处理毕业设计-第 42 页 第一部分 设计正文1 工程概况1.1 拟建物概况拟建苏州市现代花园10、12住宅楼位于苏州市南环桥北部的现代花园内,场地北为该新村已建7楼,场地东为已建6楼,西为京杭运河。两幢建筑物长66.2066.94米,宽11.3411.84米,有五层住宅楼底层带车库,顶层带一阁楼组成,上部结构类型为砖混结构,基础拟采用条形基础,基础埋深约1.50米左右。1.2 场地工程地质条件根据苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司提交的工程地质勘察报告,查明了地表以下30.50m以浅的土层,按其沉积环境、成因类型以及土体的工程地质性质,自上而下分为11个工程地质层,其中层、层
2、、层个分为两亚层,自上而下分叙如下:层杂填土:灰褐色,湿,松散,有建筑垃圾和粘性土筑成,含少量生活垃圾和大量碎石砖块、混凝土块,土质及不均匀,工程性能差。本层成分及不均匀,混凝土块、碎石直径一般在1030左右,最大达50。厚度1.03.40m,平均2.13m,层底标高-1.321.00m,平均-0.07m。层淤泥质粉质粘土:灰色,饱和,流塑,略具腥臭味,夹少量植物腐根,工程特性差。局部分布,一般厚度0.301.20m,平均0.67m,层底标高-1.150.25m,平均-0.43m,比贯入阻力Ps为0.815MPa,压缩系数a1-2为0.79MPa-1,属高压缩性土。-1层粘土:黄褐色-灰褐色,
3、饱和,可塑,见少量12mm铁锰质结核和氧化铁锈斑,摇震反应无,切面光滑,干强度、韧性高,局部分布,一般厚度0.502.00m,平均1.15 m,层底标高-2.65-0.40m,平均-1.51m,Ps为1.604MPa,a1-2为0.35MPa-1,属中压缩性土。-2层粘土:灰褐色-黄褐色,饱和,可塑-硬塑,见氧化铁锈斑,条带,摇震反应无,切面光滑,干强度、韧性高,局部夹1025cm的粉质粘土层。一般厚度1.303.50m,平均2.26m,层底标高-4.15-2.65m,平均-3.43m,Ps为2.253MPa,a1-2为0.26MPa-1,属中压缩性土。-1层粉质粘土:灰褐色,饱和,可塑为主,
4、局部软塑,含少量氧化铁条纹、条带,具有光泽反应,干强度、韧性中等,摇震反应无。一般厚度0.702.30m,平均1.31m,底层标高-5.59-3.98m,平均-4.74m,Ps为1.75 MPa ,a1-2为0.29MPa-1,属中压缩性土。-2层粉质粘土:灰褐色,饱和,可塑为主,局部软塑,具有15mm水平层理,稍具光泽反应,干强度、韧性中等,摇震反应无。一般厚度0.702.80m,平均1.63m,层底标高-7.35-5.31m,平均-6.37m,Ps为1.281 MPa ,a1-2为0.28MPa-1,属中压缩性土。-1粉质粘土夹粉土:灰褐色,饱和,软塑-流塑,局部夹1020cm的稍密状粉土
5、层,见云母片,摇震反应中等,干强度、韧性低,具有光泽反应。一般厚度1.103.50m,平均2.18m,层底标高-9.59-7.42m,平均-8.55m,Ps为2.296 MPa ,a1-2为0.27MPa-1,属中压缩性土。-2层粉质粘土:灰褐色,饱和,流塑,具有15mm水平层理,见贝壳和云母碎片,稍有光泽反应,干强度、韧性中等,摇震反应无。一般厚度0.502.00m,平均1.43m,层底标高-11.59-8.82m,平均-9.97m,Ps为1.52 MPa ,a1-2为0.36MPa-1,属中压缩性土。层粉质粘土:灰褐色-灰色,饱和,流塑,具有12mm水平薄层理,稍有光泽反应,干强度、韧性中
6、等,摇震反应无。一般厚度1.504.90m,平均3.00m,底层标高-14.41-11.75m,平均-12.97m,Ps为0.84MPa ,a1-2为0.38MPa-1,属中压缩性土。层粉土夹粉质粘土:灰色,饱和,稍密-中密,局部夹1025cm的粉质粘土层,软塑-流塑,摇震反应迅速,干强度、韧性度。一般厚度1.004.60m,平均2.91m,底层标高-17.96-15.10m,平均-15.89m,Ps为2.098MPa ,a1-2为0.26MPa-1,属中压缩性土。层粉质粘土:灰色,饱和,软塑-流塑,偶夹13mm粉土薄层,稍具光泽反应,干强度、韧性中等。一般厚度1.605.90m,平均4.39
7、m,底层标高-21.25-18.55m,平均-20.28m,Ps为1.273MPa ,a1-2为0.36MPa-1,属中压缩性土。层粉土:灰色,饱和,稍密,夹少量50m设计基本地震加速度0.05g等效剪切波速Vse=173m/s设计地震分组第一组建筑场地类别类1.3.3.3 不良地质作用、地下障碍物 根据区域资料和勘查成果,场地内无断裂、土洞等不良地质作用,也无古河道,防空洞等埋藏物。但经勘查发现,场地内有两处暗浜,其中一处分布在拟建场地10#楼东北角,另一处分布在12#楼东段和中西段,主要由淤泥质粉质粘土夹少量填土组成,其分布面积较大,分布不均匀,但厚度和埋藏深度较小。层杂填土内含有大量的混
8、凝土块、碎石等,直径一般在1030cm,最大达50cm。本工程为一般的五层住宅楼,底层带车库,顶层带阁楼,荷载分布较均匀,上部结构跨度较小,一般选择浅基础持力层较经济、合理。本场地的-2层粘土一般厚度1.303.50m,平均2.26m,fak =180 Kpa,可选择该层作为持力层,则对该层以上的地基进行加固。2 加固方案的论证及选择 根据本工程的特点,场地地质条件及周围的环境条件,遵循“安全、适用、尽可能降低造价”的原则,经过综合分析,对如下几种方案,从技术的可行性工程的可靠性以及经济的合理性,进行论证。2.1 从技术的可行性论证苏州地区常用的地基加固方法为注浆法、深层搅拌法、高压旋喷法和打
9、预制桩。根据本工程的特点,场地地质条件及周围的环境,可知拟建场地土层不均匀性,上部旧基础及杂填土多,使深层搅拌机无法施工。若采用预制桩。根据本次勘察所揭露的地层主要为饱和粘性土和砂性土。根据场地条件,拟建物特点及地层结构,分析如下:层杂填土,层淤泥质土,土质松散,工程性质差,不经处理不能作为拟建物的浅基础持力层;-1层粘土,强度较低,且分布不均匀,局部缺失,不宜利用;-2层粘土,强度较高,工程特性较好,是本场地可选择的多层建筑物的天然基础持力层;层土工程地质性质一般,仅作-2层土的软弱下卧层;-1层土,工程地质性质一般且分布不均匀,埋藏相对较深,也不宜利用。(1)采用短桩基础据勘察成果分析,若
10、选用预制桩,则-2层粘土可作桩基持力层,桩型选用250250、300300的预制方桩。场地内-2层之上的层杂填土上,成份较复杂,主要由建筑垃圾和少量粘性土组成含大量碎石砖块、混凝土块、夹少量生活垃圾,土质及不均匀。混凝土块、碎石直径一般在1030cm左右,最大达50cm.桩基施工时,对沉桩困难非常大。(2)采用中长桩基础 从揭露的地层看,层粉土夹粉砂层,亦可选择做桩端持力层,该地层的Ps为4.721MPa,变化范围为4.4994.954MPa, 稍密-中密,地基土强度尚可,厚度适中,厚3.65.3m平均4.48m,但埋藏较深,层顶标高-22.45-21.05m平均-22.02m,桩深设计较长,
11、结合场地条件及建筑物性质考虑,不宜采用中长桩。因此桩基的设计和施工,从施工条件、沉桩的难易度、经济合理等方面综合考虑,适宜性较差,在本工程尽量不予考虑。鉴于以上情况对该场所要加固的土层进行分析,提出压密注浆和高压旋喷加固方案。结合苏州地区处理杂填土、淤泥质粉质粘土及粘土层注浆经验,加固后地基承载力应达到140150Kpa,压缩性和稳定性能满足设计要求。加固以后,减少了运河水对地基的渗透,起到保护基础的作用。另外施工时,设备简单、体积小、噪音小,对周围居民环境影响较小,方便施工。因此,从技术上考虑均是可行的。2.2 从经济的合理性和工程的可靠性论证2.2.1 压密注浆方案压密注浆是指利用液压原理
12、,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。2.2.1.1 压密注浆的特点注浆不仅在水电建设中用于大规模防渗和加固,在其他土木工程建设中也有十分重要的地位。可用的浆材品种越来越多,尤其在我国对浆材性能和应用问题较系统和深入地研究后,有些浆材通过改性使其缺点消除,正向理想浆材的方向演变。由于注浆施工属隐蔽性作业,复杂的地层构造和裂隙系统难于模拟,故开展理论研究实为不易。与浆材品种的研究相比,国内外在
13、注浆理论方面都仍属比较薄弱的环节。2.2.1.2 确定浆液扩散半径由土的力学性质,加固土体的渗透系数:淤泥质粉质粘土k1 = 210-5; 粘土 k2 = 9.410-5 ;h1=0.3MPa ;r0=2.5cm;t=35min ;=3; n=e/(1+e)=0.514根据达西定律,估算浆液的扩散半径 r式中 土的渗透系数; 灌浆压力,厘米水头; 灌浆管半径(cm)灌浆时间(s);浆液粘度对水的粘度比; 土的空隙率。将数值代入公式,得 r = 51cm估算所的数值并不一定适合于整个地层,当灌浆进入粘土层时,由于其渗透性较小而不能达到设计r值时,可适当提高灌浆压力或浆液的流动性。2.2.1.3
14、注浆孔位布置 加固区域为10#楼长67.10m,宽12.08m;12#楼长66.44m,宽11.58m;四周基础边外扩1.0m。灌浆深度约为4.0m,采用多排孔布置,根据既有建筑地基基础加固技术规范,结合苏州地区注浆经验确定。注浆孔的间距为1.01.2m。如图所示。则场地注浆孔的数量为 10# (67.10+2)(12.08+2)= 973个;12# (66.44+2)(11.58+2)= 930个;注浆孔施工有效延长进尺:10# 9734 = 3892m ;12# 9304 = 3720m。2.2.1.4 浆液压力的确定灌浆压力与灌浆工程的一系列因素有关。如地层的密度、强度、初始应力,钻孔深
15、度和位置以及灌浆次序等都与之密切相关。但这些因素是难以准确预知的。因此,灌浆压力也只能通过现场试验逐步预测并最后确定。进行现场灌浆试验时,一般是采用逐步提高灌浆压力的办法,求出灌浆压力与灌浆量的关系曲线。当压力增加至某一数值时,灌浆量突然增大则表明此时地层结构发生了异常变化或孔隙尺寸已被扩大。因此,可将此时的压力值作为确定灌浆压力的依据。当缺少试验资料或需预先确定一个试验压力时,可用理论公式或经验数值选定灌浆压力,然后在现场施工过程中根据具体情况再行调整。根据理论公式式中 灌浆压力,厘米水头; 灌浆管半径(cm)灌浆时间(s);浆液粘度对水的粘度比; 土的空隙率。 土的渗透系数;=0.7MPa
16、结合当地施工经验和JGJ123-2000既有建筑地基基础加固技术规范,本工程层土中选0.10.2MPa,层土中0.20.4MPa,-1层中0.30.8MPa。注浆压力由以下几个因素来决定:注浆时,浆液扩散到设计距离所需的动力;注浆压力不能太大,不然会引起沉管管断的抬高;确保注浆过程中,浆液充填的密实性;要注意的是这里所讨论的注浆压力是浆液到注浆孔出口时的压力,或者至多是注浆孔口的压力。2.2.1.5 灌浆量加固土的体积 V =(67.1012.08)4 +(66.4411.58)4=6319m3 灌注所需需的浆液总用量Q Q = K V n 1000式中 Q 浆液总用量(L);V 注浆对象的土
17、量(m3);K 经验系数,(0.30.6)取K = 0.4;n 土的空隙率。将数值代入公式,得63190.5141000 = 1299186.4L = 1299.186m32.2.1.6 工程量根据上海市预算定额文本(简称“九三”定额)规定:1m3加固土体体积压密注浆中材料用量:水泥 80,粉煤灰 68。425#水泥以 210元/t; 粉煤灰以42.2元/t 作为计算标准;(1)本工程加固土体积:V = 6319 m3水泥的用量: 6319m3 80/m3 = 505520 =505.52t粉煤灰的用量:6319m3 68/m3 = 429692 =429.692t材料总造价:水泥:505.5
18、2t210元/t=106159.2元 粉煤灰:429.692t42.2元/t=18133.0元(2)压密注浆钻孔工程量: 劳动量:675m 0.35工日/m = 236.25工日; 人工费;675m 4.36元/m = 2943 元; 机械费:675m 0.58元/m =391.5元本工程施工人员为30人工期:236.25工日/30人 = 8天(3)压密注浆工程量:注浆总量: Q =1299.186m3劳动量: 1299.186m3 0.40工日/m3 = 519.67工日 人工费: 1299.186m34.34元/m3 = 5638.47元 机械费:1299.186m3 5.36元/m3 =
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