1、河北工程大学毕业设计（论文）11 序言受邯郸市物质回收总公司供销社综合办公楼筹建处（以下简称甲方）的委托，我中佳勘察设计有限公司承担了其拟建邯郸市供销社综合业务楼的岩土工程勘察工作。1.1 工程概况全套图纸加 153893706拟建的邯郸市供销社综合业务楼场地位于邯郸市联防路北 1 公里，新兴大街路东，北临华兴丰田。本次勘察由邯郸市物质回收总公司供销社综合办公楼筹建处提出详堪阶段岩土工程勘察任务书，各拟建建筑物概况见表 1.1。拟建（构）筑物概况序号 建筑物名称地上层数地下层数基础埋深结构类型基础型式基底压力（kpa）地基基础设计等级勘察等级1 服务大厅25 3 7.50m框架-剪力墙筏板 1
2、00150甲级 乙级2 办公主楼25 3 11.0m框架-剪力墙筏板 480 甲级 乙级3 地下 2 7.50 框架 筏板 100 乙级 乙级河北工程大学毕业设计（论文）2车库 m备注：主楼和地下车库及高低存在差异的建筑物均拟采用后浇带连接本次勘察为详堪阶段，其工程重要性等级均为二级、场地复杂等级二级、地基复杂等级二级，综合确定本次岩土工程勘查等级为乙级。1.2 勘查目的、任务根据设计要求，勘查需满足详堪的要求，本次勘察的目的、任务如下：1）查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议；2）查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定
3、性、均匀性和承载力，论证采用天然地基基础形式的可能性，对持力层基础埋深等提出建议；3）查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物；4）查明地下水的埋藏条件，提供地下水和其变化幅度以及对建筑材料的腐蚀性，提供主要地层的渗透系数，提供基坑开挖工程应采取地下水的控制措施，当采取降水控制时，应分析评价降水对周围环境的影响；5）在抗震设防区应划分场地土地类型和场地类别，并对场地地基经行地震效应评价；6）预测地基沉降、差异沉降和倾斜等变形特征，提供计算变形所需要的计算系数；7）对复合地基或桩基类型、适应性、持力层选择提出建议；提供桩的极限侧阻力、极限端阻力和变形计算有关系数；对沉桩可行性
4、、施工时对环境的影响及桩基施工中应注意的问题提出建议；8）评价场地土对建筑物材料的腐蚀性；9）对不良地质作用的防治提出意见，并提供所需技术参数；10）在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度；11）满足岩土工程勘察规范规定的其他要求。1.3 勘察依据及标准河北工程大学毕业设计（论文）3（1）勘察依据：甲方提出的详堪任务书及拟建建筑物规划图。（2）执行规范标准岩土工程勘察规范 （GB50021-2001） （2009 年版）高层建筑岩土工程勘察规范 （JGJ72-2004 ） 建筑地基基础规范 （GB50007-2011）建筑抗震设计规范 （GB500011-2010）建筑桩基技术规范 （JG
5、J94-2008）建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002）建筑地基支护技术规范 （JGJ120-99）标准贯入试验规程 （YS5213-2000）土工试验方法标准 （GB/T50213-1999）土的分类标准 （GB145-90）岩土工程基本术语标准 （BG/T50279-98）建筑工程地质勘探与取样技术规范 （JGJ/T87-2012 ）河北省建筑承载力技术规范 （DB13(J)/T48-2005）房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定 （2010 年版）岩土工程勘察安全规范 （GB50585-2010）1.4 完成的勘察工作量根据勘查的任务和要求，本次勘查工程的起始时间、资料
6、整理时间、完成的工作量如下：本次工程共布勘察孔 15 个，我方投入 DPP-100 型钻机 2 台，采用回转钻进工艺，钻探过程参照建筑工程地质钻探技术标准 （JGJ/87-2012）及相关文件要求严格控制回次进尺，采用敞口薄壁取土器快速静压法采取上部原状土试样，采用双管单动取土器才去深部原状土试样，进行物理力学指标实验，在砂土中采取扰动样进行筛分实验。为了配合钻探分层，了解土层的物理力学性质，在标准贯入实验钻孔中严格按照标准贯入试验规程 （ 演算 213-2000)进行标准贯入实验，实验前必须清除孔底，标准贯入器放置孔底后，首先进行 15cm 预打，并记录其击数。然后进行 30cm 试验段的实
7、验，记录每 10cm 的击数，并留取部分粉土和砂土扰动试样进行颗分实验，进行室内实验定名和液化判别。河北工程大学毕业设计（论文）4本次勘察野外时间：2012 年 7 月 13 日2012 年 7 月 20 日室内土工实验时间：2012 年 7 月 15 日2012 年 7 月 24 日编制报告时间：2012 年 7 月 24 日2012 年 7 月 26 日；本次勘察共完成钻孔 15 个，总进尺 550.00 米；采取原状土试样 91 件、扰动土试样 16 件，土工实验 107 件（其中常规实验 91 件，筛分 16 件，三轴剪切实验 40 件） ；标准贯入试验 99 次；水质简分析 2 组，
8、波速测试 2 孔 40.00m。本次勘察所给出的勘探点高程来自甲方提供的地形图，高程为黄海高程系，以拟建建筑物东侧小路一点 A 处高程 54.60m 为孔口高程引测点，因甲方未能提供拟建建筑物的坐标，故根据拟建建筑物与已有建筑物、及路的相对位置，采用钢尺测放各勘探点。勘探点技术资料详见附表勘探点一览表勘探点平面布置详见附图建筑物与勘探点位置图2 场地工程地质条件及水文地质条件2.1 地形、地貌邯郸市区 65 位于太行山以东地处河北省南部，东临华北平原。地跨东经 1140300-1143234，北纬 362440-364001。主城区包括从台区、复兴区、邯山区（不含马头镇） ，东至东环路、南至张
9、庄桥、西至西环桥、北至十五里铺东、面积 104.3km2。邯郸市区是河北省南部重要交通枢纽，交通十分便利，有京广铁路、邯长铁路、邯济铁路交汇与此，以市区为中心的 309、107 国道，京深高速公路、邯临公路等四通八达，纵横交错，连接各县及晋鲁豫三省。拟建建筑物场地位于邯郸市开发区东区和谐大街与创业路交叉口西北角,交通便利。见图 1.1 邯郸市交通位置图河北工程大学毕业设计（论文）5图 1.1 邯郸市交通位置图邯郸市位于太行山东麓,华北平原西部边缘,地貌上属于丘陵向平原的过渡地段,位于冲积、洪积扇的尾部，市区由东向西不断抬高，经丘陵进入太行山腹大地，大的地貌单元属于华北冲洪积平原的西南边缘，小的
10、地貌单元为山前冲洪积平原。场地的地形高差小，比较平坦。邯郸市大的地质构造单元属于华北陆台渤海凹陷带与太行山隆起的接触部位。太行山隆起的中心为太行山背斜的轴部，地层从轴部向东大致为震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系、第四系。太行山山前断裂带的邯郸断裂是通过本区的主要断裂。其走向为北北东，倾向东，倾角较大，全长 180km，为太行山隆起与华北盆地邯郸凹陷的分界主断裂。邯郸市区以京广铁路为界，以西由上第三系地层组成，以东为第四系地层覆盖。本区所处大地构造单元位置属于华北地台,渤海凹陷带与太行山的隆起带的接壤部位,太行山背斜的东部一测,断裂构造发育。邯郸断裂为本区的主要的断裂构造,
11、晚第三系以后该断裂形成并强烈活动。邯郸断裂有一系列走向 NE10的阶梯状正断层组成,断裂带总共宽度达 10 公里,断裂带由四条断层组成,由西向东为邯郸市东部的陈岩嵛于二庄断层，插箭岭西断层，京广铁路以河北工程大学毕业设计（论文）6东蔚庄断层，滏阳河以东东小屯与东辛庄之间的断层。由于邯郸断裂继承性活动而形成了区域性的西升东降的构造变动。若以邯郸市的战国文物平均埋深 7.5m 计算，则战国以来，邯郸市的沉降率达每年 3mm。 ，另外，大量开采地下水，也是造成地面沉降的又一重要因素。国家科委地震办公室和国家地震局地震地质大队对邯郸市的地裂缝的调查结果显示，至今邯郸地裂缝仍在不断发展，不断造成新建房屋
12、的破坏。1978 年以后，许多房屋建筑遭受了新的破坏，据建筑物开裂情况，将邯郸市地裂缝分成三个地裂缝带，其分布方向为南北北北东，由西向东规模逐渐增大。这三个地裂带为电台国棉一厂地裂带；从台公园贸易街小学地裂带；前郝村地区粮库地裂带。2.2 地层岩性本次勘察在 70.00m 深度范围内，钻孔所揭露的地层除上部为填土之外，主要为第四纪堆积物及第三纪沉积物，按岩土工程特性从上至下共划分 11 大层，现自上而下分述： （1）杂填土（Q 42ml）：杂色，稍湿，松散稍密，主要由碎砖块、混凝土块及旧房屋地基组成，底部混粘性土。本层分布整个场地，层厚 0.602.20m，层底标高 54.5052.60m。（
13、2）粉质粘土（Q 42（al+pl） ）：黄褐色，可塑软塑，稍有光泽，干强度及韧性中等，夹粉土薄层。本层分布整个场地，层厚 2.604.80m，层底标高 51.9049.25m。（3）粉土（Q 42（al+pl） ）：黄褐色，湿很湿，稍密 中密，局部密实，无光泽，干强度及韧性低，摇振反应中等。本次分布整个场地，厚度 1.103.90m，底层标高 48.5545.95m。（4）粉质粘土（Q 42（al+pl） ）：灰褐色，可塑，底部硬塑，含少量青瓦片，稍有光泽，干强度及韧性中等，黏性较弱，夹粉土。本层分布整个场地，层厚 0.305.20m，底层标高 47.6040.95m。（4）-1 粉土（Q
14、42（al+pl） ）：褐黄色，很湿 饱和，稍密中密，局部密实，无光泽，干强度及韧性低，摇振反应迅速。本层分布局部场地，层厚 0.902.90m，层底标高 45.6043.05m。（5）粉质粘土（Q 41（al+pl） ）：灰褐色褐黄色及灰色条纹，可塑，稍有光泽，干强度及韧性中等，含约 510%钙质结核，径 2mm15mm，局部含量较高。河北工程大学毕业设计（论文）7本层分布整个场地，厚度 3.607.00m，底层标高 39.8037.05m。（5）-1 中粗砂（Q 41（al+pl） ）：褐黄色，饱和，中密，主要矿物成分为石英、长石，含云母，级配差，混粘性土。本层分布场地局部，厚度 0.50
15、1.20m，底层标高 38.7036.20。（6）粉质粘土（Q 41（al+pl） ）：黄褐色，可塑 硬塑，含约 520%钙质结核，径为 320mm，最大约 30mm，局部含量高，粘性弱，夹多层粉土薄层，稍有光泽，干强度及韧性中等。本层分布部分钻孔，揭露厚度 6.708.40m，底层标高 31.7529.00m。（7）粉质粘土（Q 41（al+pl） ）：棕红色棕黄色，可塑 硬塑，含少量钙质结核，含卵石薄层，稍有光泽，干强度及韧性中等，局部粘性好夹粘土。本层分布部分场地，在高层钻孔完全揭露，揭露厚度 0.7012.20m，底层标高30.3017.30m。（8）粉质粘土（N fgl）：棕红色褐黄
16、色夹灰绿色，可塑 硬塑，局部坚硬，含少量小砾石及砂粒，局部含交界岩块，稍有光泽，干强度及韧性较高。本层分布整个场地，在高层钻孔揭露，揭露厚度 3.6010.20m，底层标高15.2510.20m。（9）粉质粘土（N fgl）：褐红色夹少量棕黄色，硬塑 坚硬，稍有光泽，干强度及韧性高，含大量胶结岩块，较硬，土质均匀致密。本层分布整个场地，在高层钻孔揭露，揭露厚度 4.906.80m，底层标高5.304.80m。（10）粉质粘土（N fgl）：褐红色、棕黄色夹灰绿色，硬塑 坚塑，局部可塑，含胶结岩块及砂粒，稍有光泽，干强度及韧性高。本层分布整个场地，在高层钻孔揭露，揭露厚度 10.5011.30m
17、，底层标高-5.20-6。40m。（11）粉质粘土（N fgl）：褐红色，硬塑坚硬，含胶结岩块，稍有光泽，干强度及韧性高。本层分布整个场地，为揭露，揭露最大厚度 9.80m。2.3 岩土的工程性质本次勘察对深度 70.00m 以上的地层进行了取样、原为测试、室内土工实验；根据建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011）对各土层的物理力学性质指标进行了统河北工程大学毕业设计（论文）8计，统计结果见物理力学性质指标统计表 。2.4 地下水本次勘察期间在钻孔深度范围内均见地下水，稳定水位埋深 3.704.30m，稳定水位高程 50.6551.45m，属上层滞水，水位随季节变化略有升降。年内水位
18、变化幅度约2.0m。据调查，本场地近年最高水位约 2.00m，抗浮设防水位可按 2.00m 考虑（黄海高程约 52.50） 。场地环境类型为 II 类，根据 K1 和 K13 孔水质分析报告判定：地下水对混凝土结构具 弱腐蚀性；在干湿交替作用下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。长期浸水条件下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。气候、水文条件对建筑物有一定影响，邯郸地区属于半干旱、半湿润的大陆性气候，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热，秋季多雨，冬季寒冷多雪。多年平均气温在 12.413.8，最高气温 42，最低气温-24.3。此处降水少而蒸发量大，且降雨多集中在每年七、八、九月份，
19、约占全年总降水量的 70，以七月份最多，常为暴雨，多形成地表径流流走，向地下渗入量很少。每年降水量平均为 600mm，蒸发量为降水量的三倍，潮湿系数在 2.9 左右。邯郸冲积、洪积山的形成与沁河、渚河滏阳河三条河流有关，沁河、渚河发源于西部山区，是永久性河流，在河水泛滥时期把上游大量的碎石、泥沙搬运到下游地区，致使平原区冲积物不断加厚，在几条河流互相交错形成冲积型的地层，因而具有相变大，夹层多的特点。场地冻结深度为-0.6m，地下水埋深不大(平均地下水位-1.50m) 。年平均风速 2.3m/s；年主导风向为南风，风向频率 20.1%；次主导风向为北风，风向频率 15.5%；冬季盛行北风，风向
20、频率 17%；夏季盛行南风，风向频率 25.2%。季节性冻土最大深度 37cm，无霜期 190 天左右。流经邯郸市区的主要河流为滏阳河，属海河流域的子牙河水系。滏阳河发源于邯郸市峰峰矿区和村镇附近，为常年性河流，长度为 200.2km，其中峰峰境内长约36km，邯郸市区长约 15.9km，流域面积 1510.9km2。1951-2000 年年均径流量为37631104m3/a，最大径流量为 49500104m3/a（1955 年） ，最小径流量为8500104m3/a（1981 年） 。牤牛河、渚河、沁河为滏阳河的支流，均为季节性河流 4。主要水利工程有滏阳河上游的东武仕水库、沁河上游的齐村水
21、库等。建于 1959 年的东武仕水库，后经加固扩建，库容为 1.52108m3，是具防洪、发电、灌溉、养殖及城市供水等多种功能的水源地。齐村水库位于邯郸市主城区上游，大坝将沁河水截流改道，河北工程大学毕业设计（论文）9输入输元河，减少了邯郸市主城区的防洪压力。跃峰渠是本区农田灌溉的主要水利工程。3 场地地震效应3.1 地震影响基本参数按建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）规定，本区的抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速值为 0.15g，属设计地震第一组。3.2 场地类别为进行场地类别划分，本次勘察分别在 K9 和 K15 钻孔进行了波速测试，波速测试采用单孔法，地面激振，测试仪器为
22、RS-1616K(S)基桩动测仪及其配套三分量检波器；根据波速测试结果知 K91 和 K15 钻孔等效剪切波速波速分别为 179.08m/s 和174.97m/s，按建筑抗震规范 （GB50011-2010）判定，场地土的类型为中软土，根据地区经验场地覆盖层厚度大于 50m，场地类型为 III 类；特征周期值 0.45s。河北工程大学毕业设计（论文）103.3 液化判别根据建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）第 4.3.4 条及 4.3.5 条规定，液化判别深度 20.0m 范围内场地内第（3）层粉土、第（ 4）-1 层粉土及第（5）-1 层中粗砂应进行液化判别；在标准贯入器中取扰动
23、粉土试样采用移液管法以六偏磷酸钠作为分散剂测定粘粒含量，其含量均大于 10%，第（5）-1 层中粗砂分别在K2、K5、K10、K14 孔采用标准贯入实验进行判断，均无液化。综合评定，本场地地基土不具液化，判断结果详见附件液化判别计算表 。3.4 建筑抗震地段类别拟建场地属对抗震一般地段。4 岩土工程分析评价4.1 场地的均匀行及稳定性和适宜性4.1.1 场地均匀性评价拟建服务大厅及地下车库基础埋深为 7.50m，有剖面图可知其基础直接持力层主要为第（4）层粉质粘土局部为第（3）层粉土；拟建办公楼基础埋深为 11.00m，直接持力层为第（4）层、第（4）-1 层、第（5）层粉质粘土，为不同地质单
24、元，综合考虑，本场地地基为不均匀地基。4.1.2 场地稳定性和适宜性及场地土腐蚀性评价拟建建筑物场地地形较平坦，地貌类型单一，底层结构较复杂，分布较连续，厚度变化不大，物理力学性质较均匀，勘探时未发现不良地质作用分布，场地稳定性良好，适宜该建筑物的兴趣。河北工程大学毕业设计（论文）11拟建场地周围无污染源，根据本地区经验，本场地土具微腐蚀性。4.2 地基土承载力特征值和压缩模量根据原为测试、物理力学指标、结合地区经验综合确定本次勘察各地层承载力特征值及压缩（变形）模量如下：（2）粉质粘土： fak=110kpa Es0.1-0.2=5.54Mpa（3）粉土： fak=115kpa Es0.1-
25、0.2=5.72Mpa（4）粉质粘土： fak=110kpa Es0.1-0.2=5.53Mpa（4）-1 粉土： fak=120kpa Es0.1-0.2=7.44Mpa（5）粉质粘土： fak=140kpa Es0.1-0.2=7.60Mpa（5）-1 中粗砂： fak=180kpa E0=15.0Mpa（6）粉质粘土： fak=150kpa Es0.1-0.2=8.29Mpa（7）粉质粘土： fak=190kpa Es0.1-0.2=9.68Mpa（8）粉质粘土： fak=240kpa Es0.1-0.2=9.82Mpa（9）粉质粘土： fak=280kpa Es0.1-0.2=11.4
26、3Mpa（10）粉质粘土：fak=300kpa Es0.1-0.2=11.72Mpa（11）粉质粘土：fak=300kpa Es0.1-0.2=14.26Mpa4.3 地基方案4.3.1 天然地基1）依据“岩土工程勘察任务委托书” ，拟建服务大厅及地下车库基础埋深为7.50m，由剖面图可知其基础直接持力层为第（4）层粉质粘土，其承载力特征值为110Kpa；拟建办公主楼基础埋深为 11.00m，有剖面图可知其基础持力层为第（4）层、第（4）-1 层、第（5）层粉质粘土，清除上部土层选择第（5）层粉质粘土作为地基持力层，其承载力特征值为 140Kpa。按建筑地基基础设计规范第 5.2.4 条计算，
27、按综合地层计算第（4）层粉质粘土与第（5）层粉质粘土修正后的地基承载力特征值（fa）如下：Fa=fak+ b（b-3） +dm（d-0.5）式中：fak：地基承载力特征值（ kpa） ；河北工程大学毕业设计（论文）12 b、d：基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；：基础底面以下土的重度（或浮重度） （kn/m 3） ；m ：基底以上土的加权平均重度（或浮重度） （kn/m 3） ；b：基础底面宽度，取 b=6.0（筏基） ；d：基础埋置深度（m） ；序号建筑物名称d bd m b fak Fa 基底压力（kpa）天然地基是否满足要求1 办公主楼4.5 0 1.1 9.6 12.4 6 140
28、194.5 480 否2 服务大厅4.5 0 1.1 9.6 12.4 6 110 164.5 100-150 是3 地下车库4.5 0 1.1 9.6 12.4 6 110 164.5 100 是注：由于主楼周围存在地下车库，故基础埋置深度 d 存在折减。2）对于高层建筑物办公主楼需按剪切强度指标进一步判断承载力特征值，按建筑地基基础设计规范第 5.2.5 条公式，Fa=Mbb+Mdm d+McCk 计算地基承载力特征值（ fa）如下：公式中：M b、 Md、 Mc为承载力系数；k-基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值；Ck-基底下一倍短边宽度深度内土的粘聚力标准值；经计算 fa 为 2
29、61.25kpa，天然地基强度不能满足高层建筑荷载要求；综合分析考虑后认为：天然地基强度满足地下车库及服务大厅上部荷载要求，不能满足办公主楼的上部荷载要求，需进行地基处理。4.3.2 复合地基4.3.2.1CFG 复合地基采用 CFG 复合地基（旋挖成孔）时，第（8）层为粉质粘土，压缩性较低，强度较高，层位稳定，可选择该层作桩端持力层，桩端进入持力层不小于 2d，取桩径600mm，有效桩长 28m，面积置换率 6.5%，按 建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002）第 9.2.5、9.2.6 条估算复合地基承载力可达到 480kpa，处理后复合地基承载力特征值满足拟建建筑物荷载要求；各层土
30、设计参数见表 4.3.2.1。表 4.3.2.1 桩周土的侧阻力及端阻力特征值 河北工程大学毕业设计（论文）13层号 土层名称 桩周土的侧阻力特征值 qk（kpa）桩端端阻力特征值 qk（kpa）（4） 粉质粘土 20（4）-1 粉土 25（5） 粉质粘土 27（5）-1 中粗砂 30（6） 粉质粘土 35（7） 粉质粘土 40 500（8） 粉质粘土 41 750（9） 粉质粘土 45 800（10） 粉质粘土 50 800注：表中数据仅为试桩设计时采用，单桩承载力特征值应通过现场荷载试验确定。符合地基处理方法是否适合本工程应论证并进行试桩。4.3.2.2 沉降计算：依据建筑地基基础设计规范
31、 （GB50007-2002）的有关规定，办公主楼应估算沉降量，各拟建建筑物的角点及中心沉降估算如下：拟建建筑 勘探点号 沉降量（mm） 倾斜（）K9 18.53 0.13K13 21.06K15 25.490.09办公主楼中心点 75.274.3.3 物理力学指标4.3.3.1 物理力学指标统计统计过程1)统计步骤 5(1)划分统计单元；(2)岩土指标检查、归整；(3)指标舍弃；(4)指标统计；(5)评价划分单元的合理性；河北工程大学毕业设计（论文）14(6)合理取值。2)划分统计单元依据(1)处于同一构造部位、地貌单元或同一成因年代；(2)成因、结构、构造或工程性质基本接近；(3)影响工程
32、性质的因素基本接近；(4)指标虽离散，但无明显的空间变化规律。符合以上任一条件者划分为一个统计单元。指标统计在进行数理统计之前，应对各统计单元所属指标进行整理 5，逐一检查，排除不合理指标，以清除它们对数理统计结果正确的影响。舍弃范围包括以下两类指标：1) 无代表性的指标：(1)取土工艺不当；(2) 图样密封失效或保存期过长；(3) 仪器失灵或操作失误；(4) 用了重度或孔隙比、湿陷性系数等结构性指标已经严重扰动数据；(5)单元之外的薄层或夹层试样。 2)过于离散，显著不合理的指标： 当指标超出以下范围时，判定其为过于离散指标而舍弃。| |gd式中： = ； 标准差；g由不同标准给出系数，采用
33、正负3倍difm标准差时取3 即：| |3 。(3-1)niimff1(3-2)niiif 122式中： 岩土的物理力学指标数据if岩土的物理力学指标的算术平均值 mf f 岩土的物理力学指标的标准差 参与统计的样本数n4.3.3.2 主要参数统计计算对各统计单元的物理力学指标进行数理统计，以便消除个别因素的影响，综合考虑，取得各单元体最具代表性的物理力学指标。河北工程大学毕业设计（论文）151) 算术平均值求法(3-3)niimff12) 标准差求法(3-4)ninif ff12123) 变异系数求法 = f / fm (3-5) 主要参数划分单元的合理性评价利用指标的回归修正系数 f 检查
34、单元划分的合理性：(3-6)当 f 0.75 时，应分析 过大原因，如分层是否合理，试验有无差错，数据数量是否过少等，并应同时增加试样数量。当 f 0.75 时，说明单元划分合理。 按上式计算的回归修正系数 f 均大于 0.75，说明单元划分合理。标准值 fk(3-7)mskff(3-8)2678.40.1ns式中： s统计修正系数，式中正负号的取用按不利组合考虑，如 c、 值取负号，e、a 值取正号。本次勘察通过钻探、室内土工试验等手段，基本查明了各岩土层的物理力学性质。各岩土层的主要物理力学性质指标详见所附地基土物理力学性质统计表及土工试验成果总表。4.3.3.3 地基处理方案的提出1 地
35、基处理概述 4地基处理是改善地基的承载能力或抗渗能力所采取的工程措施。主要分为基础工程措施和岩土加固措施。在建筑工程和土木工程中经常会遇到软土地基，天然的软土地基远远不能满足构建物承载力的要求，因此需要进行地基处理。我国地基处理按时间顺序分为几个不同的阶段，在 20 世纪 70 年代以前；受技术发展不成熟、经济条件贫乏的限制，大多是在设计中有意识地避开软土地段进行建设,以免加大工程投资，又给建筑物的使用带来不良后果；20 世纪 8090 年代，由于人口)918.74.2(12nf 河北工程大学毕业设计（论文）16膨胀土地资源日益紧张，同时地基加固的技术也有了长足的发展，经济条件有所改善，各种加
36、固理论得到了充分的应用与验证，基础加固技术也得到长足发展，在不同的领域里均有涉猎；目前,各种各样的地基处理技术已广泛地应用在高层建筑、高速公路、高速铁路的等施工中，并取得良好效果。2 地基处理常用的方法地基处理的方法 7很多，选择天然地基处理方案时需考虑的因素：地质条件、建筑物条件、环境条件、材料的供给情况、机械施工设备和机械条件、工程费用的高低、工期要求等。常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。下面就着几种方法作一下简要的介绍
37、： 1) 换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。 2) 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土，软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。 3) 砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，提高地基的承载力
38、和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软粘土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。 4) 振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于 20kPa 的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于 10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。 5) 水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法（简称
39、湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素河北工程大学毕业设计（论文）17填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25 的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于 30%（黄土含水量小于 25%）、大于 70%或地下水的 pH 值小于 4 时不宜采用此法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕，受其搅拌能力的限制，该法在地基承载力大于 140kPa 的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。 6) 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质
40、土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕，目前最大处理深度已超过 30m。 7) 预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于 4m 时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过 4m 时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对
41、真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。 8) 夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制，目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。 9) 水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基，可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基，可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎
42、石桩多桩型复合地基，达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。10) 石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。 11) 灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理的深度为 515m。当用来消除地基土的湿陷性时，宜采用土挤密桩法；当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时，宜采用灰土挤密桩法；河北工程大学毕业设计（论文）18当地基土的含水量大于 24%、饱和度大于 65%时，不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密
43、桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同，土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。 12) 柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下的饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过 6m。 13) 单液硅化法 6和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为 0.12m d 的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地，对级湿陷性地基，应通过试验确定碱液法的适用性。 3 地基处理方案选择的原则 11地基处理方案，应针对具体工程的具体处理要求，奔着技术上安全可靠，经济上节约、合理的原则，精心设计。方案设计时，还应重视环保问题，减小或避
44、免对周围空气、地面和地下水的污染以及对周围的振动、噪音等影响地基处理的效果达到预期的目的，首先有赖于地基处理方案选择的是否得当、各种加固参数设计的是否合理。地基处理方法虽然很多，但任何一种方法都不是万能的、都有其各自的适用范围和优缺点。由于具体工程条件和要求各不相同，地质条件和环境条件也不相同，此外，施工机械设备、所需的材料也会因提供部门的不同而产生很大差异，施工队伍的技术素质状况、施工技术条件和经济指标比较状况都对地基处理的最终效果产生很大的影响。一般地说，在选择确定地基处理方案以前应充分地综合考虑以下几个方面的因素 10：1) 地质条件搜集详细的工程地质，确定工程场地的地形、地质；成层状态
45、；各种土的指标（物理、化学、力学）；地下水条件。 2) 建筑要求根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建筑物等因素，初步选定几种可供考虑的地基处理方案。另外。在选择地基处理方案时，应同时考虑上部结构、基础和地基的共同作用；也可选用加强结构措施（如设置圈梁和沉降缝等）和处理地基相结合的方案。3) 场地环境条件：(1)气象条件；(2)噪声、振动情况：振动、噪声可能对周围居民或设施的影响；(3)邻近构筑物情况，指邻近的建筑物，桥台、桥墩，地下结构物等情况，加固过程河北工程大学毕业设计（论文）19中是否有影响，以及相应的对策；(4)地下埋设物：应
46、查明上下水道、煤气、电讯电缆管线的位置，以便采取相应的对策；(5)机械作业、材料堆放的条件：加固过程中，涉及到施工机械作业和大量建筑材料进场堆放，为此，要解决道路与临时场地等问题。(6)电力与供水条件。4)材料的供给情况尽可能地采用当地的材料，以减少运输费用。5)工程经费情况：经济技术指标的高低，是衡量地基处理方案选择的是否合理的关键指标，在地基处理中，一定综合比较满足加固要求的各地基处理方案，选择技术先进，质量保障，经济合理的方案。6)工期的要求应保证地基加固工期不会拖延整个工程的进展。另一方面，如地基工期缩短，也可利用这段时间，使地基加固后的强度，得到提高。桩基础一般是用在上部建筑物荷载较
47、大，而持力层埋深又较深，为保证建筑物满足地基稳定和变形容许量的要求，这时才选择桩基础。鉴于本工程的具体情况，从适用性和经济性方面考虑，并综合考虑建筑物的用途和安全等级、建筑布置和上部结构类型，地质条件、建筑物条件、环境条件、材料的供给情况、机械施工设备和机械条件、工程费用的高低、以及工期要求，造价等各方面要求等因素综合考虑，本工程地基处理采用桩基础是合适的。综合以上，本设计决定选用以下地基处理方案：水下钻孔灌注桩方案、预应力混凝土预制管桩基础4.3.4 地基基础方案论证1 地基基础初选方案分析1) 水下钻（冲）孔灌注桩混凝土灌注桩是在施工现场的桩位上，通过机械钻冲或人工挖掘等方法形成钻孔，然后
48、在孔内下入钢筋笼，灌注混凝土，形成钢筋混凝土灌注桩 13。混凝土灌注桩桩既适用于各种砂性土、粘性土，也适用于卵砾石类土层和岩层，而且桩长和桩径变化范围大，适用性较广。当然对该场地也是适用的，且施工工艺较简单，对环境又无影响，且在当地又常用，加固效果也比较理想。河北工程大学毕业设计（论文）202) 预应力混凝土预制管桩预应力混凝土预制管桩，是在制桩前对桩身主筋施加预拉压力，成桩后混凝土受预压应力，从而提高起吊时桩身的抗弯能力和沉桩时抗冲击能力。这种桩的制作方法有离心法和捣注法。采用离心法制成的环行断面的管桩，有利于减少沉桩时的排土量和提高沉桩贯入能力。预应力混凝土预制管桩适用于各种地层，适用范围广。它具有制作工艺简单、质量容易保证、植桩方便、耐打性好，并且具有抗压强度高、耐久性好、混凝土取材方便、价格便宜等有点。施工时既可以预先浇注成桩，又可以在现场浇注成桩。桩径和桩长可变范围大，而且能承受较大荷载等特点，再工程中广泛使用。加固效果也比较理想。2 地基基础方案对比 14对初步提出的 2 种处理方案从施工设备、对环境的影响程度、加固效果，适用范围、施工难易程度、经济、技术等方面进行方案比较：对需要进一步优化的方案进行设计计算，对两者从设计参数、沉降等方面进行取舍，确定最优方案。1) 从成桩工艺上论证水下钻（冲
