地基处理毕业设计.docx

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地基处理毕业设计

摘要

本论文是在对拟建建筑物场地进行的岩土工程勘察结果上进行的。

通过土工试验、原位测试等测试手段得到该场地地基土的各种指标，利用这些指标根据规范要求计算了各层土的物理力学指标和各层土的承载力特征值，分析场地的主要工程地质问题，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，提取岩土工程勘察报告并对其地基处理方案进行分析论证，选出本场地地基处理的最佳方案为水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）。

关键词工程地质条件岩土工程勘察地基稳定性工程地质问题地基处理技术CFG桩设计

Abstract

Thisdesignbelongstoaccordingtotheengineeringuniversityentruststointendtosetupthebuildinglocateatagroundofproceedingofinvestigatingwhatworkresultproceed.Analysethemainengineeringgeologicalproblem:

thebuildingfoundationthatsetupthesmallerbaseindintinloadinginsoilinafoundationpressurelocateatcan'tmeetthedesignneeds,sohedemandproceedingthefoundationhandles.Accordingtoafoundationsoilengineeringgeologykind，cimbinedwithupperpartconstructioncharacteristicsfoundationstabilityandearthquakeeffects.comingupwiththerockandsoilengineeringinvestigationreportandanalysingtheevaluatingthefoundationhandlestechniques.Aftercomparingdifferentmethodthenchooseoutthebestonewhichisthecementpowderashfromstovecrushedstonesstake,Make5kindsofhandlingproject，passingbyto5kindsofprojectsanalysiswiththeargumentcomparingtochoose3kindsofoptimizationsproject.3kindsofprojectsthatcontrastselectproceededtheconcretedesignrespectivelyfromactualconstruction.Selectingthebestprojecttousecementpowderashfromstovecrushedstonesstake.

KeywordsTheengineeringgeologyproblemTherocksoilengineeringinvestigatesFoundationstabilityEngineeringgeologicalanalysisGeotechnicalinvestigation;FoundationhandlestechniqueFoundationdesignCFGstakedesign

引言

改革开放以来，我国经济一直保持快速稳定的增长，各种基础设施建设逐渐完善，高层、超高层、大重型建筑物不断涌现，对地基处理的要求越来越高，越来越规范。

我国幅员辽阔，地域广阔，地质条件十分复杂，建筑物地基有时很难处理。

因为地基破坏而导致建筑物不能正常使用的实例为数不少,国内外不乏有这些事例。

如果我们不继续研究和掌握地基处理技术，不仅影响建筑物的建设，而且妨碍人们正常生活，严重制约国民经济的发展。

本次毕业设计是在完成毕业实习任务后开始的,是检验我们在大学期间学习的一个重要环节，它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；毕业设计又可以使我们对所学的专业知识进行深化理解和系统掌握。

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。

在作设计之前，我到邯郸市鑫港星城国际1#、2#楼施工现场进行了毕业实习。

在实习过程中，我不但了解了野外工作的具体操作，同时也熟悉了资料的收集和整理的过程。

本次毕业设计是在邯郸市金地工程勘察有限责任公司收集到的《邯郸市鑫港星城国际1#、2#楼岩土工程勘察报告》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；对地基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；提出各层土的承载力特征值；为建筑的基础施工提供地质资料；并通过详细的计算、验算提出了地基基础设计比较好的方案，和基坑支护建议。

本文包括八部分内容，第一部分工程概况。

第二部分工程地质条件。

第三部分地震效应。

第四部分湿陷性评价。

第五部分天然地基评价。

第六部分基础设计方案的分析与评价。

第七部分长螺旋钻孔泵压混凝土桩设计方案。

第八部分基坑开挖边坡稳定性分析及建议。

由于作者理论水平和实践经验有限,并且采用资料为高耸构筑物资料，国内外此类建筑较少，没有足够的资料参考，文中有不少欠妥和错误之处，恳请老师批评指正。

第1章自然地理概述

1.1地理位置与交通

本工程场地位于河北省邯郸市。

邯郸市位于河北省南段，东隔邯郸地区的馆陶、大名与山东相望，南临河南，西与山西接壤。

区域交通十分便利，境内有中国的交通大动脉—京广铁路和107国道纵贯南北，公路交通更是四通八达，连接各县和晋、鲁、豫三省。

邯郸市是连接华北数省的交通枢纽城市。

邯长铁路通山西，还有以邯郸市为中心的“8”字环形铁路和四条地方小铁路，现又有309国道、邯济铁路和京深高速的通车以大大改善了本区的交通情况，参见图1-1图。

1.2地形地貌

邯郸市区地处太行山麓、丘陵向东部过渡平原地带，华北平原的西部边缘，位居冲积、洪积扇的尾部。

地势由市区向西不断抬高，经过丘陵逐渐进入太行山地。

邯郸冲积、洪积扇的形成与发源与西部、流经市区的三条河流有关。

一条是北侧的沁河，一条是南面的渚河，第三条是由南至北流经市区的滏阳河。

其中以沁河的搬运、沉积为主。

历史上沁河、渚河都是发源于西部山区的永久性河流，后因上游森林破坏、区域性地下水下降等原因，便形成了常干涸的暂时性河流。

该区植被稀少，土层裸露，物理风化强烈。

因此洪水期沁河、渚河流水及漫流携带大量碎屑物质流至沟口山麓处时，流速骤减，遂沉积了大面积的洪积型地层。

再则，平水期沁河、渚河亦搬运上游两岸的碎屑物质，流至平原地带，因河床变宽，流速变缓，沉积了冲积型地层，由于冲积物、洪积物的不断聚集而形成冲积扇、洪积扇。

1.3气象与水文

1.3.1气象

工作区属北温带半干湿润大陆性季风气候，年温差大，四季分明：

春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。

研究区年度平均气温13.08℃，最冷月平均气温-2℃（一月），最热月份平均气温27℃（七月），极端最高气温42℃，极端最低气温-19℃。

多年平均降水量565.13mm，多集中于七、八、九三个月，日最大降水量518.5mm（1963年8月4日），年最大降水量1575.3mm（1963年），年最小降水量220.0mm（1986年）。

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。

1.3.2水文

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37631×104m3/a，最大径流量为49500×104m3/a（1955年），最小径流量为8500×104m3/a（1981年）。

牤牛河、渚河、沁河为滏阳河的支流，均为季节性河流。

主要水利工程有滏阳河上游的东武仕水库、沁河上游的齐村水库等。

建于1959年的东武仕水库，后经加固扩建，库容为1.52×108m3，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，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。

1.4地质构造

邯郸市大地质构造单元属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、第四系地层。

太行山山前断裂带的邯郸断裂是通过本区的主要断裂，走向北北东向，倾向东，陡倾角，全长180KM，为太行山隆起与华北盆地邯郸凹陷的分界主断裂。

市区以京广铁路为界，以西由上第三系地层组成，以东则为第四系地层所覆盖。

第2章工程勘察概况

2.1工程概况

拟建邯郸市鑫港星城国际1#、2#楼位于邯郸市东北部，滏河大街北段东侧，变电站南路南侧，交通便利。

受河北鑫港房地产开发有限公司的委托，邯郸市金地工程勘察有限责任公司对该工程进行了岩土工程详细勘察。

拟建邯郸市鑫港星城国际1#、2#楼，均为地上32层，地下1层，建筑高度为97.0m，拟采用框支剪力墙结构，筏板基础下桩基础，基础埋深约5.4m（自然地表下），基底压力（标准组合）为420kpa，地基基础设计等级均为乙级。

工程重要性等级为一级，场地等级为二级（中等复杂场地），地基等级为二级（中等复杂地基），岩土工程勘察等级为甲级。

2.2勘察目的

本次勘察目的是按详细勘察的要求，对本建筑场地提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础型式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。

依据岩土工程勘察任务委托书，本次勘察需满足高层建筑筏板基础详细勘察的深度要求，我们制定了详细的勘察纲要。

勘察目的及要求如下：

1．判定该场地的稳定性和适宜性，有无不良地质作用；是否存在液化地层，并对液化可能性做出评价。

2．查明场地的地层情况、均匀性，软弱下卧层的分布情况，各层土的物理力学性质指标。

3．查明地下水类型、埋藏情况、渗透性及其腐蚀性；地下水位季节变化规律，提出降水方案。

4．提供地基承载力、变形指标、强度指标及有关岩土参数。

5.对基础设计方案及基坑支护方案提出建议，并提供相关参数。

6.对基坑降水提出建议。

7．建议经济合理的桩基类型，选择合理的桩端持力层，并详细查明持力层和软弱下卧层的分布，分层提出桩周摩擦力及持力层的桩端承载力，预估单桩承载力，分析和评价桩基施工工艺及注意事项，估算桩基沉降。

8.确定覆盖层厚度及场地土类型。

9.满足《岩土工程勘察规范》及《高层建筑岩土勘察规程》的其它要求。

2.3勘察依据

勘察依据的主要规范如下：

《岩土工程勘察规范》GB50021—2001

《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002

《建筑抗震设计规范》GB50011—2001

《高层建筑岩土勘察规程》（JGJ72--2004）（J366—2004）

《河北省建筑地基承载力技术规程》（试行）DB13（J）/T48--2005

《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

《标准贯入试验》SL237-045-1999

《静力触探试验》SL237-046-1999

《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程》DB13（J）31-2001

2.4勘察方法和勘察工作布置

2.4.1.勘察工作量

依据有关规范、规程及勘察技术要求，结合本工程特点及场区内工程地质条件，勘探点按建筑物周边和角点布置为主（详见建筑物与勘探点平面位置图），共布置勘探孔28个。

本次勘察共完成勘探点28个，其中钻探、静探对比孔6个，鉴别孔4个，取土孔13个，取土、标贯孔5个。

对勘探孔深度划分：

控制孔12个，孔深63.80-65.00m，一般性孔16个，孔深54.00-55.00m；

完成工作量如下：

总进尺1812.60m，其中钻探、静探对比孔中钻孔进尺340.80m，静探进尺151.10m，鉴别孔进尺220.00m，取土孔进尺805.00m，取土、标贯孔进尺295.30m，取原状样368样，取扰动样150件，标贯试验184次。

在1、8、19孔内各取了一组水样。

为了确定场地类型和覆盖层厚度，在1、6、20、28孔内进行了剪切波测试，1、6、20孔测试深度为20.0m，28孔测试深度为52.0m。

2.4.2.设备配置

使用水准仪及钢卷尺对勘探点进行放孔定位。

钻探设备为三台DPP-100型汽车钻。

原为测试设备采用：

标准贯入设备三套，JTY-3型静力触探数据采集仪一台，RS-1616KP桩基动测仪一台（测波速）。

使用薄壁取土器静压取土和双管单动取土器回转取土的方法，取得一级土样进行室内常规试验及三轴不排水不固结剪切试验，为了提供降水参数及判断地下水的腐蚀性做了渗透试验及水质分析试验。

野外施工时间为2007年5月17日——5月22日和2007年5月31日——6月6日。

第3章场地工程地质条件及水文地质条件

3.1地层岩性

邯郸市区地层以第四系地层为主，西部有三叠系、第三系地层出露，现分述如下：

三叠系地层（T）

主要出露于东望庄、与二庄以西，东店子以东，岩性为紫红色薄层、细粉砂岩、含砾石中细砂岩等，层理构造较发育，夹紫红色泥灰岩、页岩、粉砂岩、细砂岩及你灰岩相间出现。

第三系地层（R）

主要出露于西部丘陵区，陈家岗、赵八庄以西及插箭岭一带，主要岩性上部为棕黄色粘土和亚砂土加砂砾石层，下部为紫色、红色粘土及拟岩和粉砂岩。

第四系地层（Q4）

第四系地层分布于西部河谷和东部平原区，由输元河、沁河、渚河的冲洪积物和漳河故道组成，岩性和厚度不均，由西向东厚度递增，又老到新大致可划分为四层：

①下更新统（Q41）

下更新统地层的底板深度中部在180m左右、东部230m左右，岩性上部为红棕色、棕红色夹绿色和灰绿色粘；下部为红褐色夹灰绿色黄色厚层粘土、亚粘土夹中细砂薄层；底部见有明显的风化的含泥砾或砂砾层，为冲积加冰水沉积物。

②中更新统（Q42）

中更新统地层底板深度中部110m左右、东部140m左右。

岩性上部为黄色棕黄色、下部为红棕色粘土和亚粘土夹中细砂层，粘土中含有钙质结核，并有明显风化斑点，为冲积洪积层。

③上更新统（Q43）

上更新统底板深度中部在70m左右、东部在90m左右，岩性为黄色棕黄色含粉土质较高的亚砂土和亚粘土夹卵石层。

黄土状结构。

砾石层分选性和磨圆性较好，为冲积洪积堆积物，行东过渡为冲积湖积物。

④全新统（Q44）

全新统地层的底板深度中部10m左右、东部30-40m左右。

岩性主要为灰黄、灰色泥质亚砂土夹粉砂和细砂层，为现代河流冲洪积物。

勘察范围内所见土层以第四纪新近沉积土、一般沉积土为主，地基土自上而下分为10层，现依据钻探、静力触探试验、标准贯入试验、动力触探试验及土工试验资料分层叙述如下：

1层耕土[Q42ml]：

以粉土及粉质粘土为主，含有植物根，局部范围内为杂填土（分布在9、26、28孔），结构松散。

厚度：

0.30～2.60m，平均0.68m。

2层粉土[Q42（al+pl）]：

褐黄色，湿，局部很湿，稍密——中密，局部密实，夹粉质粘土及粘土薄层，局部相变为粉质粘土，无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。

压缩系数平均值a1-2=0.27MPa-1，属中等压缩性，厚度3.20～5.60m，平均4.79m；层底标高46.80～48.43m，平均47.40m；层底埋深4.60～6.30m，平均5.59m。

2-1层粘土[Q42（al+pl）]褐黄色，可塑—软塑，光滑，无摇振反应，韧性高，干强度高。

压缩系数平均值a1-2=0.35MPa-1，属中等压缩性。

该层呈透镜体状分布，揭露最大厚度为0.05m。

3层粘土[Q42（al+pl）]：

灰色，可塑，局部软塑或硬塑，光滑，夹粉质粘土及粉土薄层，含有机质，无摇震反应，干强度高，韧性高。

压缩系数平均值a1-2=0.35MPa-1，范围值为0.24—0.57MPa-1，属中等压缩性，局部高压缩性。

厚度2.80～5.50m，平均3.77m；层底标高41.15-44.25m，平均43.16m；层底埋深9.00-11.70m，平均9.83m。

3层粉土[Q42（al+pl）]：

灰色，湿—很湿，中密，局部密实，含姜石、云母碎屑，无光泽反应，摇振反应迅速，韧性低，干强度低。

压缩系数平均值a1-2=0.21MPa-1，为中等压缩性。

该层呈透镜体状分布，揭露最大厚度为1.10m。

4层粉质粘土[Q42（al+pl）]：

灰褐色～灰色，可塑～硬塑，局部坚硬，夹粘土薄层，局部相变为粘土，含有机质，稍有光泽—光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。

压缩系数平均值a1-2=0.23MPa-1，属中等压缩性，厚度2.50～5.50m，平均3.80m；层底标高38.40-40.08m，平均39.36m；层底埋深13.00～14.50m，平均13.63m。

以上各层为第四纪新近沉积土，工程地质条件较差，以下土层为一般沉积土，工程地质条件较好。

5层粉土[Q41（al+pl）]:

褐黄色，湿，密实，夹粉质粘土及粘土薄层，局部相变为粉质粘土，无光泽反应，摇振反应中等，韧性低，干强度低。

压缩系数平均值a1-2=0.22MPa-1,为中等压缩性。

厚度:

1.10～3.60m,平均2.41m;层底标高:

36.10～38.25m,平均36.94m;层底埋深:

15.00～16.90m,平均16.05m。

6层粉质粘土[Q41（al+pl）]:

褐黄色，可塑--硬塑，局部坚硬，含姜石、氧化锰，稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等。

压缩系数平均值a1-2=0.19MPa-1,为中等压缩性。

厚度:

4.20～8.10m,平均5.94m;层底标高:

29.25～32.21m,平均31.00m;层底埋深:

20.70～23.80m,平均21.99m。

7层粉土[Q41（al+pl）]:

褐黄色，湿，密实，混砂颗粒，夹粉质粘土薄层,局部相变为粉质粘土,无光泽反应，摇振反应为中等-迅速，韧性低，干强度低。

压缩系数平均值a1-2=0.19MPa-1,为中等压缩性。

厚度:

4.70～10.30m,平均7.13m;层底标高:

21.34～24.91m,平均23.88m;层底埋深:

28.00～31.50m,平均29.11m。

8层粉质粘土[Q41（al+pl）]:

褐黄色，硬塑--坚硬，局部可塑,含姜石、氧化锰，混砂颗粒,稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等。

压缩系数平均值a1-2=0.18MPa-1,为中等压缩性。

厚度:

9.50～13.30m,平均11.64m;层底标高:

10.40～13.30m,平均11.99m;层底埋深:

40.00～42.50m,平均41.00m。

8-1层细砂[Q41（al+pl）]:

褐黄色，湿，中密,局部密实,分选性中等,矿物成分以石英、长石为主,局部呈半胶结状态。

该层呈透镜体状分布，揭露最大厚度为2.40m。

9层粉质粘土[Q41（al+pl）]:

褐黄色，硬塑--坚硬，局部可塑,含姜石、氧化锰，混砂颗粒,稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等。

压缩系数平均值a1-2=0.17MPa-1,为中等压缩性。

厚度:

7.20～11.70m,平均9.72m;层底标高:

1.00～4.00m,平均2.27m;层底埋深:

49.00～52.00m,平均50.72m。

10层粉质粘土[Q41（al+pl）]:

褐黄色-褐红色，坚硬，局部硬塑及可塑，含姜石,混砂颗粒,夹粉土和粘土薄层。

压缩系数平均值a1-2=0.17MPa-1,为中等压缩性。

稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等。

该层未穿透。

最大揭露厚度为14.80m。

3.2水文地质条件

勘察范围内，施工期间初见水位埋深为2.00—3.70m，标高为49.38—50.85m，稳定地下水水位埋深为1.20—2.00m，标高为51.00—52.05m，为上层滞水，主要含水层为第2层粉土，以大气降水补给为主，水位波动幅度不大，近期年最高水位可按1.0m考虑。

基础埋深为5.40m，地下水位埋深为1.20—2.00m，场地环境类型为II类,依据本场地内的3组水样水质分析资料结果，按照《岩土工程勘察规范》GB50021—2001第12.2节，受地层渗透性影响地下水对混凝土结构无腐蚀性；SO42-含量868.18—819.95mg/L，受环境类型影响地下水对混凝土结构腐蚀等级为弱；按干湿交替考虑，水中Cl-含量为417.60—433.18mg/L（其含量为水中Cl-+SO42-/4之和），地下水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀等级为弱。

3.3不良地质作用

3.3.1地裂缝

邯郸市的地裂缝：

邯郸市地裂缝有三条：

一条是电台～国棉一厂地裂带；一条是从台公园-贸易街小学地裂带；另一条是前郝村-市粮库地裂带。

其特点是：

一是延伸方向以南北-北东为主；二是地裂及房屋裂缝均显示张性，两侧伴随有垂直唯一，总趋势是东侧下降。

3.3.2邯郸市的地面沉降

邯郸市的地面沉降与地下水水位下降有关。

随着经济发展，各种用水逐年增加，致使地下水开采量大于补给量而形成降落漏斗，由于长期处于补偿状态，致使降落漏斗不断扩大，从而引起砂土层和粘土层的压缩致使地面产生相应沉降。

场地内没有不良地质现象。

3.4地震效应

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）,邯郸市抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,属第一组,该场地为建筑抗震不利地段，建筑物抗震设防类别为丙类。

通过1、6、20、28孔内剪切波测试，经解释所得剪切波资料，计算20.0深度范围内土层等效剪切波速Vse分别为192.3m/s、190.7m/s、188.8m/s、191.6m/s，场地覆盖层厚度超过50m，详见附图《波速试验综合成果图》。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011--2001），场地土的类型为中软场地土,建筑场地类别为Ⅲ类。

地面下20.0m范围内，存在第2层粉土和第5层粉土，初判均为可液化土层，采用标准贯入试验及粘粒含量进行判别，该场地液化等级为轻微，详见《砂（粉）土液化指数计算成果表》。

第4章地基土的物理力学性质

4.1地基土物理力学性质指标统计

按规范要求，在统计之前都要对指标进行舍弃。

据《数理统计与指标统计表准》，各土层物理力学指标统计如下：

4.1.1统计步骤

（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

（6）合理取值

4.1.2划分统计单元依据

处于同一构造部位，地貌单元或同一成因年代成因，结构