论文浑南新区d46地块岩土工程详细勘察以及对拟建建筑物进行适合的基础设计

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1、摘要本文是关于浑南新区D46地块岩土工程详细勘察以及对拟建建筑物进行适合的基础设计。本次勘察的具体要求为：查明场地内各岩土层的类型、深度、分布及工程特性，提供各岩土层的物理力学性质指标及承载力；评价建筑场地的稳定性、适宜性及地基均匀性；查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势及危害程度，并提出整治方案的建议；查明埋藏的河道、勾浜、防空洞等对工程不利的埋藏物；提供场地抗震设防参数，进行地震效应评价；查明场地地下水埋藏条件，提供地下水类型、水位以及水位变化幅度，判定地下水对建筑物的腐蚀性。为了能够提供可靠准确的资料，本次勘察采用了多种勘察方法和手段。包括取芯钻探、现场标准贯入试验、重型动力

2、触探试验等。根据本次勘察资料对拟建建筑物进行经济合理的基础设计，其中高层32层住宅为桩基础，24层社区用房为独立基础。关键词：岩土工程勘察；桩基础设计；独立基础设计；浑南新区D46地块AbstractThis article is a detailed investigation of the geotechnical engineering at the Hunnan New District D46 plots and design suitable foundations for proposed building.The specific requirements of this su

3、rvey are: to identify the type of venue of aquifers, depth, distribution and engineering properties. With the rock and soil mechanics are index and carrying capacity. Evaluation of construction site stability, suitability and the regularity of foundation;to identify the type ,distribution, trends an

4、d the degree of harm of adverse geological causes, and put forward the recommendations of the remediation program. Identify a treasure trove of buried river, hook Bang, air-raid shelter adverse to the project. Provide avenue seismic resistance parameters, the seismic effect evaluation. Identify the

5、site groundwater burial conditions, to provide types of groundwater, water level and water level changes in amplitude, to determine the groundwater corrosive to buildings. To be able to provide reliable and accurate information, this survey used a variety of survey methods and means. Including core

6、drilling, field standard penetration test, heavy dynamic penetration test.According to the investigation data on the proposed building economical foundation designed. 32 residential design pile foundation. The 24layer community house is designed for independent foundation.Key words: Investigation of

7、 geotechnical engineering; pile foundation; independent foundation design; Hunnan New District D46 plots目录1 绪论11.1 工程概况11.2 拟建建筑物概况11.3 本次勘察任务、要求和目的11.3.1 勘察任务、要求11.3.2 勘察目的22 勘察工作概况32.1 岩土工程勘察等级32.2 勘察方法和施工工艺52.3 工作量及工作时间52.4 勘察工作依据63 工程勘察与评价73.1 场区的自然概况73.1.1 勘察场地位置、地形地貌及区域地质构造73.1.2 场地气象要素73.2 场地

8、地基土构成及性质73.3 水文地质条件83.4 地下水的侵蚀性分析84 抗震分析评价94.1 地震作用与卓越周期94.2 液化概念94.3 液化土的判别95 地基承载力计算125.1 影响地基承载力大小的因素125.2 地基承载力特征值的确定方法125.3 地基承载力特征值的确定135.4 修正后的地基承载力特征值的确定165.5 各地基土的承载力特征值176 地基基础设计176.1 基础设计原则176.2 持力层选择及基础埋深196.2.1 基础持力层的选择原则196.2.2 地基土评价196.2.3 持力层选择196.2.4 基础埋深确定216.3 基础类型的选择216.3.1 深基础21

9、6.3.2 浅基础226.3.3 基础类型确定237 基础尺寸设计及其验算247.1 深基础的尺寸设计247.1.1 确定单桩竖向极限承载力标准值247.1.2 确定桩数及桩布置277.1.3 承台计算287.2 桩基础变形及稳定性分析评297.2.1 群桩效应297.2.2 桩基的单桩承载力验算：347.2.3 承台的抗冲切验算357.2.4 桩基沉降计算407.3 浅基础的尺设计寸及其稳定性验算477.3.1 独立基础长宽的确定477.3.2 基础材料设计487.3.3 刚性角验算487.3.4 浅基础沉降计算508 结论与建议54致谢55参考文献561 绪论1.1 工程概况岩土工程勘察是

10、建筑基础设计的的先期工作，是指通过钻探等工程勘察手段获取建筑场地的工程地质资料，并利用野外和室内试验，来分析出岩土的参数以及承载力，得到关于有关工程性质的土以及地下水的资料。本次工程是对拟建的浑南新区D46地块建筑场地进行岩土工程详细勘察工作，并根据勘察资料对拟建建筑物进行合理的基础设计。1.2 拟建建筑物概况拟建建（构）筑物为住宅，具体说明如下表1-1。表1-1 拟建建筑物详情Tab.1-1 Table of the Proposed Building details建（构）筑物名称层数结构类型地下室情况住宅（1#、2#）物业社区用房（3#）幼儿园（4#）地下车库32241剪力墙结构框架结构

11、框架结构框架结构地下一层地下一层地下一层地下一层1.3 本次勘察任务、要求和目的1.3.1 勘察任务、要求1）查明场地内各岩土层的类型、深度、分布及工程特性，提供各岩土层的物理力学性质指标及承载力。2）评价建筑场地的稳定性、适宜性及地基均匀性。3）查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势及危害程度，并提出整治方案的建议。4）查明埋藏的河道、勾浜、防空洞等对工程不利的埋藏物。5）提供场地抗震设防参数，进行地震效应评价。6）查明场地地下水埋藏条件，提供地下水类型、水位以及水位变化幅度，判定地下水对建筑物的腐蚀性。1.3.2 勘察目的通过场地详勘阶段的岩土工程勘察，进行场地地基工程地质条件及

12、水文地质条件评价，为施工图设计提供设计参数。经地基基础方案分析，提出经济合理的地基基础方案。2 勘察工作概况2.1 岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级，应根据工程安全等级、场地等级和地基等级，综合分析确定1。1）工程安全等级，应根据工程破坏后果的严重性，按表2-1划分。本工程安全等级可判定为一级。表2-1 工程安全等级Tab.2-1 Table of the Engineering Safety Grade安全等级破坏后果工程类型一级二级三级很严重严 重不严重重要工程一般工程次要工程2）场地等级应根据场地的复杂程度分为三级，并应符合下列规定： 符合下列条件之一者为一级场地：a 对建筑抗震危险的地

13、段；b 不良地质现象强烈发育；c 地质环境已经或可能受到强烈破坏；d 地形地貌复杂。 符合下列条件之一者为二级场地：a 对建筑抗震不利的地段；b 不良地质现象一般发育；c 地质环境已经或可能受到一般破坏；d 地形地貌较复杂。 符合下列条件者为三级场地：a 地震设防烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利的地段；b 不良地质现象不发育；c 地质环境基本未受破坏；d 地形地貌简单。根据以上规定可判断本工程场地等级为二级。3）地基等级（对开挖工程为岩土介质）应根据地基的复杂程度分为三级，并应符合下列规定： 符合下列条件之一者为一级地基：a 岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大，且需特殊处理；b 多

14、年冻土、湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。 符合下列条件之一者为二级地基：a 岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响；b 除本条第一款规定以外的特殊性岩土。 符合下列条件者为三级地基：a 岩土种类单一，性质变化不大，地下水对工程无影响；b 无特殊性岩土。根据以上规定可判断工程地基等级为二级。4）岩土工程勘察等级可按表2-2划分。表2-2 岩土工程勘察等级划分Tab.2-2 Table of the Investigation of Geotechnical Engineering classification勘察等级确定勘察等级的条件工程

15、安全等级场地等级地基等级甲级一级任意任意二级一级任意任意一级乙级二级二级二级或三级三级二级三级一级任意任意一级二级二级续表 2-2勘察等级确定勘察等级的条件工程安全等级场地等级地基等级丙级二级三级三级三级二级三级三级二级或三级根据上表可判定，本工程岩土勘察等级为甲级。5）综上所述，本工程工程重要性等级为一级，场地等级为二级，地基等级为二级，工程勘察等级为甲级，地基基础设计等级为甲级。2.2 勘察方法和施工工艺为查明场地地基土类型、结构特征及各层土岩土物理力学性质指标，本次勘察工作采用钻探取样、标准贯入试验与重型动探试验相结合的综合勘察方法。通过钻探取芯查明地层结构与空间分布，以标准贯入试验、重

16、型动力触探试验及室内土工试验方法提供各层土的物理力学性质指标。钻探工作严格按照岩土工程勘察规范建筑工程地质钻探技术标准原状土取样技术标准进行，采用回转钻进工艺，薄壁取土器压入法取土样，保证土样质量达I级。钻探口径与钻具规格应符合现行国家标准规定。标准贯入试验采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，保证探钎等装置的垂直度，预打15cm后，记录累计打入30cm的锤击数，若土层坚硬（密实），锤击数50击，可根据打入的深度与相应的锤击数计算打入30cm的锤击数。重型动探试验记录累计打入10cm的锤击数。2.3 工作量及工作时间1）钻探钻孔：22个钻探总进尺：501米动力触探试验：米；标贯试验：24次取土试样

17、：扰动土样50件；原状土样32件2）工程测量勘探点测量：22个本次勘察钻孔高程属市政高程，BM点引自场区北侧银卡路一号高程点上，其市政高程为米，详见附图1：平面勘探点布置图。3）室内土工试验：详见附表1：土分析结果报表。2.4 勘察工作依据1） 建筑地基基础设计规范 （GB500072002）2） 建筑抗震设计规范 （GB500112001）3） 岩土工程勘察规范 （GB500212001）4） 岩土工程勘察报告编制标准 （DB21/T12142005）5） 建筑地基基础技术规范 （DB21/9072005）6） 建筑基坑支护技术规程 （JGJ12099）7） 高层建筑岩土工程勘察规程 （JG

18、J722004）8） 建筑桩基技术规范 （JGJ942008）9） 勘察纲要10）勘察任务书11）拟建建筑物平面图3 工程勘察与评价3.1 场区的自然概况3.1.1 勘察场地位置、地形地貌及区域地质构造勘察场地位于沈阳市浑南新区，亿丰时代广场南侧。场地地形平坦，原地貌为浑河冲积平原，由第四纪冲洪积形成。3.1.2 场地气象要素沈阳市属温带半湿润季风气候，由于受大陆性和海洋性气团控制，其特征是冬季漫长寒冷，春季多风干燥，夏季炎热多雨，秋季湿润凉爽。据沈阳市中心气象台多年资料统计：气温多年平均为，最高为，最低为。降水量多年平均为675mm，集中在69月份。风向，冬季多西北风，夏季多西南风，春秋两季

19、风大，风向不定，最大风速1215m/s。常年主导风向WN。基本风压，基本雪压。3.2 场地地基土构成及性质场地地基土在钻探深度内自上而下依次叙述如下：杂填土：杂色，以碎砖块、碎石、炉渣为主，含粘性土，结构松散，稍湿。层厚m。粉质粘土：黄褐色，饱和，软塑可塑，含有红褐色氧化铁斑及黑色铁锰质结核，略有光泽，韧性中等，干强度中等，无摇振反应，分布连续。局部呈粘土状。层厚m。粉质粘土：灰褐色灰色，饱和，软塑，含有红褐色氧化铁，略有光泽，韧性中等，干强度中等，无摇振反应，此层场区局部分布。层厚m。中砂：黄褐色，以长石、石英为主，粒径均匀，很密，稍湿，局部地段呈细砂、粗砂、砾砂状，层厚m。砾砂：黄褐色，以

20、长石、石英为主，混粒结构，中密，稍湿饱和，局部呈圆砾夹层分布，此层埋藏较深，整个场区普遍分布，本次勘察未钻穿此层，最大揭露厚度为m。1粉质粘土：黄褐色，饱和，可塑，含有红褐色氧化铁斑及黑色铁锰质结核，略有光泽，韧性中等，干强度中等，无摇振反应。此层分布不连续，在砾砂层中以夹层形式存在，层厚m。2中砂：黄褐色，以长石、石英为主，粒径均匀，密实，饱和。此层分布不连续，在砾砂层中以夹层形式存在，层厚m。各土层的分布规律、产状详见附图26。3.3 水文地质条件本次勘察在钻探深度内见有地下水，场区地下水类型为潜水，受大气降水及区域水文地质的补给。勘察期间稳定水位在地面下m左右，相当于市政高程的m。根据附

21、近地区以往勘察资料，沈阳地区地铁施工前该地段场区地下稳定水位在m左右，相当于市政高程的m左右。水位随季节变化明显，变化幅度为12m。建议抗浮设计水位按上浮2m考虑，相当于市政高程的m。由于受邻近建筑施工及地铁施工降水的影响，勘察期间稳定水位在地面下15.718.2米，由于拟建建筑设有一层地下室，因此若在此期间及时施工，可不考虑地下水对基础施工的影响。如果放置时间太长，邻近建筑及地铁施工降水停止，地下水位回升到原来状态，设计施工时应考虑地下水的影响。3.4 地下水的侵蚀性分析根据本次勘察8号钻孔水样的水质分析结果判断，地下水对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，对钢结构有微腐蚀

22、性，按（GB500212001）2009版判别。详见附表4：地下水分析结果报表。4 抗震分析评价4.1 地震作用与卓越周期地震作用指由地运动引起的结构动态作用，分水平地震作用和竖向地震作用。卓越周期指地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大的整个过程2。卓越周期按地震记录统计得到，地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级：一级为稳定基岩，卓越周期是0.2s，平均为。二级为一般土层，卓越周期为，平均为。三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。

23、四级为异常松软的土层，卓越周期为，平均为。 液化概念在地下水位的饱和的松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间有变密的趋势，但因孔隙水来不及排出，是土颗粒处于悬浮状态，形成如液体一样，这种现象就称为土的液化。 液化土的判别1）初步判别法：饱和砂土或粉土，当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响。 地质年代为第四纪晚更新世及其以前时，设防烈度7、8度时可判别为不液化。 粉土的粘粒（粒径小于的颗粒）含量百分率，设防烈度7度、8度和9度分别不小于10%、13%和16%时，可判别为不液化土。 天然地基上的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时，不考率液化影响： （） （

24、） （）式中 地下水位深度（m），宜按建筑使用期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用； 上覆非液化土层厚度（m），计算宜将淤泥和淤泥质土层扣除； 基础埋置深度（m），不超过2m时应采用2m； 液化土特征深度（m），按下表4-1采用。表4-1 液化土特征深度（/m）Tab.4-1 Table of the liquefied soil depth (/m)饱和土类别设防烈度789粉土678砂土7892）标准贯入试验判别法：一般情况下，当地面下15m深度范围内的锤击数（未经杆长修正）小于下式确定的临界值时，应判为液化土，否则为非液化土。 砂土 （）或 （） 粉土 （4.6）式中 液化判

25、别标准贯入锤击数临界值； 液化判别标准贯入锤击数基准值； 饱和土标准贯入点深度（m）； 室外地面到地下水位距离（m）；粘粒含量百分率，当3%时，取等于3%。当采用桩基或埋深大于5m深基础时，尚应判别1520m范围内土的液化，此时公式为： 砂土 （） 粉土 （）场区地基土液化判别应根据建筑抗震设计规范（GB500112001）规范有关规定，采用标准贯入试验判别法对场地的中砂、砾砂层进行判别，判别结果场地地基土无液化现象。表4-2 场地地基土砂土液化判别表2 Table of the Venues foundation sandy soil liquefaction土层名称钻孔编号试验深度地下水位

26、粘粒含量临界值实测值液化判定（击）(击)中砂53不液化中砂53不液化砾砂53不液化砾砂143不液化注：地下水位按上升米考虑5 地基承载力计算5.1 影响地基承载力大小的因素1）土的物理力学性质。地基土的物理力学性质指标直接影响承载力的高低。2）地基土的堆积年代及其成因类型、地基土的均匀性、应力史等。堆积年代愈久，一般承载力也愈高，冲洪积成因土的承载力一般比坡积土要大。3）地下水对承载力的影响。地下水上升时，土的天然重度变为有效重度，承载力也应减少。地下水大幅度升降会影响地基变形、湿陷性黄土遇水湿陷、膨胀土遇水膨胀、失水收缩，这些对承载力都有影响。4）建筑物性质。建筑物的结构型式、体型、整体刚度

27、、荷载分布特征、重要性以及使用要求不同，对容许沉降的要求也不同，因而对承载力的选取也应有所不同。5）建筑物基础。基础尺寸及埋深对承载力也有影响。5.2 地基承载力特征值的确定方法在设计地基基础时，需要知道地基承载力特征值。地基承载力特征值是指，由荷载试验测定的地基土压力变形曲线（即p-S曲线）线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规定，地基承载力特征值可由荷载试验或其他原位测试、公式计算，结合工程实践经验等方法综合确定。1）荷载试验p-S曲线确定： 当荷载试验p-S曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值。 当极限荷载

28、小于对应比例界限的荷载值2倍时，取极限荷载值一半。 当不能按上述要求确定时，当压板面积为mm2，可取所对应的荷载，但其值不应大于最大加载值的一半。 同一层土参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力的特征值。2）按理论公式确定：当偏心距e小于或等于倍基础底面宽度时，通过试验和统计得到土的抗剪强度指标标准值后，可按公式计算地基土承载力设计值。 （）式中 由土的抗剪强度指标标准值确定的地基承载力特征值； 基础底面以下的土的重度（）,地下水位以下取有效重度； 基础底面以上的土的加权平均重度（）,地下水位以下取有效重度；承载力系数；基底宽

29、度，基底宽度大于6按6考虑，对于砂土小于3时按3考虑； 基底下一倍基础底面短边深度内土的粘聚力标准值。3）按原位试验确定。4）按建筑与场地经验确定。5.3 地基承载力特征值的确定1）根据标准贯入试验锤击数确定：确定现场试验锤击数的平均值和标准差，再根据公式计算，查表5-1、5-2得出结果。根据附表3确定、值。 （）表5-1 砂土承载力特征值（/）Tab.5-1 Table of the sandy soil bearing capacity characteristic value（/）土类10153050中、粗砂180250340500粉、细砂140180250340表5-2 粘性土承载力特

30、征值（/）Tab.5-2 Table of the cohesive soil bearing capacity characteristic value（/）N357911131517192123105145190235280325370430515600680根据上述方法各土层承载力特征值如下：粉质粘土：粉质粘土：中砂：1粉质粘土：2）根据国内值与的经验关系公式计算。表5-3 国内值与（）的经验关系Tab.5-3 Table of the Domestic value and （）the empirical relationship经验关系式适用土类备注粉土粉细砂中粗砂粉土细、中砂红土老黏

31、土根据上述方法各土层承载力标准值如下：粉质粘土：粉质粘土：中砂：砾砂：1粉质粘土：3）按锤击数确定地基承载力表5-4 重型圆锥动力触探确定砂土、碎石土承载力Tab.5-4 Table of the heavy dynamic penetration to determine sand, gravel soil bearing capacity土的种类中砂和碎石类土动力触探类型重型锤击次数358121618222630基本承载力/140200320480630700800900950备注此型所用锤击数为每层次的平均数其中，确定值根据附表4。根据上述方法各土层承载力特征值如下：砾砂：2中砂：4）综

32、上三种方法，各土层承载力特征值如下：粉质粘土：粉质粘土：中砂：砾砂：1粉质粘土：2中砂：5.4 修正后的地基承载力特征值的确定由式计算得到的承载力特征值是依据基础宽度小于3mm的条件得到的。如超出范围（即基础宽度大于3m或埋置深度大于）时，出岩石地基外，需要对作宽度与埋深的修正，修正后承载力称为地基承载力设计值按下式计算3。 （5.3）式中 修正后地基承载力特征值；地基承载力特征值； 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按表5-5确定； 基底以下土的天然重度，地下水位以下用浮容重； 基底以下土的加权平均重力密度（容重），地下水位以下取容重； 基础底面宽度（），当基底小于3按3考虑，大于6按6考

33、虑；基础埋置深度（），一般自室内外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；在其他情况下，应从室内地面标高算起。表5-5 承载力修正系数Tab.5-5 Table of the capacity correct coefficient土的类别淤泥和淤泥质土00人工填土或或的粉土0续表5-5土的类别红粘土含水比0含水比或或的粉土粉土、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态）中砂、粗砂、砾砂和碎石土5.5 各地基土的承载力特征值5-6 各地基土的承载力特征值Tab.5-6

34、Table of the all of the foundation soil bearing capacity characteristic value地层编号及名称承载力特征值/综合承载力特征值/修正后的地基承载力特征值/标准贯入试验法重型触探法经验公式法粉质粘土125144164粉质粘土125116中砂461砾砂5338011粉质粘土1901772中砂3843846 地基基础设计6.1 基础设计原则根据地基基础设计规范(GB 50007-2002)第条规定：根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个设计等级，设计时

35、应根据具体情况，按表6-1选用。表6-1 地基基础设计等级Tab.6-1 Table of the Foundation Design Hierarchy设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑30层以上的高层建筑体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下

36、民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物根据表可知，本工程地基基础设计等级为甲级。地基与基础设计是建筑物设计的一个重要组成部分。进行设计时要考虑建筑场地的工程地质、水文地质及环境条件，并充分研究建筑物的使用要求、上部结构特点施工条件等各种因素，因地制宜选择地基及基础方案。为了保证建筑物的安全与正常使用，同时充分发挥地基的承载力，在地基基础设计中必须满足两个基本要求：1）建筑物轴心荷载作用下，基础底面平均压力不超过地基持力土层的承载能力，地基不产生失稳破坏。2）在建筑物长期荷载作用下，地基变形不应超过变形允许值4。 持力层选择及基础埋深.1 基础持力层的选择原则1）持力层宜选择层位稳定的压缩性

37、较低的可塑到坚硬状的粘性土，中密以上的粉土、砂土、碎石土、残积土及不同风化程度的基岩；2）桩基持力层厚度宜超过610倍的桩径，扩底桩的持力层厚度宜超过3倍扩底直径，且均不宜小于5m；3）持力层不宜选择在可液化土层中或软土层中；4）对于打（压）入桩，应考虑沉桩的可能性。.2 地基土评价杂填土：为新近堆积，性质较差，承载力较低，不宜作基础持力层使用。粉质粘土：在场区普遍分布，土质较均匀，承载力较低，不宜作基础持力层使用。粉质粘土：在场区内局部分布，承载力较低，性质较差，不宜作为基础持力层使用，作为基础下卧层时，应对其进行强度和变形验算。中砂：在场区普遍分布，土质较均匀，承载力较高，性质较好。是较好

38、的基础持力层及桩端持力层。砾砂：承载力较高，性质较好，是较好的基础持力层、下卧层及桩端持力层。1粉质粘土：在场区内局部分布，承载力较低，性质较差，不宜作为基础持力层使用，作为基础下卧层时，应对其进行强度和变形验算。2中砂：承载力较高，性质较好，是较好的基础下卧层。.3 持力层选择建筑物轴心荷载作用下，基础底面平均压力不超过地基持力土层的承载能力，地基不产生失稳破坏。在中心荷载作用下： （6.1）式中 基础底面的平均压力值()； 地基承载力设计值()。在偏心荷载作用下，除应满足式上式外，还应满足下式要求： （6.2）式中 基础底面边缘的最大压力()。轴心荷载作用时： （6.3）式中 上部结构传至

39、基础顶面的竖向力值（）；基础自重和基础上的土重，（），可近似取平均重度20；基础底面积（）。本次工程为轴心荷载：1#楼：2#楼：砾砂层修正：3#楼，餐饮、社区用房2层：4#楼，幼儿园4层：粉质粘土层修正：综上所述，高层建筑选择砾砂为桩端持力层，地层浅基础选择粉质粘土作为基础持力层。.4 基础埋深确定基础埋深的大小对建筑物的安全使用、稳定性、工期及造价影响很大，因此，合理选择和确定埋深十分重要。基础埋深按下列条件确定：1）建筑物功能2）作用在基础底面的荷载大小和性质3）工程地质条件4）水文地质条件5）相邻建筑物基础埋深6）地基土冻胀和融陷的影响考虑上述因素，本工程的基础埋深确定如下：1）1#32

40、层高层建筑，地下1层，地下室高度m。m。 2#32层高层建筑，地下1层，采用桩基础。建筑长59m，宽17m，每层高度2.8m，地下室高度m。基础埋深4.5m。2）3#餐饮社区用房，地面上2层，地下1层建筑，采用独立柱基础。m，宽12m，每层高。基础埋深4m。 4#幼儿园，地面上4层，地下1层建筑，采用独立柱基础。建筑长43m，宽17m，每层高2.8m。基础埋深4m。 基础类型的选择6.3.1 深基础基桩可按下列规定分类：1） 按承载性状分类： 摩擦型桩：a 摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计；b 端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由

41、桩侧阻力承受。 端承型桩：a 端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计；b 摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。2）按成桩方法分类： 非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩； 部分挤土桩：长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H 型钢桩； 挤土桩：沉管灌注桩、沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。3）按桩径（设计直径d）大小分类： 小直径桩

42、：d250mm； 中等直径桩： 250mmd800mm； 大直径桩： d800mm。6.3.2 浅基础浅基础类型：1）独立基础：通常框架结构柱基、高炉、烟囱、水塔均为独立基础。一般分为柱下独立基础和墙下独立基础。2）条形基础：当基础长度大于等于10倍基础宽度时，称为条形基础。条形基础设计时，可取长度方向1米按平面问题进行计算。一般分为柱下条形基础和墙下条形基础。3）十字交叉基础：遇上部荷载较大，采用条形基础不能满足承载力要求时，可采用十字交叉基础（即双向条形基础）。4）筏板基础：若上部荷载大，地基软弱或地下防渗需要时可采用筏板基础，俗称满堂红。这种基础用钢筋混凝土材料做成连整片基础，亦称为片筏

43、整片基础，亦称为片筏基础。5）箱形基础：高层建筑荷载大，高度大，按照地基稳定性要求，基础埋深大，采用箱形基础。这种基础由现浇的钢筋混凝土底板、顶板、纵横外墙与内隔墙组成箱形基础5。6.3.3 基础类型确定本次工程设计基础选择为：1）1#、2#32层高层建筑，地下1层，采用桩基础端承摩擦桩，预钻孔打入式混凝土预制桩。2）3#餐饮社区用房、4#幼儿园，地下1层建筑，采用独立柱基础。7 基础尺寸设计及其验算7.1 深基础的尺寸设计7.1.1 确定单桩竖向极限承载力标准值6。 （7.1）式中 单桩极限摩阻力标准值（）；单桩极限端阻力标准值（）；桩的横断面周长（）；桩的横断面底面积（）；桩周各层土的厚度

44、（）；桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（），查表7-1；桩底土的单位极限端阻力标准值（）查表7-3。表7-1 桩的极限侧阻力标准值(/）Tab.7-1 Table of the piles adjacent to the limits of the standard resistance value(/)土的名称土的状态混凝土预制桩填土2028淤泥1117淤泥质土2028粘性土121360.7513650续表7-1土的名称土的状态混凝土预制桩粘性土0.5050660.25668208291091101红粘土0.710.513323274粉土0.75224442646485粉细砂稍密中密密实2

45、24442636485中砂中密密实54747495粗砂中密密实749595116砾砂中密、密实116138注：对于尚未完成完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计其侧阻力；为含水率，；对于预制桩，根据土层的埋深h，将乘以表7-2修正系数。表7-2 修正系数Tab.7-2 Table of the correction coefficient土层埋深h/m5102030修正系数表7-3 桩的极限端阻力标准值(/) Tab.7-3 Table of the pile resistance standards limit value (/)土名称土的状态预制桩入土深度/mh99h1616h3

46、0h30粘性土121084063013001100170013001900840170015002100190025002300320015002300230030002700360036004400025003800380051005100590059006800粉土840170013002100190027002500340015002300210030002700360036004400粉砂稍密8001600150021001900250021003000中密、密实14002200210030003000380038004600细砂中密、密实25003800360048004400570

47、053006500中砂36005100510063006300720070008000粗砂570074007400840084009500950010300砾砂中密、密实630010500根据上表7-1、7-3得：1#楼、2#楼：7.1.2 确定桩数及桩布置确定单桩竖向极限承载力设计值,并确定桩数N及其布置。假设先不考虑群桩效应,估算单桩竖向承载力设计值为： （7.2）式中 单桩竖向极限承载力设计值（）；桩侧阻力分项抗力系数，查表7-4；桩端阻力分项抗力系数，查表7-4。表7-4 桩基竖向承载力抗分项系数Tab.7-4 Table of the resistance itemized coef

48、ficient of the supporting of the pile桩型与工艺静载荷实验法经验参数法预制桩、钢管桩大直径灌注桩（清底干净）泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩干作业钻孔灌注桩沉管灌注柱查表7-4得：按轴力P和R估算桩数为：1#楼：为桩布置排列均匀，承台设计合理，将桩数定为192根，采用行列式，248布桩。2#楼：为桩布置排列均匀，承台设计合理，将桩数定为240根，采用行列式，308布桩。7.1.3 承台计算桩承台的设计：1）桩承台的作用包括下列三项： 把多根桩联结成整体，共同承受上部荷载； 把上部结构荷载，通过桩承台传递到各根桩的顶部； 桩承台为现 浇钢筋混凝土结构，相当于一个浅基础

49、。因此，桩承台本身具有类似于浅基础的承载能力，即桩承台效应。2）桩承台的种类： 高桩承台：当桩顶位于地面以上相当高度的承台称为高桩承台。 低桩承台：凡桩顶位于地面以下的桩承台称低桩承台，通常建筑物基础承重的桩承台都属于这一类。低桩承台与浅基础一样，要求承台底面埋置于当地冻结深度以下。3）桩承台的材料与施工：桩承台应采用钢筋混凝土材料，采用现场浇筑施工。因各桩施工时桩顶的高度与间距不可能非常规则，要将各桩紧密联结称为整体，故桩承台无法预制。承台的混凝土强度等级不低于C15。承台配筋按计算确定。承台的配筋对于矩形承台其钢筋应按双向均匀通长布置，钢筋直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm。承台

50、梁的主筋除满足计算要求外尚应符合现行混凝土结构设计规范（GB50010）关于最小配筋率的规定，主筋直径不宜小于12mm，架立筋不宜小于10mm，箍筋直径不宜小于6mm7。本工程矩形承台采用20200，并应双向均匀配置受力钢筋。钢筋保护层厚度不宜小于50mm。4）桩承台的尺寸： 桩承台的平面尺寸：桩承台的平面尺寸，依据桩的平面布置，承台每边由桩外围外伸不小于d/2，承台的宽度不宜小于500mm。 桩承台的厚度：桩承台的厚度要保证桩顶嵌入承台，并防止桩的集中荷载造成承台的冲切破坏。承台的最小厚度不宜小于300mm。5）本次工程设计一个承台联结16根桩。1#楼：依据上述设计承台的基本要求，根据桩间距

51、为，桩径600(混凝土强度等级C70)，设计承台尺寸为长m，宽m，承台厚为m，桩顶嵌入承台，埋深m。共12个承台。2#楼：依据上述设计承台的基本要求，根据桩间距为2.342.01m，桩径600(混凝土强度等级C70)，设计承台尺寸为长8.3m，宽m，承台厚为。共15个承台。7.2 桩基础变形及稳定性分析评7.2.1 群桩效应由于均大于3，应考虑群桩效应和承台的效应确定。1#楼：4m，则承台底面尺寸为8.36.8m，求单桩竖向承载力设计值R： （7.3）其中： （7.4） （7.5） （7.6）式中 侧阻群桩效应系数；端阻群桩效应系数；承台土阻力阻群桩效应系数；承台内区土阻力群桩效应系数；承台外

52、区土阻力群桩效应系数；承台土阻力分项抗力系数；桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值（）；承台底承台宽度的深度范围内（），地基土极限抗力标准值，可按地基规范中相应的地基土承载力标准值乘以2取值，（）；承台底地基土净面积（）；承台内区的净面积（）；承台外区的净面积（）；承载力特征值（）。表7-5 桩侧阻、端阻、综合群桩效应系数Tab.7-5 Table of the pile side resistance, tip resistance, the comprehensive effect coefficient of pile group群桩效应系数土的名称粘性土粉土、砂土34563

53、456桩侧限桩端阻综合注： 分别为承台宽度和桩的入土长度，为桩中心距，当不规则布桩时按下式确定：圆形桩，方形柱，为桩基承台总面积，为方形桩截面边长。当时，取；两向桩距不等时，取均值。当桩侧为成层土时，可按主要土层或分别按各土层类别取值。对于孔隙比的非饱和粘性土和松散粉土、砂类土中的挤土群桩，表列系数可提高5%；对于密实粉土、砂类土中的群桩，表列系数宜降低5%。表7-6 承台内、外区土阻力群桩效应系数Tab.7-6 Table of the pile caps is inside and outside area soil resistance pile group effect coefficient34563456注：当承台下存在高压缩性软弱土层时，均按取值。查表7-4、7-5、7-6得： 根据公式计算得：下面验算取n=192是否合适承台重：故取192根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图7-1。图7-1 1#桩的布置及承台尺寸Fig.7-1 1# arrangement of piles and pile cap sizes2#楼：桩的布置按矩形排列，桩心距为2.344m，则承台底面尺寸为8.3m。查表7-4、7-5、7-6得： 根据公式计算得：下面验算取n=240是否