岩土工程施工技术课程设计

升龙大厦桩基工程和基坑支护工程课程设计1一、编制依据1.1.现行国家或地方规范、标准、图集《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《建筑桩基技术规程》（JGJ94-2008）《钢结构设计规范》（GB50007-2003）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）《福州市深基坑与建筑边坡工程管理暂行规定》《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；《建筑地基基础设计规范》（DBJ13-07-2006）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《岩土工程勘察规范》（DBJ13-84-2006）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《建筑地基基础技术规范》（DBJ13-07-2006）1.2.福建岩土工程勘察研究院提供的《福州升龙中心岩土工程详细勘察报告》二、工程概况2.1工程概况拟建福州升龙中心由福建升龙房地产开发有限公司投资，位于福州市台江区鳌峰路南侧，东南妇幼医院对面，交通便利。场地南侧距闽江河道、江滨中大道约350米，西侧距福州东南区水厂约50米，北侧为市政主干道，其余三侧均为规划道路，目前为空地，但红线外不得占用。经拆迁整平，较为空旷，地表多为建筑垃圾，高差约0.50-1.00m。本工程规划用地面积19125.1平方米，总建筑面积156027.67平方米，其中地下建筑面积28673.2平方米，拟建物由一幢46层的办公主楼，一幢2层附属楼（商业）组成，设二层大底盘式地下室（地下车库）。支护结构采用φ850水泥土搅拌桩排桩加H型钢。拟建物的工程特征见表1：拟建物工程特征一览表表1建筑物名称建筑层数(层)地坪标高(m)最大建筑高度(m)结构类型最大单柱荷重(KN)地基变形允许值地下室层数(层)基础砌置深度（m）沉降差倾斜办公主楼46F7.5205.00框筒60000≤200mm①0.0022F10.50附属楼（商业）2F7.512.00框架80000.003L0.0032F10.50纯地下室-2F7.45—框架0.003L0.0042F10.50升龙大厦桩基工程和基坑支护工程课程设计2各拟建物拟采用桩基础；主楼对差异沉降为敏感，其他各拟建物对差异沉降为较敏感；二层地下室底板标高约-2.0米，以现有场地标高算开挖深度约为10.50米(含承台及设备部分)，基坑安全等级为一级。注：“L”为相邻柱基的中心距离（mm）；“①”为平均沉降量，倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。本工程重要性等级为一级，场地复杂等级为二级，地基复杂等级为二级，岩土工程勘察等级为甲级。2.2工程特点难点分析及对策本工程设有三层地下室，基坑支护设计等级为一级，基坑开挖面积为98*65，其面积较大，深度较深，场地周围建筑物及地下管线较多，应尽量避开。土方量过大，土方只能晚上10点至凌晨5点外运，允许24小时施工。其位置处于市中心，须控制噪音，对周围居民产生较小影响。其旋喷转和灌注桩较多，施工时要充分考虑其施工工艺过程。2.3工程地质资料①水文地质条件：拟建场地覆盖层厚度大于50米,层次较多,层位相对稳定,主要表现为淤泥(淤泥质土)与砂（砾卵石）层交替出现,相间成层,具较典型的福州平原海陆相沉积多层结构地貌单元特征,发育有多层地下水含水层。①杂填土、③中砂为场区第一含水层；⑤中砂、⑥卵石及⑦、⑧、⑨强～中风化花岗岩为场区第二含水层。地下水类型主要为：1.上部①杂填土层中的上层滞水（潜水），透水性较好，但水量较小。③中砂层为场区第一主要含水层，透水性好，富含孔隙性潜水，与①杂填土层直接接受大气降水、生活用水渗入及地下水、内河水（闽江水）的侧向补给，含水性受季节性变化影响明显。通过观测其稳定水位标高为罗零高程3.67-3.85米,初见水位标高为罗零高程3.57-3.75米。2.②淤泥、⑤-1淤泥夹砂多呈透镜体或不连续分布，透水性差，为弱透水层；④淤泥夹砂透水性差，为相对隔水层。3.⑤中砂、⑥卵石层富含孔隙承压水，为场区第二主要含水层，补给来源为地下水的侧向补给。通过观测其稳定水位标高为罗零高程-8.20～-9.80米,初见水位标高为罗零高程-8.30～-17.00米。4.下部为基底风化岩层，含基岩裂隙水，含水性受构造、裂隙、风化程度及古地貌等控制，其富水性总体较为贫乏，但不排除局部含水集中，水量较大具弱承压性的可能，该层地下水主要接受地下含水层的侧向补给，与地表水力联系较弱。根据调查,场地地下水稳定水位变化幅度1-2米，勘察期间最高水位约在标高4.0米,近3-5年地下水最高水位约在标高6.00米，历史最高水位约在罗零标高7.00米。地下水位受闽江水位影响明显，场区第一含水层主要受闽江地表水补给，基坑开挖应避开闽江洪水期。本工程设有二层地下室，基坑开挖深度约10.50米，底板底标高约-2.00米，设备及基础承台开挖底标高约-4.00米。基坑开挖基底将进入③中砂层约7-8米，③中砂层为近地表潜水层，含水层的埋藏条件及其水力性质将直接影响基坑开挖升龙大厦桩基工程和基坑支护工程课程设计3设计及施工方案实施的可行性，为查明含水层的埋藏特性、渗透性能、富水性及有关的水文地质参数，为基坑开挖及降水设计计算提供可靠的参数及降水方案，本次勘察进行了2孔抽水试验。本次试验采用单孔稳定流非完整井的试验方法。因上部杂填土中蕴藏有水量不等的上层滞水，为避免两含水层水量相互影响，本次试验中采用双层套管对上层滞水进行隔离处理，即通过外层套管干打入填土层中对上层滞水进行隔离。抽水花管采用Ф127mm滤管，外包40目尼龙网2层，底端用尼龙网封好，下到孔底，孔深约14米，套管与钻孔周边孔隙用小砾石填至填土层中。成孔后用活塞洗孔，并进行试抽至滤网孔隙畅通，水清，然后静置至水位稳定。再开始进行正式抽水试验，水泵放置孔深约13米处。抽水试验要求按《工程地质手册》及《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）中有关规定进行。②土层概况拟建场地上覆第四系堆积、淤积、冲洪积地层，下伏燕山晚期花岗岩。在钻孔深度范围内岩土层可分为9主层（层中夹有若干透镜体），按地层新老关系，自上而下分述如下：①杂填土(Q4ml）：灰黄、灰褐、杂色，稍湿～饱和，松散状态。主要由石英砂、粘性土、砖瓦砾、砼块、碎块石等建筑垃圾组成，硬杂质含量约为35～60%，最大块径可达20cm以上，局部石英砂为主，均匀性较差，含少量生活垃圾等，为人工堆填而成，堆填时间约1年。本层场地内均有分布，厚度1.40～3.50米。②淤泥(Q4m）：深灰色，饱和，流塑。主要由粘、粉粒组成，含有机质(约5%左右)，混夹极薄层状粉细砂，具腥臭味，污手，干强度、韧性中等，稍有光泽，无摇震反应，局部相变为淤泥质土。本层局部缺失，分布不均，厚度0.50～4.80米。③中砂(Q4al+pl)：灰黄、浅灰、深灰色，饱和，多呈稍密状，局部松散或中密状态，主要由石英砂组成，其中：粗砂含量2.4-55.2%，中砂含量8.6-57.1%，细砂含量6.0-53.4%，粉、粘粒含量4.9-28.5%，局部相变为粉砂或粗砂。局部出现中砂淤泥互层状，中砂为主。本层场地内均有分布，厚度7.00～13.20米，层底标高-5.90～-9.88米。④淤泥夹砂(Q4m）：深灰色，饱和，流塑-软塑。主要由粘、粉粒组成，含有机质(小于5%)，混夹极薄～薄层状粉细砂～中砂，具腥臭味，污手，干强度、韧性中等，稍有光泽，无摇震反应，局部相变为淤泥质土夹砂。本层场地内均有分布，厚度1.50～9.30米，层底标高-8.28～-17.05米。⑤中砂(Q4al+pl)：灰黄、浅灰、深灰色，饱和，多呈中密-密实状态，主要由石英砂组成，其中：粗砂含量0.8-66.1%，中砂含量9.7-71.1%，细砂含量2.6-45.8%，粉、粘粒含量3.3-28.7%，局部相变为粉砂或粗砂，层底含砾卵石颗粒变大相变为砾砂、圆砾。本次勘察基坑孔孔深至本层，办公主楼、附属楼（商业）及地下室部分钻孔穿透本层，该层场地内均有分布，层厚24.50～40.80米。局部分布有⑤-1淤泥夹砂（淤泥质土夹砂）透镜体：深灰色，饱和，流塑-软塑。主要由粘、粉粒组成，含有机质(小于5%)，混夹极薄～薄层状粉细砂～中砂，具腥臭味，污手，干强度、韧性中等，稍有光泽，无摇震反应。钻孔ZK1～6、ZK8、ZK9、ZK13、ZK14、ZK16、ZK19～24、ZK26、ZK27、ZK30、ZK32、ZK36、BK1、BK2、BK5、BK6有分布，厚度0.50～5.80米，标高-28.89米(深度34.80米)以下无淤泥夹砂(淤泥质土夹砂)透镜体分布。升龙大厦桩基工程和基坑支护工程课程设计4⑥卵石（Q3al+pl）：灰色、灰黄色，饱和，多呈中密状态，局部稍密或密实。卵石含量约51.5～65.5％，砾石含量1.8～29.8％，粒径一般在0.3-7cm，最大可达10cm以上，个别达20cm，多呈亚圆形，母岩以花岗岩等硬质火山岩为主，呈中风化状，分选较差，级配良好。充填物以石英砂为主，粗砂含量1.4～19.1％，中砂含量1.7～17.5％，细砂含量0.4～3.2％，粘粉粒含量0.3～13.1％，胶结差，局部相变为圆砾。场地内均有分布，除基坑孔外其余钻孔均有揭露，其中钻孔(ZK5、ZK6、ZK8、ZK11～13、ZK16～19、ZK21～25、ZK28～31)揭穿本层，揭穿厚度4.60～11.70米；其余钻孔揭示厚度5.09～10.17米。⑦砂土状强风化花岗岩(r53):黄褐色、灰黄色,中粗粒花岗结构,散体状构造,主要矿物成分为石英、长石及云母等，长石部分已风化蚀变，岩芯多呈砂土状、碎屑状，含石英约为20-30%,为极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。钻孔ZK5、ZK6、ZK8、ZK11、ZK12、ZK21揭露，未揭穿本层，揭露厚度2.22～15.09米；钻孔ZK13、ZK16～19、ZK22～25、ZK28～31揭穿本层，揭穿厚度12.20～26.30米；其余钻孔未揭示。本层标贯实测击数大于50击。⑧碎块状强风化花岗岩（γ53）：灰黄色，中粗粒花岗结构，碎块状构造，主要矿物成分为石英、长石及云母等，长石部分已风化蚀变，岩芯多呈碎块状，属软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。钻孔ZK13揭露，未揭穿本层，揭露厚度2.28米；钻孔ZK16～19、ZK22～25、ZK28～31揭穿本层，揭穿厚度5.50～34.70米；其余钻孔未揭示。⑨中风化花岗岩（γ53）：青灰色、灰白色，中粗粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分为石英、长石等，岩石较新鲜，锤击声较脆，不易击散，节理、裂隙较发育，裂隙面有铁质浸染、风化明显，岩体完整程度为较破碎，岩芯多呈块状～短柱状，属较硬岩，岩石基本质量等级为Ⅳ级，TCR≈82～95%，RQD≈40～61，钻孔ZK16～19、ZK22～25、ZK28～31揭示本层，厚度5.10～7.27米。基坑影响范围内的岩土层设计参数取值如下：2.4支护结构施工工程支护桩采用Φ850水泥土搅拌桩，内插H型钢，H型钢尺寸为H700×300×13×24，采用两道扩孔锚杆进行张拉加固。冠梁尺寸1000×600，围900×500，锚杆锚固段尺寸为：水平角度α=15°,∅=300mm，锚固段长度为13m。三、工程量计算与汇总3.1混凝土用量汇总名称长度（m）截面尺寸(m)混凝土用量（m3）冠梁498.7681×0.6299.26第一道锚杆13×208∅=0.3m，191.13第二道锚杆13×208∅=0.3m，191.13围檩488.4940.9×0.5219.82升龙大厦桩基工程和基坑支护工程课程设计5土钉墙体558.885.66×0.08253.06钻孔灌注桩174×45∅=1.2m8906.42汇总10060.483.2挖方量汇总名称挖方量（m3）挖至换坡底77875.43挖至基坑底底104519.76挖