地基处理设计方案

攀枝花钢铁（集团）公司西昌钒钛资源综合利用项目－原料场工程地基处理设计方案设计单位：中国有色金属工业西安岩土工程公司委托代理人：目录1工程概况2原料场地岩土工程条件3原料场地水文地质条件4原料场地基处理方案比选4.1原料场荷载4.2地基处理方案比选5原料场地基处理设计5.1矿石料场、混匀料场地基处理设计5.1.1单桩承载力的计算5.1.2矿石料场桩平面布设及桩间距的确定5.1.3混匀料场桩平面布设及桩间距的确定5.1.4地基稳定性评价及基础沉降估算5.2煤场地基处理设计5.2.1挤土夯扩混凝土大头桩复合地基计算与设计5.2.1.1Vesic空孔扩张理论计算桩端阻力5.2.1.2Vesic空孔扩张理论计算单桩承载力5.2.1.3按现行规范计算单桩承载力5.2.1.4煤场桩平面布置5.2.1.5煤场场地沉降量5.2.2煤场负摩阻力评价5.2.3桩底松散回填土的加固5.2.4煤场施工要求5.3混匀料场厂房基础桩基设计5.4矿石料场厂房基础桩基设计5.5煤场厂房基础桩基设计5.6原料场配套构筑物地基加固设计5.6.1M-1转运站5.6.2M-2转运站5.6.3M-3转运站5.6.4B-1、B-2转运站5.6.5B-3转运站5.6.6B-4转运站5.6.7H-1转运站5.6.8ER3电气室5.6.9ER4电气室5.6.10混匀配料槽5.6.11矿石筛分楼5.6.12矿石破碎室5.6.13废杂料受料槽5.6.14汽车受煤槽5.6.152#汽车取样站5.6.162#沉砂池5.6.17料场供矿转运站除尘系统5.6.18料场供煤转运站除尘系统6工程量表附图：混匀料场地基处理平面布置图图号：01矿石料场地基处理平面布置图图号：02混匀、矿石料场地基处理布桩大样图图号：03混匀、矿石料场地基处理桩身大样图图号：04煤场地基处理平面布置图图号：05煤场地基处理剖面大样图图号：06煤场地基处理布桩、桩身大样图图号：07原料场配套构筑物地基处理平面布置图及大样图图号：08攀枝花钢铁（集团）公司西昌钒钛资源综合利用项目－原料场工程地基处理方案设计中国有色金属工业西安岩土工程公司-1-1工程概况拟建原料场工程地基处理工程位于攀钢西昌钒钛资源综合利用项目工程场地1514平台南部（烧结项目南侧），占地面积约580×56.6m2。场地原始地貌为安宁河二、三级阶地，地形起伏不平，东高西低，高差较大，原始地表有冲沟、水塘分布，场地北部和北东部分布有一条较大的冲沟，当地村民截流后作为水塘，现在场地已经整平，整个场地为填方区，料场内回填厚度10～30.0米不等，总体上自东向西回填土厚度逐渐增大，回填料主要为昔格达组粘土岩、粉砂岩以及白垩系下统飞天仙组紫红色砂岩块（碎）石和粘性土。填土回填后经强夯处理并进行了填土密实度检测。原料场地基处理包括混匀料场、矿石料场、煤场三个部分。其中三个料场平面尺寸如下：混匀料场35552m2，矿石料场58067m2，煤场：58067.3m2。2原料场地岩土工程条件根据原料场勘察报告，填土层主要由素填土、块石填土组成。填土在回填的过程中，进行了分层夯实及密实度检测。在填土层之下为第四系全新统坡洪积（Q4dl+pl）地层，第四系全新统冲湖积（Q4al+l）层，第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）地层，第四系晚更新统冲积（Q3al）层，第四系晚更新统冲洪积（Q3al+pl）层，第四系晚更新统冲湖积（Q3al+l）层，第四系早更新统（间冰期）河湖相昔格达组（QⅠ－Ⅱl+al）地层，第四系早更新统坡洪积（Q4dl+pl）层，下伏白垩系下统飞天山组砂岩（K1f）。场区内地质情况复杂多变，岩土种类繁多，地层交错分布，尤其是在昔格达组以上的各个不同时期的地层中，普遍混杂有昔格达组粘土岩成分的碎（块）石、卵石、圆砾等包含物。根据岩土工程勘察成果,场地内在填土层之下为可塑至硬塑的有粉质粘土层,在其下各土层的承载力都较高,工程场地内无软弱下卧层存在。与地基处理相关的各土层力学性质及承载力见下表2-1，与地基处理相关的各土层的桩基参数见表2-2:攀枝花钢铁（集团）公司西昌钒钛资源综合利用项目－原料场工程地基处理方案设计中国有色金属工业西安岩土工程公司-2-表2-1：岩土主要物理力学指标建议值物理力学指标岩土名称及单元代号天然重度γ（kN/m3）承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es1-2(MPa－1)粘聚力C(kPa)内摩擦角φ（°）基底摩擦系数μ岩土体与锚固体极限摩阻力标准值frk（kPa）素填土①119.015553016.50.2030块石填土①221.01605.50300.3550粉质粘土②120.4190930170.3055有机质粘土③119.21305.525100.2034粉质粘土③219.9190835160.3054（40）粉细砂③320.0180810230.3050（40）粘土④119.6190837150.2552粉质粘土④2120.2220104016.50.3060粉质粘土④2220.1180828130.2543粉质粘土④2319.5130520140.2034粉土④320.2180825180.3054（50）粉细砂④420.018085230.3044（40）中粗砂④520.0300155280.4080（60）粉细砂⑤120.018083230.3050（45）中粗砂⑤220.0300153280.4080（60）砾砂⑤320.0300153300.4044（40）卵石⑤421.0300153350.45140（100）粉质粘土⑥1119.82201040170.3565粉质粘土⑥1219.618582814.50.2545粉质粘土⑥1319.5120520100.2034粉土⑥219.71907825180.3066（62）粉细砂⑥320.218085240.3050（45）中粗砂⑥420.0300155300.3560（50）碎石⑥518.32101125150.3555有机质粘土⑦119.2180725110.2540泥炭质土⑦216.3100515110.2534粉质粘土⑦320.3190835160.3054（40）粉细砂⑦420.018085240.3050（45）中粗砂⑦520.0300155300.3560（50）攀枝花钢铁（集团）公司西昌钒钛资源综合利用项目－原料场工程地基处理方案设计中国有色金属工业西安岩土工程公司-3-表2-2：各单元地层的桩基参数建议值桩基参数岩土名称及单元代号旋挖灌注桩冲孔灌注桩人工挖孔灌注桩水平抗力系数的比例系数m（MN/m4）极限侧阻力标准值qsik(kPa)极限端阻力标准值qpk(kPa)极限侧阻力标准值qsik(kPa)极限端阻力标准值qpk(kPa)极限侧阻力标准值qsik(kPa)极限端阻力标准值qpk(kPa)素填土①1//////20块石填土①2//////40粉质粘土②15010005080050120025有机质粘土③140/40/40/20粉质粘土③25010005080050120026粉细砂③35012005090050140040粘土④15012005090055130035粉质粘土④2160130060100055150050粉质粘土④22459004575045100022粉质粘土④2340/40/40/15粉土④35012005090050140030粉细砂④450120050100050140040中粗砂④570220070170070250080粉细砂⑤155130055110055150045中粗砂⑤270220070170070250080砾砂⑤370230070180070250080卵石⑤4120250012019001202800110碎石④25011005090055130026粉土④35011005090050130030注：当水平荷载为长期或经常出现的荷载时，地基土的水平抗力系数的比例系数值乘以0.4降低采用。根据勘察报告原料场地填料来源主要为场地附近的昔格达组粉砂岩和粘土岩碎块及部分粉质粘土（另在场地中部、西部和西南部分布有厚度几米到二十几米不等的质地坚硬的紫红色砂岩块石填土，采用超重型动力触探未能探入）为准确评价场地内素填土及其它土层的力学强度，本次勘察采用了重型圆锥动力触探试验进行测试，统计结果如2-3。表2-3：N63.5重型圆锥动力触探试验成果统计表统计指标岩土名称及单元代号修正锤击数N63.5（击／10cm）变异系数δ统计修正系数γs标准值N63.5范围值平均值μ频数n素填土①11.9-9.35.533480.3500.9905.4粉质粘土②12.0-9.65.62480.3670.9605.3粉质粘土④213.5-10.76.92010.2770.9676.7攀枝花钢铁（集团）公司西昌钒钛资源综合利用项目－原料场工程地基处理方案设计中国有色金属工业西安岩土工程公司-4-为获取场地各压实填土层和挖方区出露昔格达粘土岩的承载力特征值及变形模量，在场地内选取13个点进行了浅层平板载荷试验，统计结果见表2-4，表2-4：浅层平板载荷试验结果统计表（压实填土）试验点号试验点附近钻孔编号测试时间方形压板面积(m2)最大试验荷载(kPa)最大试验荷载对应沉降量(mm)承载力极限值(kPa)承载力特征值(kPa)变形模量(MPa)2009年113#12月11日0.538149.2434917512.5279#12月05日0.542844.5641220515.43184#12月10日0.538149.0034917513.14202#12月09日0.538148.8634917511.85246#12月06日0.542850.8841220511.06276#12月07日0.538141.8734917513.27383#12月08日0.544449.5341220515.4820#12月11日0.540149.3336918514.59224#12月06日0.540145.3836918510.01051#12月10日0.545044.6641821011.011312#12月07日0.545048.5341821016.212425#12月08日0.540147.6936918514.2试验成果统计统计个数1212最大值21013.8最小值17511.7平均值190.812.2标准差13.470.57变异系数0.07030.0464修正系数0.790.86标准值15010.5为对原料场回填土压实性进行，在室内进行了评价压实填土的密实度，以求得填土的最大干密度，见表2-5表2-5：击实样最大干密度统计表岩土名称及代号统计项目统计指标统计频数最大值最小值平均值ρdmax(g/cm3)压实填土①1最大干密度41.961.851.89通过对场地回填土的检测表明，素填土①1：整个场地大部均有分布，为场平时回填，主要由粘性土、昔格达粘土岩及粉砂岩碎块夹少量砂岩碎块石组成，硬杂质攀枝花钢铁（集团）公司西昌钒钛资源综合利用项目－原料场工程地基处理方案设计中国有色金属工业西安岩土工程公司-5-含量10～25％，大部分为新近场地整平时堆填。重型动力触探试验锤击数平均值N63.5=5.5击/10cm，标准值N63.5=5.4击/10cm，稍密～中密状，局部松散。块石填土①2：主要分布于场西部和西南部，在拟建矿石料场、煤场和原料试验室等地段尤为集中，主要由紫红色砂岩块石组成，密实度离散性很大，据邻近场地炼铁工程经击实试验及土样测试结果表明,压实填土的密实度最大值为0.96，最小值为0.64，平均值为0.80。说明填土虽经夯实，但均匀性差，密实度较差。密实度较差的填土未完成自重固结，后期还有一定的沉降，对拟建工程不利。尤其在拟建料场西侧及周边区域内还分布有0.5～21.5米左右厚度不等的块石填土①2，钻探揭露，其粒径多大于200mm，且空隙较大，基本无充填物，泥浆钻进时，漏浆情况很严重，说明其级配不良，很不均匀。填土厚度从0.5～