成都某地高压旋喷桩复合地基设计方案

XXXX检查院综合楼项目 高压旋喷桩复合地基处理设计

总 经 理:

XXXX

2014年7月18日

XXXX检查院综合楼项目 高压旋喷桩复合地基处理设计

审 定:

审 核:

方 案 编 写:

XXXX

2014年 7月18日

目 录

1、工程概况

2、工程地质条件及水文地质条件 2.1工程地质条件 2.2水文地质条件 3、复合地基处理技术要求

4、设计依据

5、高压旋喷桩复合地基设计计算

5.1 高压旋喷桩桩径及桩长的确定

5.2面积置换率

5.3高压旋喷桩平面布置 5.4 复合地基压缩模量 5.5复合地基检测 5.6褥垫层 6、设计工程量

7、施工前、施工中的注意事项

附图：高压旋喷桩位平面布置图 (图号1)

XXXX检查院综合楼项目 高压旋喷桩复合地基处理设计

1、工程概况

拟建的拟建的“XXXXX”，位于成都市龙泉驿区成龙大道与车城西五路的交汇处。该项目为11栋高层建筑，及纯地下室部分组成，占地面积约为30200m2,建筑面积不详，设三层地下室，地下室底板标高为488.95，高层建筑拟采用框架剪力墙结构，纯地下室采用框架结构。高层建筑为管桩基础，纯地下室部分为CFG桩基础，设三层地下室，

地下室底板标高为488.95。由于场地内基底地基土承载力及变形指标不能满足设计要求，因此，设计要求对基底下地基土进行地基处理。根据本工程场地地质条件，经我公司认真研究，对本工程采用CFG桩复合地基加固方案，复合地基与基础底面之间设置褥垫层，要求复合地基承载力特征值fspk不小于280kPa。 2、工程地质条件及水文地质条件

2.1 工程地质条件

根据《XXXX》（四川省川建勘察设计院，2012.10），场地上覆第四系全新统人工填土（Q4ml），其下由第四系全新统湖沼沉积（Q4hl）成因的淤泥、淤泥质粉质粘土，第四系上更新统冰水堆积（Q3fgl）成因的粘土、含粘性土卵石组成、下伏白垩系灌口组（K2g）泥岩，现分述如下：

（1）第四系人工填土（Q4ml）： ＜1-1＞杂填土：

色杂，松散，稍湿。主要由以砼块、砖瓦块等建筑垃圾组成，含少量粘性土、粉土。该层场地大部地段有分布，层厚0.8～7.6m。

＜1-2＞素填土：

灰褐色，稍密，稍湿。为新近回填，成分主要由粘性土、粉土组成，含少量建筑垃圾。该层场地大部地段有分布，层厚1.0～6.5m。

（2）第四系全新统湖沼沉积（Q4hl） ＜2-1＞淤泥：

褐灰、深褐、灰黑色，流塑，属高压缩性土。具臭味，含少量植物残体，含腐殖质，比重轻，孔隙大，分散度高，该层在场地局部地段有分布，经调查为原有堰塘，层厚0.9～8.7m。

＜2－2＞淤泥质粉质粘土：

褐灰、深褐色，软塑～流塑，属高压缩性土。具臭味，含少量植物残体，含腐殖质，比重轻，孔隙大，分散度高，经调查为原有古塘，该层在场地局部地段分布，层厚1.5～9.0m。

（3）第四系上更新统冰水堆积（Q3fgl） ＜3－1＞粘土：

褐黄色、灰褐色，粘粒组成为主，含铁锰质、氧化物及钙质结核，部分地段夹粉土团块，底部含有少量卵石。

根据其状态分为粘土①、粘土②和粘土③。

粘土①：软塑，该层场地局部地段分布，厚度1.0～5.2m。 粘土②：可塑，该层场地大部分地段分布，厚度1.2～9.0m。 粘土③：硬塑，该层场地局部地段分布，厚度1.0～6.0m。 ＜3－2＞含粘性土卵石：

褐灰、褐黄色，松散，卵石粒径一般2～6cm，大者可达8cm以上，成分以花岗岩、石英砂岩为主，微～强风化，磨圆度较好，多呈亚圆形，充填细粒土及圆砾，卵石含量50％～55％，该层在场地部分地段分布，层厚0.4～2.3m。

（4）白垩系灌口组泥岩（K2g）

紫红、褐黄色，块状构造，泥质胶结，局部位置富含砂粒，按风化程度可分为全风化泥岩、强风化泥岩和中等风化泥岩。

a、全风化泥岩：风化成可塑～硬塑土状，本次揭露厚度0.5～5.3m。

b、强风化泥岩：风化裂隙很发育，岩芯呈碎块状，局部夹较硬质泥岩，本次揭露厚度0.5～8.9m。

c、中等风化泥岩：岩芯呈块状、短柱状，局部夹灰白色砂岩。裂隙发育，岩体完整性较好，岩芯较完整，局部裂隙较发育，夹有破碎泥岩，其顶板埋深2.2～16.2m，标高484.91～500.04m，高差15.13m，局部有较大起伏，本次最大揭露厚度为21.1m左右。

各岩土层的埋藏及分布的详细情况见附图部分的“工程地质剖面图”。

2.2 水文地质条件

场地地下水类型为上层滞水和基岩裂隙水。本次勘察处于平水期，场地分布有岛状的上层滞水，水位为2.0～6.0m，没有稳定的水位，但对基础施工有一定影响。基岩

裂隙水赋存于泥岩节理裂隙内，受地下水迳流补给，具有水量较小，埋深大特点。

3、复合地基处理技术要求

设计要求基底地基承载力特征值达到280kPa，压缩模量不小于13.0MPa。基础底标高以下的淤泥质粉质粘土、粉质粘土、全风化泥岩承载力不能满足设计要求，应进行地基加固处理。处理方法采用CFG桩复合地基方案。高压旋喷桩复合地基以中风化泥岩为桩端持力层，进入持力层不小于0.50m，桩长约2.0～5.7m，平均桩长约14.50m。

复合地基与基础底面之间设置褥垫层，褥垫层厚度为300mm。 4、设计依据

(1) 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012/J220-2012）； (2) 《复合地基技术规范》（GB/T50783-2012）；； (3) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)； (4) 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）； (5) 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)；

(6) 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)；

(7) 《XXXX报告》（四川省川建勘察设计院，2012.10，甲方提供电子文档）； (8) 《XXXX、平面布置图》（玖鼎正合建筑结构设计事务所有限公司，2014.3，甲方提供电子文档）。 5、CFG桩复合地基设计计算

5.1CFG桩桩径及桩长

本工程CFG桩设计直径500mm；CFG桩桩端以中风化泥岩为桩端持力层，桩长约2.00～5.70m；要求进入中风化泥岩不小于0.50m。

5.2 面积置换率

依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)提供的计算公式进行设计，公式如下：

Ra(1m)fsk Apfspkm式中：fspk ----复合地基承载力特征值(kPa)，为280kPa； ----单桩承载力发挥系数，取

m ----面积置换率；

Ap ----桩的截面面积(m2)，设计桩径D=500mm，Ap=0.196m2； fsk ----处理后桩间土承载力特征值（kPa）本工程取值140.0kPa； β---桩间土承载力折减系数，β取0.6；

Ra----单桩竖向承载力特征值(kN)，按下两式计算取小值；

RafcuAp

RaupqsilpiapqpAp

in式中: up ----桩的周长，为1.57m；

ap----桩端端阻力发挥系数，根据地区经验取1.0；

qsi ----桩周第i层土的侧阻力特征值，含粘土卵石取30kPa，淤泥质粉质粘土取8kPa；强风化泥岩取25kPa。

qp ----桩端地基土的承载力特征值（kPa），根据勘察报告取800kPa。

η----为强度折减系数，取0.25；

fcu----与旋喷桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块（边长70.7mm的立方体）在标准养护条件下28d龄期的立方体抗压强度平均值（kPa），设计15MPa；

n----为桩长范围内所划分的土层数； hi----为桩周第i层土的厚度；

按60#勘探孔持力层为中风化泥岩计算，按桩长采用4.6m，淤泥质土层厚按2.4m计算，含粘土卵石厚度1.7m计算，强风化泥岩按1.1m计算：

Ra=1.57×（2.4×8+1.7×30+1.1×25）+0.196×800=310.2kN

RafcuAp=0.25×15000×0.196=735.9kN

Ra实际采用取值300.0kN f spk＝mRa/ Ap +β(1-m) fsk

fsk按各层加权平均承载力特征值取140kPa。 计算的m 为0.1438 ，实际m取0.1400。

0.1350×300/0.196+(1-0.1350)×0.5×140＝286.5kPa >280 kPa 等效置换直径de=(d2/m)1 /2=(0.52/0.1)1/2=1.33m 长方形布桩时：s1s2=（de/1.13）2=1.40m

采用正方形布置s计算结果为1.40m，实际按0.9m×1.35m长方形布置，可满足设计

要求。

5.3 桩位布置

加固处理后所形成的复合地基fspk≥280kPa为前提，由置换率为0.14计算，实际单桩置换面积取1.40m2，桩的间距采用0.90m×1.35m，长方形布置。CFG桩桩数为324根，平均桩长14.5m，总桩长4698m。具体的桩位布置参见“CFG桩桩位布置图”。

5.4 复合地基压缩模量

根据公式：EspEs Es ----桩间土的压缩模量（MPa）。

ζ＝f spk/ fsk

ζ＝f spk/ fsk=200/130=1.54； Esp=1.54×9.0=13.8MPa。 Es ----辅设褥垫层后的桩间土压缩模量加权平均取9.0 MPa。

经复合地基加固处理后，复合地基压缩模量能达到13.0MPa。最终以检测结果为准。 5.5 复合地基检测

由建设单位委托具有法定资格的地基检测单位进行单桩承载力及单桩复合地基检测；承载力检测方法应符合现行国家标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002/J220-2002)及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)的要求，同业主、设计、监理等共同研究采取检测手段（单桩竖向静载试验、单桩复合地基竖向静载试验）。

5.6 褥垫层

为充分发挥桩间土地基承载力，形成复合地基，本工程复合地基与基础底面之间设置的褥垫层厚度采用300mm。

a.厚度： 300mm；

b.褥垫层辅设宽度，以筏板边界外延300mm为准。 c.材料：人工级配砂夹石(最大粒径一般≤3cm)；

d.褥垫层需经静力压实法或动力压实法（桩间土含水量较少时）压实，其夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度之比不大于0.90。 6、设计工程量

本工程采用高压旋喷桩复合地基，共布置高压旋喷桩324根，总进尺约4698m。 7、施工前、施工中的注意事项

1、为更准确的掌握场地的地质情况，更好的指导高压旋喷桩的施工，应在桩基施工前进行场地的施工勘察，确保工程的安全。

2、对基底为粉质粘土的区域，采取孔位取土后回填砂卵石后形成高压旋喷桩施工的施工措施。

3、施工前，应做好基坑降水和基坑防护工作，以保证复合地基施工安全。 4、施工电梯井位置时，应适当增加桩长以保证单桩承载力满足要求。 5、地基处理后，上部结构施工过程中应根据相关规范进行沉降观测。