基础工程设计

1、中国地质大学（北京）基础工程课程设计基础工程课程设计专业：勘查技术与工程专业：勘查技术与工程班级：班级：021083组别：第四组组别：第四组组长：齐瑞宁（组长：齐瑞宁（02108321）组员：张晓辉（组员：张晓辉（02108322）周建兵（）周建兵（02108323）马瑞阳（马瑞阳（02108324）田壮鹏（）田壮鹏（02108325）蒋蒋 鹏（鹏（02108334）指导老师：王贵和指导老师：王贵和日期：日期：201/3/101目录目录一一 工程概况工程概况2二二 场地工程地质地件场地工程地质地件21.工程地质条件.22.水文地质条件.2三三本方案编制基本依据本方案编制基本依据.2四四 降水设

2、计降水设计.21. 编制依据.22 .场地工程、水文地质条件.33. 降水设计方案.54. 基坑降水设计方案.85. 降水工程监测与维护.86. 施工安全及环保措施.87. 工程环境.9五五 CFG 桩设计桩设计 .101. CFG 桩基计算书.102. 地基处理后的变形计算.133. CFG 桩复合地基设计.154. 地基（CFG）施工组织设计方案.155. 质量保证体系及措施.196. 安全目标及措施.217. 环境保护及文明措施.23六六 土钉墙设计土钉墙设计.271. 设计依据的技术文件.2722. 工程概况.273. 基坑支护设计计算书.284 土钉墙施工组织方案.355. 质量保证

3、体系及措施.383南磨房乡新村建设（二期）南磨房乡新村建设（二期）课程设计课程设计一一 工程概况工程概况规划中的南磨房乡新村建设（二期）地处朝阳区南磨房乡楼梓庄村，规划总建筑面积约 820000 平方米，小区南临京沈高速路，西接东四环畔的城市绿化带，东为已建的南磨房乡新村建设（一期） 。二期拟建楼房 23 栋，11 层26 层不等，分成南北 2 区，高低错落排列。本次对基本具备现场作业条件的区-8楼进行勘察，该建筑物位于拟建场区南部，由于未拆除原有建筑物的影响，本次勘察所布的 zk13zk16 四个钻孔未能钻探。为不影响工程进度，本次根据已经钻探完成的 17 个钻孔资料编写勘察报告，待现场具备

4、作业条件后，再进行补堪，并提交补充勘察资料。建筑物及地下车库等设施的结构、位置、尺寸若有改动，可在局部补充勘察阶段一并进行钻探，并提供补充资料。区-8楼为地上 1620 层、剪力墙结构、箱型基础建筑物，其中 1 层裙房为小区配套商业及会所，设有地下车库，0.000 标高暂定为 35.35m，基底埋深暂按自然地面下 7.5m 左右考虑。二二 场地工程地质条件场地工程地质条件工程地质条件根据北京国电水利电力工程有限公司提供的的南磨房乡新村建设（二期）工程地质勘察报告 ，该场地的地层分布情况如下表 1： 地层情况一览表 表 1地层类别地层序号岩性各大层层顶标高层厚压缩性各大层工程地质特性简要评价填土

5、杂填土和素填土33.1133.971.33.8新近沉积层1砂质粉土27.843.1低第一大层和第二大层在整个场地施工时将全部挖除，仅与基坑支护和降水设计、施工有关42粘质粉土、中低3粉质粘土、重粉质粘土29.085.8中高粉质粘土、中下密1砂质粉土25.5326.611.63.3中密该大层将成为建筑基底的直接持力层细中砂低1土粉砂19.222.611.86.1中中低该层为直接持力层下的硬地层粉质粘土、中中低1粉质粘土、低2粘质粉土中低3砂质粉土中低4重粉质粘土12.0914.536.39.3中低砂砾层低1细砂粉砂低2细砂中砂低3粒砂粗砂低4圆砾4.697.010低第五、第六大层层位比较稳定，工

6、程性质相稳定。该层为 CFG 桩方案桩端持力层的下卧层对较好粉质粘土中低低1重粉质粘土、粘土中低第四纪沉积层2粉质粘土0.93.9低水文地质条件本次勘察期间上层滞水静止水位埋深为 1.04.2m，相应的水位标高为533.8131.19m。实测钻孔内潜水静止水位埋深为 11.012.4m，相应的静止水位高程为 23.0324.2m。根据有关观测资料，该拟建场区地下水历年最高水位标高（含上层滞水）为：1959 年的等值线推测参考值为 34.0m，接近现状地表。经查询（查询编号为 2001 外 005） ，该拟建场区近 35 年最高地下水位为：标高 32.6m 左右。三三 本方案编制基本依本方案编制

7、基本依据据1. 场地岩土工程勘察报告；2. 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） ；3. 建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002） ；4. 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） ；5. 建筑与市政降水工程技术规范 （JGJ/111-98） 。四四 降水设计降水设计1.编制依据编制依据 1.1 北京国电水利电力工程有限公司提供的南磨房乡新村建设（二期）工程地质勘察报告 （2002.8） 1.2 岩土工程勘察规范（GB50021-2001） 1.3 建筑及市政降水工程技术规范（JGJT111-98）2.场地工程、水文地质条件场地工程、水文地质条件2.1 地形地物该建筑场

8、地，原为南磨房乡楼梓庄村居民平房区，勘察时原有建筑部分未拆除外，多数已拆除，地表多建筑渣土。本次勘察孔口高程的起算点为南磨房乡新村建设（一期）1 住 7#楼西南角台阶上的 BM1 点，其高程为：35.283m。实测孔口高程在 34.81m35.55m，地形基本平坦。2.2 地层岩性如上表一，2.3 地下水根据该场地水文地质条件得如下总结:2.3.1 水位埋藏情况 建议抗浮设计水位高程采用 33.0m。2.3.2 水质分析 本次勘察在 zk9#钻孔取水样 1 组，相关的水质化学分析结果表明，该地下水根据岩土工程勘察规范 （GB500212001）该地下水中 Cl含量超标，在干湿交替状态，对钢筋混

9、凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。63.降水设计方案降水设计方案根据勘察资料场地内赋存两层地下水:第一层地下水水位标高 33.8131.91m,地下静止水位埋深 1.04.2m,含水层为上层滞水;第二层地下水水位标高 23.0324.2,埋深为 11.012.4m。3.1.基坑降水设计计算书基坑降水设计计算书降水方法的选择单级轻型井点含水层渗透系数 K=0.8 m/d降水深度 S=7.5-2.6=4.9m3.2 基坑等效半径基坑等效半径0=0.29（a+b）=0.29 95=27.6m 取 0=28m式中：不规则基坑圆形概化后的等效半径；0基坑长度；a基坑宽度b3.3 降水影响半径降水影响半径R=2

10、S =13.6m式中：降水影响半径；R基坑水位降深；S含水层的渗透系数；kh含水层厚度；3.4 基坑涌水量基坑涌水量 QQ=1.366K=198m3/d 式中：(2 )log (1 +0)基坑涌水量；Q降水影响半径；R基坑水位降深；S含水层的渗透系数；k7基坑等效半径。0r3.5 单井涌水量单井涌水量q=65 =2.2m3/d3式中：单井涌水量；qd滤管直径；L滤管长度；渗透系数。K3.6 井数量井数量n=1.1=1.1198/2.2=99Qq井间距 a = =1.9m1Dn根据实际工程经验可取 a=1.8m。n=D/a=952/1.8=105.5, 取 n=106.考虑现场施工井点布置 n

11、取 110.3.7 降水井深度降水井深度=8mwH式中：降水井深度；wH3.8 降低水位预测nrrrnRKQHHS2102lg1lg366. 1=5.84.94.0 基坑降水设计方案基坑降水设计方案由以上计算可以确定，基坑降水设计方案采用轻型井点降水，井径850mm，距边坡 1m，井深 8.0m，井间距 1.8m，井数量为 110 口。5.降水工程监测与维护降水工程监测与维护5.1 降水监测 降水监测与维护期间应对各降水井的水位和水量进行同步检测。在基坑开挖过程中，应随时观测基坑侧壁、基坑底的渗透现象，并查明原因，及时采取工程措施。5.2 降水维护5.2.1 降水期间应对抽水设备和运行状况进行

12、维护检查，发现问题及时处理，是抽水设备始终处于正常运行状态。5.22 抽水设备应定期保养，降水期间不得随意停抽。5.2.3 注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水管静水位高度即结果。当地下水很浅、且对工程有影响时，可适当延长。6.6.降水施工组织方案降水施工组织方案6.1 设备的选择（1） 井点管：用直径 DN50 的 PVC 管，长 9.8m，下端为 1.2m 长的滤管。（2） 连接管：胶皮管与井点管和总管连接，塑料薄膜或胶泥裹住接头以防漏气。（3） 集水总管：用直径 75mm 的塑料管分节连接，每隔 2m 设一个连接井点管的接头。（4） 选用 2 台真空泵。（5） 冲孔设备：选用高压

13、式离心泵。6.2 技术准备（1） 详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。（2） 凿孔设备与抽水设备检查。6.3 井点施工工艺流程放线定位铺设总管冲孔安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备与总管连通安装集水箱和排水管开动真空泵排气、再开动离心水泵抽水、测量观测井中地下水位变化。6.4 施工工艺（1） 根据基坑支护设计方案及岩土工程勘察报告该工程降水将基坑内地下水降低 0.5 米以下。（2） 按确定的井点布置形状，放出基线用挖掘机开挖沟槽。（3） 用冲孔设备冲井点管孔。（4） 埋设井点管，回填粗砂滤层。（5）

14、 敷设集水总管。（6） 连接抽水设备，进行试抽。（7） 检查是否有死管。9（8） 用机械拔除井点管。6.5 施工技术措施及质量保证措施（1） 为确保场地内的大气降水不回灌到地表以下，在开始井点降水施工前，合理安排好场内地表水的排水沟槽。（2） 冲孔时，冲孔孔径不得大于 300mm，冲孔深度按施工方案比滤管低0.5m，且垂直水平管，井点管管距为 6.8m，冲孔冲到底标高后，再将冲水管上提 1.0m，再冲一遍后成孔（扩大井点滤层用） 。（3） 井点降水设备进场，在埋设井点管之前，必须逐根检查井点管及集水总管，发现损坏，立即更换，保证滤网完整无缺。井点管埋设之前，用布头或麻丝塞住管口，以免埋设时杂物

15、掉入管内。（4） 井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间填砂滤层，以防孔壁塌土。砂宜用粗砂。（5） 每根井点管埋设后，应及时检验渗水性能。井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗方为合格。（6） 布设集水总管之前，必须对集水总管进行清洗，并对其它部件进行检查清洗。井点管与集水总管之间用橡胶软管连接，确保其密闭性。（7） 井点系统安装完毕后，必须及时试抽，并全面检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等，如发现漏气和死井，应立即处理。每套机组所能带动的集水管总长度必须严格按机组功率及试抽后确定。（8） 试抽合格后，井点孔口到地面下

16、1.0m 的深度范围内，用粘性土填塞严密，以防漏气。（9） 开始抽水后一般不应停抽，时抽时止，滤网易堵塞，也易抽出土粒，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂。正常排水应是细水长流，出水澄清。（10）为确保水位降至设计标高，在设定位置设一个水位监测孔，派人 24小时值班监测水位，发现情况及时上报。降水施工队应派员 24 小时值班，定时观测流量及水位降低情况并做好轻型井点降水记录，同时施工人员在井点施工时，亦应做好井点施工记录 。（11）质量通病的防治（12）井点7.施工安全及环保措施施工安全及环保措施7.1 安全措施 施工人员进入现场要佩戴安全帽，钻塔下严禁站人。 民工进场要进行安全教育和交底

17、，并签订安全协议书。 设立电工值班制度，非电工不得随意接电，电工应随时检查电路情况，排除隐患。 现场严禁使用明火。 机械维修、清理应在断电后清扫，并由电工拉闸上锁，清扫完毕后再通知电工通电，以避免人员伤亡。10 机械操作手，电气焊工、电工，应持证上岗，并严格执行安全操作规程。 配电箱、开关箱位置合理，内部设施符合要求，箱体整洁牢固加锁。7.2 环保设施 设置泥浆沉淀池，泥浆污水经沉淀后排入市政污水井。 施工场地无随地大小便，施工垃圾及时清理。 降水外排水设置泥浆池经沉淀后排入市政污水井。 施工人员不许大声喧哗。 钻机等噪声设备按建委规定，控制施工时间。 增加环保意识，对在施工人员入场前进行一次

18、环保教育。7.工程环境工程环境7.1 工程环境影响预测 当降水工程区及临近已有建筑物、构筑物以及地下管线时，应对地面沉降、基坑边坡失稳水质变化进行预测。7.2 工程环境影响监测降水过程中，特别是在基坑开挖时，应随时观察基坑边坡的稳定性，防止边坡产生流沙、流土、侵蚀、塌方等现象。7.3 工程环境影响防治降水工程施工前或施工中，应当根据监测资料判断工程环境影响程度，及时采取防治措施。并可采用以下方法：改进降水技术方法；边坡网护、喷护；人工回灌地下水。7.4 水资源保护江水施工期间抽出的淡水，应在现场澄清后排放，防止堵塞市政管网或污染地表水体；降水施工排出的土和泥浆不得随意排放，防止污染城市环境或影

19、响土地功能。五五 CFG 桩设计桩设计1. CFG 桩基计算桩基计算书书1.1 桩的布置桩的布置根据设计条件，建议桩径 400mm，桩间距 2000mm，桩长 12.5m，桩按照正方形在基础下面均布，可按下式计算桩土面积置换率：de=1.13Sa=1.132=2.26mm=d02de2 =0.422.262=0.031式中m桩土面积置换率；d0桩身平均直径；11de一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径，正方形布桩时de=1.13s；Sa为桩间距。1.2 单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值 Ra 计算计算单桩竖向承载力特征值可按下式计算：ppinisipaAqlquR1 式中up桩的周长；

20、n桩长范围内所划分的土层数；qsi、qp桩周第 i 层土的侧阻力、桩端端阻力特征值（kPa） ，可按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007 有关规定确定；li第 i 层土的厚度；Ap桩端的截面积。Ap=d02 4 =0.126m2p=d0=1.256mCFG 桩穿过 6 层土第一层粉质粘土 fka=140kPa qs=45kPa h=2.5m第二层砂质粘土粘质粉土 fka=180kPa qs=50kPa h=0.5m第三层细砂、中砂 fka=300kPa qs=70kPa h=4.5m第四层砂质粉土、粉砂 fka=220kPa qs=60kPa h=1m第五层粉质粘土 fka=210k

21、Pa qs=50kPa h=2m第六层粘质粉土 fka=230kPa qs=65kPa h=2m qp=600kPaRa =p1nsiiiq h+qpAp=1.256(452.5+500.5+704.5+601+502+652)+1.06000.126=1008.2kPa1.3 复合地基承载力特征值验算复合地基承载力特征值验算复合地基的承载力特征值可按下式可估算：12akpaspkfmARmf)1 ( =0.0311008.2/0.126+0.8(1-0.031) 140=356.577kPa式中 fspk复合地基承载力特征值（kPa） ；m面积置换率；Ra单桩竖向承载力特征值（kPa） ；A

22、p桩的截面积（m2） ；桩间土承载力折减系数；fak处理后桩间土承载力特征值（kPa） 。fa=fspk+d m(d-0.5)=356.577+1.018(6.5-0.5)=464.577kPa340kPa满足承载力要求。2.0 地基处理后的变形计算地基处理后的变形计算复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的 倍， 值可按下式确定： =fspk/fak=356.577/140=2.55 （4）式中fak基础底面下天然地基承载力特征值（kPa） 。 地基变形按分层总和法进行计算，计算公式为 1110iiiinisissZZEPss式中 s地基最终沉降量；s，按

23、分层总和法计算的地基沉降量；p0基底附加应力；13s沉降计算经验系数；n地基压缩层计算深度范围内所划分的土层数；i、1i基础底面计算点至第 i 层、第 i-1 层土底面范围内平均附加应力系数;Esi基础底面下第 i 层土的压缩模量，按实际应力段取值。P0=P-Pco=340-186.5=223kPazi/szi= (P0-szi) /szi0.2即 (223-h)/h0.2 其中=19 取 h=12m按建筑地基基础设计规范 GBJ7-89计算地基沉降量，计算如下表 2：ZL/BZ/BiiiZiiZ-11iiZEsi s=0sipE(iiZ-11iiZ)s= s(m)(kPa)()()050/3

24、8=1.31601.00000.9962.558=20.41110.0260.9960.9961.9742.558=20.42230.0790.9902.973.8762.5526.8=68.341380.2110.9787.8242.80411.953100.2630.9659.653.0919.93513414120.3160.91010.92查土力学表 4-6 沉降经验修正系数s值： s=0.2 S=sS=0.2134=26.81.523第 25 层：E25=72.91KN K=T1/E25=125.45/72.91=1.721.5故锚固力满足要求土钉的抗拉强度验算 fy=310KN/2

25、最危险情况下，土钉抗拉安全系数为：d2fy/4E1.5d2fy/4E=3.14（0.025）2310103（472.91）=2.091.5 故满足要求3.3.3 土钉墙外部稳定性验算土钉墙外部稳定性验算3.3.3.1 抗滑稳定性验算抗滑稳定性验算Ft=（WqB）sxtan CBSx W=HB取 B=0.6H=4.2m 墙底层取 =42故 Ft=（19.774.2204.2）1.2tan4218.84.21.2=811.31KN第一道土钉取偏大值为 72.91KN则 Eax=Ti=41.66+472.91=333.30KNKH=Ft/Eax=811.31/333.30=2.431.5 故满足要求

26、243.3.3.2 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算Mw=（WqB）B/2sx=（19.774.2204.2）4.2/21.2=1671.21KNmMo=EaxH/3=333.307/3=777.70 KNm Kq=Mw/Mo= 1671.21/777.70=2.151.5 故满足要求4土钉墙施工组织方案土钉墙施工组织方案4.14.1 施工总体布置 当施工现场满足三通一平后，施工单位进场。地下水位降至设计要求后，土方开挖并配合土钉墙的施工，工作面开挖出后，立即进行坡面修整、安设土钉、挂网并喷射混凝土。各施工工序尽量平行作业，保证工期。4.1.1 进度计划进场准备：3 天土钉墙施工：40 天收尾

27、工作：7 天4.1.2 工程目标土钉墙质量标准为“优良” 争创北京市安全文明施工工地。 实行现代化管理，保证工程在管理、质量、文明、作风上创出一流水平。4.1.3 组织机构 由我公司组成基础施工项目部，在总包方的授权、委托及领导下，对基坑支护进行全面管理并对基础施工阶段的安全、质量、工期、环保、文明施工等负责。 施工队由各专业施工队按统一的人员编制自行组建，设队长一人，工长一人。基础施工项目经理部设专人进行环保、文明施工、扰民及民扰问题处理等工作。414 施工准备 在基础施工前，由总包方项目部经理部主持施工准备会议，听取基础施工项目经理部队整个工程的施工准备工作计划，该计划主要反映开工前、施工

28、中必须做的有关工作，内容如下：熟悉、审查施工图纸；地上、地下各种管线及障碍物 id 勘测定位；施工现场的平整；测量放线；临时道路、临时供水、供电等管线的敷设；临时设施的搭设；现场照明设备的安装；建立各施工部的管理组织、集结施工力量、组织劳动力进场、做好施工人员入场教育等工作；根据相关的设计图纸和施工预算，编制详细的材料、机械设备需要量计划；签订材料供应合同；确定材料运输方案和计划；组织材料按计划进场和保管。4.1.5 各项资源需要量计划25（1）水电资源需要量计划：需 400KVA 电量，用水量：（2）劳动力需要量计划：（3）施工设备设备名称设备型号数量空压机Atlac17m1 台栓喷射泵Pz

29、-52 台洛阳铲40 套注浆设备2 套4.24.2 土钉墙施工工艺流程边坡开挖边坡开挖 边坡修整边坡修整 定位放线定位放线 成孔成孔 插筋插筋 注浆注浆 挂网挂网 焊接拉结筋焊接拉结筋 喷射栓喷射栓4.34.3 质量保证措施4.3.1 质量保证体系 为保证工程施工质量，满足本设计及规范要求，由公司全面质量管理委员会领导下的三级质量管理机构，即公司全面质量管理委员会项目经理部质量管理小组班组质量管理小组，成为本工程现场质量管理保证体系。4.3.2 组织保证体系(1)修坡时专人进行测量，确保不吃槽。(2)成孔由专人检查成孔角度、深度和孔径。(3)土钉主筋应焊接对中支架，保证钻孔中心距。(4)注浆时应将注浆管下至孔底 1.0m 处，由里向外注浆，注意二次补浆。(5)浆液搅拌必须严格按配比进行，不得随意改变。水泥应不含杂质，不用过期或受潮水泥。水泥浆体的 28d 抗压强度不小于 20MPa。水灰比为 0.5，水泥浆体试块每 30 跟做两组，一组标养，一组同条件养护。(6)进场原料必须质检试验(7)每坡做 2 跟土钉抗拔试验，每坡每 800 平方毫米做 2 组豆石混凝土试块，规格 100100100mm。(8)挂网时，由专人检查网长、搭接及标