CFG桩复合地基设计

1、目 录1、前言 . - 1 -2、场地工程地质及水文地质条件 . - 1 -2.1场地位置及地形地貌 . - 1 - 2.2地基土构成及土性特征 . . - 1 -2.3水文地质条件 . - 3 -3、 CFG 桩复合地基设计 . . - 3 -3.1设计说明 . - 3 - 3.2设计依据 . - 4 - 3.3 CFG桩主要设计参数 . - 4 - 3.4 CFG桩设计计算 . - 4 - 3.5 CFG桩施工深度的确定 . . - 5 -3.6褥垫层 . . - 5 -4、施工工艺 . . - 6 -5、复合地基检测 . . - 6 -6、沉降监测 . . - 6 -7、附加说明 . .

2、 - 6 - 附件:1、 CFG 桩复合地基计算书 3页2、 CFG 桩平面布置图 1张 图号 01-013、 CFG 桩布桩标注详图 1张 图号 02-011、前言四川蓉锦东房地产开发有限公司投资兴建的“成都市锦江区狮子山二区新建社区服务中心、农贸市场、 文化活动中心等公共配套设施项目” ,由四川宏吉建筑设计有限公司设计,中节能建设工程设计院有限公司 完成了详勘阶段的岩土工程勘察, 因基底下地基土层的承载力较低, 不能满足上部荷载要求, 需进行加固处 理, 处理措施采用 CFG 桩复合地基, 要求复合地基的承载力 f spk 260kPa , 复合地基压缩模量 15MPa 。 受建 设单位委

3、托,我公司承担 CFG 桩复合地基的专项设计。该项目由 2栋 6F 层建筑及地下室组成,净用地面积:10000.02 m2,总建筑面积 : 31070.92 m2。各建筑 物主要设计参数见下表 1。拟建工程概况一览表 表 1 2、场地工程地质及水文地质条件2.1场地位置及地形地貌拟建场地位于成都市锦江区狮子山二区, 四川蓉锦东房地产开发有限公司致瑞雅苑东侧, 省农科院西侧, 地理环境优越,交通十分便利。场地目前为耕地及民房拆迁地, 原始地形总体呈台阶状, 地势开阔, 地面绝对标高为 492.27496.55m 。 场地地貌单元属岷江水系一级阶地与二级阶地的过渡地带。 2.2地基土构成及土性特征

4、根据勘察报告,场地内地基土层自上而下划分为:第四系全新统(Q 4ml 人工填土层、第四系全新统 冲积(Q 4al粘性土、粉土和砂层,第四系全新统冲洪积(Q 4a l +pl卵石层、白垩系中统灌口组基岩(K 2g 。 其中各工程地质层又按土的状态、 颗粒组成或风化程度等差异, 进一步划分出若干亚层。 各岩土层 的野外特征如下:(1第四系全新统耕土层(Q 4ml 耕土 1:褐黄褐黑色, 松散, 湿。 主要成分为粉质粘土, 含大量植物根系及有机质。 厚度为 0.50.7m 。 第四系全新统冲积粘性土层及细砂层(Q 4al+pl :可塑粉质粘土 1:黄褐、灰褐色,湿,可塑,含多量铁锰质结核,切面稍有光

5、泽,干强度及韧性中等, 场地内普遍分布。厚度为 0.74.0m 。软塑粉质粘土 2:黄褐、灰褐色,湿饱和,软塑,含多量铁锰质结核,切面有稍光泽,干强度及韧 性中等,厚度为 0.95.0m 。 第四系全新统冲积(Q 4al 粉土和砂层粉土 1:灰黄、褐灰色,湿,稍密中密,含氧化铁,铁锰质,切面无光泽,摇震反应中等,干强度 及韧性低。细砂 2:青灰色,湿,松散,主要由石英、长石、云母碎片及暗色矿物组成。 第四系全新统冲洪积卵石层(Q 4al+pl松散卵石 1:青灰色、灰色,湿饱和,卵石含量 5560%,粒径一般 2040mm ,最大大于 80mm ,磨 圆度较好, 多呈亚圆形。 岩性主要为岩浆岩及

6、变质岩, 少量沉积岩。 孔隙间充填物主要为砂粒及砾石。 局部地段夹砂薄层。稍密卵石 2:黄灰、灰色,湿饱和,岩性主要为岩浆岩及变质岩,少量沉积岩。卵石含量 65%左右, 粒径一般 3060mm ,最大大于 100mm ,磨圆度中等。个别卵 石 强 风 化 成 碎颗 粒。 孔隙间充填物主要为砂粒及 砾石,含少量漂石。中密卵石 3:灰、黄褐、灰黄等色,湿饱和,岩性主要为岩浆岩及变质岩为主,少量沉积岩。卵石 含量 70%左右,粒径一般 3060mm ,最大大于 120mm ,磨圆度较好,多呈圆亚圆形。孔隙间充填 1520%的砂粒及砾石,含少量漂石。密实卵石 4:黄灰浅灰色, 湿饱和, 岩性主要为岩浆

7、岩及变质岩, 少量沉积岩。 卵石含量大于 70%,粒径一般 50100mm ,磨圆度较好,多呈圆亚圆形。混约 1015%的砂、圆砾等,少量漂石。 白垩系灌口组砂质泥岩层(K 2g :棕红、紫红色,岩性以泥岩与泥质砂岩互层,矿物成分以粘土 矿物及长石、 石英为主, 砂泥质、 粉细粒结构, 中厚层构造, 岩层层面近于水平。 按风化程度进一步分为 2个亚层:全风化砂质泥岩 1和强风化砂质泥岩 2。全风化砂质泥岩 1:岩体全风化呈土状,母岩结构可辨,呈硬塑状,裂隙发育,岩体破碎。钻探取芯 多呈土状,具塑性,冲击钻探易钻进。钻探揭露厚度 0.51.3m 。强风化砂质泥岩 2:原岩结构较清晰,裂隙较发育,

8、岩体较破碎,岩性软硬不均。钻探取芯多呈碎块, 锤击声闷, 手用力可折断, 锤轻击易碎, 底部冲击钻进难以进尺, 局部地段夹薄层全风化。 场地内普遍分布, 本次钻探未揭穿。据现场钻探、 原位测试及室内岩土试验结果, 将本次勘察深度范围内地基土按时代和成因划分为 6个工程地质层,即:第四系全新统人工填土层(Q4ml 、第四系上更新统冲积粘性土、粉土及砂层,第四系上更新统冲积砂卵石层(Q3al+pl 、白垩系灌口组砂质泥岩层(K 2g 。其中各工程地质层又按土的状态、 颗粒组成或风化程度等差异,进一步划分出若干亚层。(1第四系全新统耕土层(Q4ml 素填土2:褐黄褐黑色,松散,稍湿,成分以建渣、粘性

9、土为主。厚度为 1.94.6m 。(2第四系上更新统冲积粘性土层(Q3al+pl可塑粘土1:褐黄色。含铁锰质氧化物、钙质结核,充填有灰白色粘土矿物,裂隙发育。无摇振反应, 光泽反应为光滑,干强度及韧性较高。硬塑粘土2:褐黄色。含铁锰质氧化物、钙质结核,充填有灰白色粘土矿物,裂隙发育,硬塑。第四系上更新统冲积粉质粘土(Q3al+pl可塑粉质粘土1:灰黄色,含氧化铁、铁锰质。该层无摇振反应,稍有光泽,干强度及韧性中等,局部 夹灰白色高岭土条带。软塑粉质粘土 2:黄褐、灰褐色,湿饱和,软塑,含多量铁锰质结核,切面有稍光泽,干强度及韧 性中等,局部夹灰白色高岭土条带。第四系上更新统冲积粉土及砂层(Q3

10、al+pl粉土1:灰黄色,湿,稍密中密,含少量氧化铁、铁锰质,局部底层为薄层粉砂,该层具轻微摇振 反应,无光泽,干强度及韧性低。细砂2:灰色、灰黄色。系长石、石英、云母细片、岩屑及暗色矿物等颗粒组成。松散。稍湿饱和。 局部地段分布。(5第四系上更新统冲洪积砂卵石(Q3al+pl松散卵石 1:灰色、黄灰色为主,湿饱和,岩性以岩浆岩及变质岩为主,少量沉积岩。卵石含量小 于 55%,粒径一般 2050mm ,磨圆度中等,卵石中充填 45%砂砾石。局部地段松散卵石中夹薄层砂。稍密卵石 2:灰色、 黄灰色为主, 湿饱和, 岩性以岩浆岩及变质岩为主, 少量沉积岩。 卵石含量 55% 60%,粒径一般 30

11、60mm ,最大大于 100mm ,磨圆度中等。部分卵石中等风化,少部分卵石强风化成碎颗粒 或砂粒。中密卵石 3:灰、黄灰、灰黄等色,湿饱和,岩性以岩浆岩及变质岩为主,少量沉积岩。卵石含量 为 6070%左右,充填物为砂砾石。粒径一般 3060mm ,最大大于 120mm ,磨圆度较好,多呈圆亚圆形。 卵石中等风化,回旋钻取样时,部分中等风化卵石被击碎成角砾状或砂颗粒状。密实卵石 4:黄灰、 灰黄色, 湿饱和, 岩性主要为岩浆岩及变质岩, 少量沉积岩。 卵石含量大于 70%,粒径一般 50100mm ,磨圆度较好,多呈圆亚圆形。卵石中等风化,回旋钻取样时,部分中等风化卵石被 击碎成角砾状或砂颗

12、粒状。 白垩系灌口组砂质泥岩层(K 2g 与一级阶地的白垩系灌口组砂质泥岩层一致。上述各地层的主要物理力学性质指标见下表 2。地基土物理力学指标一览表 表 2 2.3水文地质条件据勘察报告,场地内地下水主要是赋存于砂卵石土层中的孔隙潜水,以距离场地西北侧 240m 左右的沙河河水、及大气降水、上游地下水补给,水量丰富,水位变化主要受季节性控制,年变化幅度 1.5m 左右。 勘察期间为地下水丰水期,测得其稳定水位埋深为 5.09.8米,相应标高为 486.38487.87m 。预计至枯 水期(111月份 ,地下水位将下降 1.5米左右。同时在粘性土层之上和粘性土层中存在少量的上层滞水, 受大气降

13、水、 地表水 (如地势低洼处、 水沟等 等渗透补给,其水位埋深差异较大,无统一的自由水面,对基础施工影响较小。据勘察报告,场地内砂卵石层的综合渗透系数(k 可按 22m/d采用。本场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性, 地基土对混凝土结构及钢筋混凝土 结构中的钢筋具微腐蚀性。3、 CFG 桩复合地基设计3.1设计说明(1 处 理后的 CFG 桩复合地基应同时满足承载力和压缩模量的设计要求,即复合地基的承载力 f spk 260kPa ,复合地基压缩模量 15MPa 。 ;(2 因 场地内地层变化大,桩端持力层层面起伏大,按各钻孔计算的单桩竖向承载力特征值 Ra 差异较 大,

14、 根据 Ra 值大小和桩间土层情况, 将场地分为 A 、 B 、 C 三个区进行 CFG 桩复合地基计算, 各区具体情况为: A区:桩间土层按细砂考虑, fsk=100kPa, Es=5.5MPa,单桩承载力取值 Ra=210.0kN;B区:桩间土层按细砂考虑, fsk=100kPa, Es=5.5MPa,单桩承载力取值 Ra=240.0kN;C区:桩间土层按软塑粉质粘土考虑 ,fsk=100kPa, Es=3.2MPa,单桩承载力取值 Ra=240.0kN。 (3 C FG 桩以稍密卵石或中密卵石或密实卵石为桩端持力层,综合考虑螺旋钻在卵石层中成孔施工的影响因素,其桩端阻力特征值统一取值为:

15、qp=1200kPa,桩端进入持力层的深度不少于 0.5m ;(4 桩 间土层的力学指标按细砂取值,局部有软塑粉质粘土分布的区域按软塑粉质粘土取值;(5 因 各基础的高度 h 不一致, CFG 桩单桩承载力计算时, 计算桩长自桩顶标高最低的 CFG 桩起算, 即: 494.50-5.10-1.20-0.10-0.20=487.90m。基础埋深及碎石桩顶标高一览表 表 3 3.2设计依据1、 建设单位提供的 总平面图 、 地下室基础布置图 、 基础大样及配筋图 (设计说明中含地基处理 要求 、 墙体大样图 。2、国家、地方、行业规范规程建筑地基处理技术规范 (JGJ 79-2012建筑地基基础设

16、计规范 (GB 50007-2011 ;成都地区建筑地基基础设计规范 (DB51/T5026-2001 ;建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008;建筑抗震设计规范 (GB50011-20010;建筑地基基础工程施工质量验收规范 (GB50202-2002;四川省建筑地基基础质量检测技术规程 (DBJ51/T014-2013。3、 由中节能建设工程设计院有限公司提供的 成都市锦江区狮子山二区新建社区服务中心、 农贸市场、 文化活动中心等公共配套设施项目岩土工程勘察报告 。3.3 CFG桩主要设计参数(1桩径:400mm ;(2桩长:以桩端进入持力层的深度不小于 0.50m 控制;(3桩体强度:

17、采用 C20商品混凝土;(4桩端持力层:稍密卵石层或中密卵石层或密实卵石层均可;(5桩间土层:按细砂考虑,局部为软塑粉质粘土;(6褥垫层:厚度为 200mm ,其材料用级配砂石,石子的最大粒径不大于 30mm 。 3.4 CFG桩设计计算1、复合地基计算据建筑地基处理技术规范 (JGJ 79-2012 , CFG 桩复合地基承载力计算公式为: f spk =mR a /Ap + (1-m f sk式中 :f spk 复合地基承载力特征值(kPa ; 单桩承载力发挥系数,经验取值 0.9;m 面积置换率 m=d2/de 2;d 桩身平均直径;d e 一根桩分担的处理地基面积的等效园直径;R a

18、单桩竖向承载力特征值 (kN;A e 一根桩分担的处理地基面积的等效园面积(m 2 ;A p 桩的截面积(m 2 ,桩径 d=400mm; 桩间土强度折减系数,取 0.9;f sk 处理后桩间土承载力特征值 (kPa;单桩承载力 R a 计算公式:R a =up =ni 1q si l i + p q p A p式中:u p -桩的周长(m ;n-桩长范围内所划分的土层数;q si -桩周第 i 层土的侧阻力特征值(kPa ;l i -桩长范围内第 i 层土的厚度(m q p -桩端端阻力特征值(kPa ,按 1200kPa 取值;p -桩端端阻力发挥系数,经验取值 1.0;成都市锦江区狮子山

19、二区新建社区服务中心、农贸市场、文化活动中心等公共配套设施项目 CFG 桩复合地基施工图设 计报告 4、施工工艺 （一）施工流程 测量放孔螺旋钻机就位砼泵车架设连接钻孔至要求深度泵车压入砼、 旋转提 升钻杆至桩顶控制标高为止。 （二）施工要求 （1）测量放线：根据 CFG 桩布桩标注详图（02-01）准确测放桩位，并经建设单位和监理单位检查认 可后进行施工。 （2）施工顺序：CFG 桩应间隔施工，间隔桩位在 2 个以上，以免出现窜孔现象。桩身砼浇灌完毕 24 小时后方可施工相邻桩。 （3）桩端持力层：成孔达到要求深度后，须由具有工程经验的技术人员进行桩端持力层鉴定，确保桩 端持力层的承载力达到设计要求； （4）当孔深到达设计深度时，经现场技术人员验收后，向孔内压入砼，同时旋转提升钻杆。 （5）其他要求 a. 桩体材料为 C20 商品砼,骨料粒径应满足泵送要求； b. 砼浇注时必须保证桩体密实度,以确保桩体与桩间土的充分结合,其充盈系数不应小于 1.10； 5、复合地基检测 据四川省建筑地基基础质量检测技术规程 (DBJ51/T014-2013的规定，本工程 CFG 桩复合地基检 测要求如下： （1） 检测应在施工结束 15 天（或桩身强度达到设计要求）后进行。 （2） 抽取不少于总桩数的 10%共 354 根，采用低应变法