人工挖孔灌注桩可行性论证报告

PAGEPAGE1双河佳苑项目人工挖孔灌注桩可行性论证报告PAGEPAGE1双河佳苑项目人工挖孔灌注桩可行性论证报告设计：校对：审核：目录工程概况工程地质条件设计依据基础布置情况岩土物理力学参数人工挖孔灌注桩的必要性人工挖孔灌注桩的可行性人工挖孔灌注桩的施工要求结论附：桩护壁计算书及锁口大样PAGE2`-PAGE1-一、工程概况：重庆市巴南区双河佳苑项目勘察设计项目，拟建建筑为住宅、车库、商业，总用地面积：9250.00平方米；总建筑面积：22232.17平方米，其中地上建筑面积：15168.23平方米，地下建筑面积：7063.94平方米；1号楼地上11层住宅、地下2层车库；2号楼地上1层商业；3号楼地上11层住宅、地下1层车库；4号楼地上1层商业。建筑抗震设防类别为丙类，场地类别为II类，建筑抗震设防烈度6度，结构为住宅：抗震墙结构；车库、商业：框架结构。拟建场地平场后存在局部素填土，填龄大约10年，最大深度约2.5m，未做夯实处理，若采用机械旋挖工艺无法保证基坑护壁质量；因拟建场地范围较小，周围有已建建筑，若采用机械旋挖工艺则需要的施工开挖面较大，施工作业困难；并且机械旋挖无法实现椭圆桩、矩形桩孔；总平面图如下：平面布置图如下：一地块平面布置图：二地块平面布置图：二、工程地质条件：1、地形地貌拟建场地地貌单元属构造剥蚀低山丘陵地貌。场地地形北西高南东低，两个地块分部在2个近平行的冲沟内，其间存在一小山脊。场地内地形高程209.30m～234.72m，相对高差25.42m，大部分粉质粘土覆盖，局部地段基岩裸露。2、气象水文条件（1）、气象水文根据地勘报告，勘察区地处亚热带温润季风区。四季分明，冬冷，夏热，无霜期长；湿度大、云雾多、日照少、秋季多绵雨。1982～2010年多年平均日最大降雨量121.6mm。1982年7月28日，区内遭受了一场百年不遇的特大暴雨，日降雨量为306.9mm，过程总降雨量为336.8mm。区内1小时最大降雨量为60.9mm，10分钟最大降雨强度为18.4mm，年暴雨日数为3.8日（日降雨量≥50mm），暴雨集中在6～8月。（2）、地质水文根据地勘报告，场地内及周边未见明显地表水体。水文地质条件简单，地下水具有微腐蚀性，地下水可不考虑抗浮设计。场地内未见其它地表水体。3、地层岩性根据地勘报告，拟建场地内地层为第四系全新统素填土（Q4ml）、红粘土（Q4el+dl），三叠系下统飞仙关组（T1f-Ml）灰岩及泥岩组成，其岩性由新到老分述如下：3.1第四系全新统（Q4）场地土层主要为第四系全新统素填土（Q4ml）、粉质粘土（Q4el+dl），下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩、泥岩，自新到老分述如下：3.1.1、土层1）素填土（Q4ml）：杂色，主要由砂岩、泥岩碎块石及粉质粘土组成，碎块石直径约10～300mm，含量约30％～70%，稍湿.结构松散～稍密，为附近修房及道路弃土形成，回填时间约10年，主要分部在场地南侧红线外现有建筑处，本次钻探中无揭露。估计厚度0.50m～2.50m。2）粉质粘土（Q4el+dl）：紫红色，灰褐色，灰黑色，可塑状，干强度及韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应，含约5%~15%的细沙，残坡积成因。在44个钻孔揭露粉质粘土，厚度0.60m（ZK8）～11.70m（ZK44），厚度不均，分布于场地的大部地段。3.1.2、岩石侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩、泥岩1)泥岩(J2s-Ms)：紫红色，暗紫色，局部为砖红色，泥质结构，中厚层状构造。以粘土矿物为主，局部含砂质较重，偶见灰绿色团块。在42个钻孔有揭露，厚度1.60m（ZK38）～20.70m（ZK13，未钻穿），分布于整个场地，为场地主要岩层。2)砂岩(J2s-Ss)：黄色，灰黄色，灰白色，中细粒结构，中厚层状构造，主要矿物成分以石英、长石为主，偶见云母等，泥质胶结、钙泥质胶结。35个钻孔见到砂岩，厚度1.10m（ZK11）～29.35m（ZK27，未钻穿），与泥岩互层,为场地次要岩层。4、地质构造根据地勘报告，拟建场地位于洛渍向斜东翼，通过本次调查并结合区域资料分析，场地区内无断层及破碎带通过。场区内岩层呈单斜产出，产状：293°∠44°，结合程度很差，为软弱结构面。勘察区主要发育两组构造裂隙：裂隙①：产状105°∠64°，裂隙间距每米0.5～1.50m，张开度1～10mm，延伸长度1～5m，裂面较平整，结合很差，少量泥质填充，为软弱结构面。裂隙②：产状200°∠73°，裂面较平直，裂隙间距每米2～3条，延伸长度2～8m，张开度2～15mm，未见充填物，结合程度很差，为软弱结构面。通过本次勘察证实，场地内无断裂通过，且周边断裂距场区较远，无明显活动痕迹，拟建场地处于周围微弱活动环绕的地壳稳定区，对拟建工程无不良影响。因而场地所在地段地质构造简单，属稳定地块。5、不良地质作用根据地勘报告，经工程地质测绘和钻探揭露，场地范围内无活动断层，场地内也未发现滑坡、危岩、崩塌、泥石流、地面塌陷等不良地质现象，也无采空区、古河道、墓穴、孤石等对工程不利的埋藏物分布。6、水文地质条件根据地勘报告，场地大部分上覆填土层厚度不大，下覆砂岩、泥岩。场区地下水类型主要为第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水。松散层类孔隙水主要分布于全新统第四系表层填土孔隙中，主要受大气降水渗入补给。大气降水通过表层土下渗，在基岩面较低洼处汇集形成上层滞水。风化裂隙水分布于基岩顶部强风化裂隙以及基岩构造裂隙中，该类型地下水受基岩裂隙控制，分布不连续，含水量小。第四系松散层孔隙水和风化裂隙水受大气降水补给，通过孔隙、裂隙向下渗入，循基岩面坡度由较高处向低洼地段迳流，向南东侧排出场外，具就地补给，就近排泄，迳流途径短，动态变化大的特点，丰水季节第四系松散层孔隙水和风化裂隙水含量较多，枯季多干涸。勘察期间经对场地内所施工的46个钻孔的终孔水位观测，全部钻孔均为干孔。场地钻探深度范围内，勘察期间未见地下水位，地下水较贫乏，场地水文地质条件简单。场地环境类型为Ⅲ类。原始地形冲沟位置，雨季可能汇集丰富的地下水。设计依据（1）重庆川东南工程勘察设计院有限公司2019年09月编制的《巴南区双河佳苑项目工程地质勘察报告（直接详勘）》。（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010（2015年版））；（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；（4）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）2009年版（5）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）（6）《大直径扩底灌注桩技术规程》（JGJ/T225-2010）（7）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）（8）《建筑地基基础设计规范》（DBJ50-047-2016）（9）《建筑桩基础设计与施工验收规范DBJ50-200-2014》（10）《全国民用建筑工程设计技术措施——结构》四、基础布置情况：1,一地块基础平面布置图如下：2,二地块基础平面布置图如下：3,抗滑桩平面图示意图如下：1）,一地块抗滑桩示意图：2）二地块抗滑桩示意图：4,典型基础剖面图如下：1）,7-7剖面图：2），9-9剖面图：3）,11-11剖面图：4）,13-13剖面图：5）,16-16剖面图：6）,人工挖孔桩明细表：注1：D为桩身直径，L为平直段长度，Do为扩底后桩身底端直径，hr为嵌岩深度。注2：桩长为计入嵌岩深度后的总长度。五、岩土物理力学参数根据地勘报告，岩土物理力学参数如下表：注：上述表格带“*”的参数为经验数据。六、人工挖孔灌注桩的必要性1、场地周边有已建建筑（一地块东北角，据红线6~8米，详平面布置图），选择采用人工挖孔工艺则可减小开挖时对相邻基础的扰动；2、本工程桩基础设计含矩形桩（边坡支护）及椭圆桩（单体基础），采用人工挖孔桩更经济合理；3、本项目分为两个地块，均形成较高基坑边坡，不便于大型设备的进出。故针对本项目采用人工挖孔桩在操作方面及桩身承载力方面更具优势。七、人工挖孔灌注桩的可行性1、拟建场地成桩工艺采用钢筋混凝土护壁措施，可以承受桩周边的岩土压力，防止松散回填土塌孔的可能。3、根据地勘资料和现场踏勘，拟建场地中的岩土体不存在对人体健康有危害性的物质，不存在频繁地下水、管涌、流沙等不良地质。4、桩身直径：圆桩最小为1m，椭圆桩最小直径0.9m，最小平直段0.75m，采用人工挖孔工艺具有可操作空间。5、本项目周边临近项目已采用人工挖孔工艺，现已主体封顶，其成功经验可借鉴。八、人工挖孔灌注桩的施工要求1、本项目应根据地形地貌及设计总图平场，平场后应先进行基坑边坡、环境边坡的治理，并做好有效截水、排水措施后，才可进行单体建筑的人工挖孔桩开挖，严禁未对边坡处理后施工。2、拟建场地施工期正值雨季，应尽量避开雨季施工；若在施工过程中遇降雨，则应根据现场实际情况采取合理的排水措施，防止积水和井涌（流泥）现象。3、建议采用钢护筒或有效的降水措施，终孔后应清除护壁上的泥土和孔底残渣、积水；当渗水量过大时，应采取场地截水、降水或水下灌注混凝土等有效措施；严禁在桩孔中边抽水边开挖边灌注，包括相邻桩的灌注。4、应采取有效的桩底井水外排措施，特别是地下室范围的排水，必要时应在地下室降水井周边设置排水沟（或排水管），以便有效的将积水排出场地。5、桩身成孔过程中，随时监控桩孔内的空气质量，当孔深超过5m时，向井下通风，加强空气对流，必要时输送氧气。6、整个施工过程中应对桩孔加强有害气体的检测。7、孔口四周应设置护栏，护栏高度应满足相关规范的规定。8、桩距小于2.5米时，采用间隔开挖。相邻排桩跳挖的最小施工净距不小于4.5米。9、孔内设置应急软爬梯供人员上下；应使用符合规范的升降电源，使用前必须检查其安全起吊能力，保证工人作业的安全。10、挖出的土石方及时远离孔口，严禁堆放在孔口周边1米范围内，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。11、开挖过程中应加强对填土、岩层中可能会出现的溶洞等问题的监测，若实际情况与地勘报告有较大出入，应及时通知相关单位。九、结论综合上述分析比较，本工程人工挖孔灌注桩的论证满足安全性、经济性、合理性等诸多因素，建议采用人工挖孔灌注桩。附录：1、圆桩桩身护壁计算书圆桩计算：桩四周考虑素填土/粉质黏土最不利情况（取12m厚）计算。计算条件：取最大桩孔外直径D=1.3m，此岩土层最深护壁深度H=12m，混凝土采用C30，fc=14.3N/mm²，考虑施工期间强度折减系数0.2，每节高1.0m，土的天然重度γ=20.0KN/m3，内摩擦角为ψ=10.37°，不考虑粘聚作用（c=0），安全系数K=1.65，因本场地地下水较匮乏，则不考虑地下水。计算过程：护壁受到的最大侧压力P=γHtg2（45o-ψ/2）=20*12*tg²（45°-10.37°/2）=167KN/㎡，护壁厚度t≥KpD/(2*0.2fc)=1.65*167*1.3/(2*0.2*14.3)=62.625mm。2、椭圆桩护壁计算书椭圆桩计算：桩四周考虑素填土/粉质黏土最不利情况（取12m厚）计算。计算条件：取最大桩孔外直径D1=1.8m直径，长直段L=1.0m故取D2=2.8m，此岩土层最深护壁深度H=12m，混凝土护壁采用C30，fc=14.3N/mm²，考虑施工期间强度折减系数0.2，每节高1.0m，土的天然重度γ=20.0kN/m³；内摩擦角为ψ=10.37°，不考虑粘聚作用（c=0），因本场地地下水较匮乏，不考虑地下水。计算过程：最大侧压力P=γHtg2（45o-ψ/2）=20.0*12*0.834²=167KN/㎡，按D1护壁，厚度t1≥KpD/（2*0.2fc）=1.65*167*1.8/2*0.2*14.3=86.711mm。按D2护壁，厚度t2≥KpD/（2*0.2fc）=1.65*167*2.8/2*0.2*14.3=134.885mm。 3、配筋计算书a/b=0.9/1.4=0.643,故查表按插值法取M1内力系数为0.641，M2内力系数为-0.596，则M1=0.641*q*a²=0.641x167x1.8x0.9x0.9=156.075kN▪mM2=-0.573*q*a²=-0.573x167x1.8x0.9x0.9=-139.51