旋挖钻孔灌注桩设计

宣钢烧结机改造工程旋挖钻孔灌注桩设计

1概述

1.1工程概况

(1)建设单位：宣钢集团公司

(2)工程名称：宣钢86平米烧结机易地大修改造工程

(3)工程地点：宣化老虎坟村南

1.2场地工程地质概况

1.2.1气候、地形地貌

拟建场地气候属东亚半干旱大陆性季风气候，温差大，气温低，年平均气温7.7℃年平均气压932.9毫巴，太阳高度角夏至72°39＇冬至25°47＇，年平均降雨量416.4毫米，主要集中在7、8、9月，约占全年的70﹪,年蒸发量1990毫米，是年平均降雨量的3-4倍。风向以夏季东南风和冬季西北风为主，平均风速3.1m/s，最大风速20m/s，最大积雪厚度0.31m，标准冻深 1.40m，风压为0.55KN/㎡，雪压为0.25KN/㎡。

拟建场地位于宣化老坟村南部，处于山前冲洪积平原前部与洋河II级阶地交汇处，地面绝对标高612.84-616.66米。地形呈南低北高。高差为4米左右，地形高差变化较大。

1.2.2地震设防烈度

拟建场地区域构造较稳定，适宜做建筑场地，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，本工程为抗震设防乙类建筑。

宣化地区地震基本烈度7度，设计基本加速度为0.15g，划分为第一级；设计特征周期可采用Tg=0.35g，水平地震影响系数最大值αmax=0.12。

1.2.3水文地质条件

该场地在勘探深度范围内未揭露地下水，据区域资料地下水在地表下11.30-20米左右，相当于绝对标高为602.76-598.61米之间。

1.2.4岩土条件

经过地质勘察拟建场地60米以上地层为第四纪冲洪积构成，按规范、依据岩土体的岩性、成因时代、物理力学性质等因素，可将勘探深度范围内的岩土体

al+ql)。详细地层见附图划分为第四系人工土层(Q ml)和第四系全新统冲、洪积层(Q

4

一。

1.2.5岩土层的主要力学参数

根据野外标贯试验和室内的土工试验结果，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的有关规定及结合场地原初勘资料，各岩土层的主要力学参数见表1。

当采用灌注桩基础时，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的有关规定及类似场地的经验数据，各岩土层的桩侧阻力特征值及桩端阻力特征值

建议采用表2的数据。

2 设计方案选择

2.1 桩型的选择

拟建建筑拟采用条形、独立基础，因为上部土层不能满足地基承载力要求，且分布有湿陷性黄土，为了减少建筑物的不均匀沉降和提高承载力，因此，应当进行地基处理。建议采用复合载体桩、夯扩灰土(水泥土)桩、强夯、换填法或旋挖灌注桩进行地基处理，对重要建筑物应有用旋挖灌注桩，对次重要建筑物应有用强夯进行地基处理，桩基持力层应以卵石⑤或⑦为持力层，桩长约25—35米左右，进入持力层不宜小于0.5—1.0米。

强夯法主要优点是速度快，造价低，但本场地北部为居民区，对居民有一定影响，因此采用此法时应全面考虑。

2.2 钻孔灌注桩的优点

钻孔灌注桩的主要优点概括起来有：质量可靠、技术先进、节省资金、不用降水、振动小、噪音低、适应能力强、工期有保证。

3 钻孔灌注桩的设计

3.1 设计依据

（1）《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) （2）《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) （3）《建筑桩基技术规范》 （JGJ94-94） （4）《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2002） （5）《河北省建筑地基承载力技术规程》 （DB13(J)/T48-2005） （6）《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2002） （7）《基础工程》 （8）《混凝土结构》

3.2 桩数及桩的布置

初步估定数时，根据单桩竖向承载力设计值R ，当桩基为轴心受压时，桩数n 可由下式估算：

()R

G F n +≥

(1) 式中： F ——作用在承台上的轴向压力设计值；

G ——承台及上方填土的重力。

确定理论桩数为114根，具体见附图二。 为了使桩基础中各桩受力比较均匀，布置时尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面型心重合或接近，桩基是大口径的采用一柱一桩设计。具体见附图二。

3.3 方案具体内容

结合场地的工程地质、水文地质条件和上部结构的设计情况，本工程拟采用旋挖钻孔灌注桩以下伏卵石层⑤作为桩端的持力层。由于场地工程桩数量过多，故本设计只对其计算方法和原理进行阐述，具体数据不一一列举。 3.3.1单桩竖向承载力特征值计算

根据中华人民共和国标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）可知当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似土层时，对单桩承载力很高的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值。初步设计时单桩竖向承载力特征值可按下式估算：

∑+=i sia p p pa l q u A q Ra (2)

式中 Ra ——单桩竖向承载力特征值；

A p ——桩底端横截面的面积；

q pa 、q sia ——桩端的端阻力，桩侧阻力特征值。由当地静载荷试验结果

统计分析算得；

u p ——桩身周边长度； l i ——第i 层岩土的厚度。

本工程采用的是旋挖钻孔灌注桩每根桩的桩端都达到卵石层⑤，该层的承载能力良好。单桩竖向承载力特征值见附图二，钻孔桩剖面见附图二。 3.3.2 桩身混凝土强度的计算及配筋验算

根据中华人民共和国标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）可知桩身混凝土强度应按下式计算：

桩轴心受压时 c c p f A Q ψ≤ （3）

式中 f c ——混凝土轴心搞压强度设计值；按现行《混凝土结构设计规范》取值；

Q ——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值；

A p ——桩底端横截面的面积；

ψc ——工作条件系数，预制桩0.75，灌注桩取0.6~0.7（水下灌注混凝土时取低值）。

根据上式计算本工程的工程桩采用C30混凝土，采用矿渣硅酸盐水泥，可适当掺加高效减水剂，掺量根据试验确定，并经现场工程师的认可。不允许任何含有氯化钙的外加剂用在混凝土配合比中。配制的混凝土应该密实，具有良好的流动性，满足水下混凝土灌注要求。

根据已有的桩基础承载力设计值设计桩身配筋。根据《混凝土结构设计规范》