楼地基处理设计方案

目录第1部分编制依据1第2部分工程背景2第3部分岩土工程设计方案4第4部分换填方案和夯扩桩方案技术对比6附图1 2号楼夯扩混凝土桩及夯扩碎石桩平面布置图1.1设计主要依据规范及标准〔1〕《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）〔2〕《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）〔3〕《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）〔4〕《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)〔5〕《混凝土强度检验评定标准》(GBJ 108-87)〔6〕《工程测量规范》（GB 50026-93）〔7〕《建筑工程测量规程》（DBJ 01-21-95）〔8〕《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）〔9〕《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ 01－501－2008）〔10〕《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202－2002）〔11〕《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33-2001）〔12〕《施工现场临时用电技术规范》（JGJ 46-2005）〔13〕《建设工程施工现场安全防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准》（DBG 01-83-2003）1.2 其它文件1、设计单位提供的本工程相关设计图（电子版）；2、北京市勘察设计研究院有限公司提供的本工程岩土工程勘察报告（报告编号2009技165）；3、公司的企业标准，包括质量、环境、职业健康安全管理手册及施工作业指导书等；4、现场踏勘情况；5、我公司施工类似地基处理工程的施工经验。

2.1 工程概况拟建康龙化成新药研发服务外包基地建筑场地位于北京市经济技术开发区博兴三路东侧、泰河路南侧，涉及北京市1：500地形图图幅号为Ⅱ－3－4－9（3）、9（2）、19（4）、19（1）。

详见“拟建场区平面位置图”。

项目一期工程由中国建筑标准设计研究院进行设计工作。

根据业主基设计单位提供的设计资料，拟建一期建筑包括办公楼、实验楼、库房、实验室、门卫，拟建建筑物设计条件详见表1：项目名称±0.00绝对标高（m）结构形式地上/地下层数基础埋深（m）（在±0.00以下）基底平均压力估算值（kN/m2）办公楼（1号楼）28.80框架结构8F/1B 5.46～7.96/化学实验楼（2号楼）28.605F/0B 6.11普通库房（4号楼）28.504F/0B 2.0200化学实验楼（6号楼）28.505F/0B7.66/2.2.1 地形及地物条件拟建场区现地形基本平坦，勘探时钻孔孔口处地面标高为26.92m～27.57m。

场区内现为空地。

据了解场区东部有一条近南北向的深沟，深度7.00m～9.00m，约在5～6年前回填。

现场可见已施工完成的钻孔灌注桩，每一承台下4根桩，桩径400。

经了解，为原土地使用者CONCORDIA 康达应彩科技有限公司拟建厂房的基础桩，于2005 年完成施工，有效桩长9.00m左右。

2.2.4 地层土质及岩性特征概述根据现场勘察、原位测试及室内土工试验成果，将本次勘探深度（25.00m）范围内的土层按照成因类型、沉积年代划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，根据岩性及工程性质进一步划分为8 个大层。

现按自上而下顺序，对各土层分述如下。

拟建场区人工堆积层厚度变化较大，一般为1.00m～3.00m。

局部达7.00m～9.00m，主要以沟的形态分布于办公楼（1#）、化学实验楼（6#）、生物实验楼（5#）东侧，普通库房（4#）、化学实验楼（2#）西部。

参见“拟建场区已填埋的沟、坑分布图”，在已填埋的沟的范围缺失粘土－重粉质粘土②层、砂质粉土②1层、粉砂－细砂②2层和粉砂－细砂③1层。

上述各土层的分布情况及土的物理力学性质指标详见“地层岩性及土的物理力学性质综合统计表”。

成因类别地层序号岩性各大层层顶标高(ｍ)地层主要特征人工堆积层①房渣土26.92m～27.57m杂色、松散～稍密、稍湿～湿，含砖块、碎石、混凝土碎块、砖灰渣①1砂质粉土填土－粘质粉土填土黄褐色、中下稍密、稍湿～湿、可塑，含砖灰渣，植物根新近沉积层②粘土－重粉质粘土24.62m～26.84m黄褐色～褐黄（暗）、湿、硬塑～可塑，具中高压缩性，含姜石、氧化铁，腐殖质②1砂质粉土黄褐～褐黄（暗）、中～中下密、稍湿～湿、硬塑～可塑，土质不均，含云母，氧化铁②2粉砂－细砂黄褐～褐黄（暗）、稍密～松散、稍湿、土质不均，粉质粘土夹层，含云母，氧化铁③细砂－中砂23.17m～25.54m 褐黄色、中～中上密、稍湿～湿～饱和，含云母及少量圆砾③1粉砂－细砂褐黄～褐黄（暗）色，中下～稍密、稍湿，夹或混粉质粘土（层），含云母、氧化铁第四纪沉积层④粉质粘土－重粉质粘土16.92m～19.51m局部缺失褐黄（暗）～灰黄色、饱和、可塑～硬塑，具中压缩性，含云母、氧化铁④1粘质粉土－砂质粉土褐黄（暗）～灰黄色、中上密、饱和、可塑～硬塑，含云母、氧化铁⑤中砂—粗砂15.20m～18.56m褐黄色，密实、饱和，含氧化铁，圆砾⑥粉质粘土－重粉质粘土12.59m～14.12m局部缺失褐黄色、饱和、可塑，具中～中低压缩性，含氧化铁、姜石⑥1粘质粉土褐黄色、中上～中密、饱和、可塑～硬塑，含云母、氧化铁⑦粉砂－细砂11.00m～12.82m(局部缺失)褐黄色、密实，饱和，含云母、氧化铁⑧粘质粉土－粉质粘土8.57m～12.09m褐黄色，饱和，可塑～硬塑，具中低～中压缩性，含云母、氧化铁⑧1重粉质粘土－粉质粘土褐黄色、湿～饱和可塑～硬塑，具中～中低压缩性，含氧化铁、姜石拟建场区现场勘探期间（2009 年9 月下旬）于钻孔中实测到1 层地下水，该层地下水静止水位标高为18.30～19.48m（深度7.80m～8.90m），地下水类型为潜水。

第3部分 岩土工程设计方案3.1岩土工程方案总体设计原则总体设计原则：安全可靠、经济合理、施工可行、快速高效。

3.1地基处理方案设计 3.1.1地基处理方案分析根据场地条件，拟建建筑物基础持力层为房渣土③1粉砂细砂层，设计要求处理后的承载力特征值不小于200kPa ，地基沉降不大于50mm 。

根据地层情况和我司类似工程的施工经验，拟采用夯扩桩对房渣土进行挤密置换以提高承载力，减小沉降。

由于基础下地层变化较大，局部房渣土填土层厚度达4.5m ，局部无房渣土。

桩长设计主要考虑①房渣土处理，桩端持力层选择在⑤中砂粗砂层，以期提高单桩承载力，加大桩间距，强化褥垫层的调节作用，降低复合地基刚度，协调基础沉降。

若选择在④粉质粘土重粉质粘土层中，桩端持力层较差，则单桩承载力降低，要达到设计要求的承载力，势必会加密布桩，桩间距减小，则复合地基刚度加大，不利于基础的均匀沉降。

综合考虑以上因素，有效桩长取6m ，桩端持力层选择在⑤中砂粗砂层。

基础下的夯扩桩采用干拌混凝土回填夯实。

考虑到房渣土为主要处理土层，基础外布置的保护桩采用石料回填以降低成本，有效桩长为4m 。

3.1.2 单桩承载力特征值Ra 设计a R＝ p p ni isi pA q l q+∑=1u其中：uP － 桩的周长qsi － 第i 层土的侧摩阻力特征值 li － 第i 层土的厚度 AP － 桩的断面面积 qp－ 桩端土阻力特征值3.1.3 复合地基面积置换率m 计算m ＝ sk Paskk sp f A R f f ββ--⋅式中: fsp.k－ 复合地基承载力特征值 m － 面积置换率AP － 桩的断面面积,0.237m2fsk － 处理后的桩间土承载力特征值，取100kPa－ 桩间土强度发挥系数，取0.95Ra － 单桩承载力特征值3.1.4 具体设计参数具体的设计参数见表3。

设计参数4#楼基础垫层底标高(m) -6.15（22.45） 桩顶标高(m)-6.35（22.25）桩间土承载力特征值(kPa) 100（处理后）复合地基承载力特征值(kPa) 200单桩承载力特征值(kN) 370桩径(mm) 550施工桩长(m) 7.0有效桩长(m) 6.0保护桩长(m) 1.0桩距(m) 根据基础面积调整（1.8×1.8）桩端持力层⑤中砂粗砂层桩体强度C15褥垫层厚度20cm，5～20mm碎石面积置换率(%) 7.17夯扩桩平面布置见桩位平面布置图。

第4部分换填方案和夯扩桩方案技术对比4.1 对比条件拟建2#楼（化学实验楼）基础垫层底标高为-6.11m，埋深约自然地面以下5.1m。

根据本工程勘察报告，基础范围内有一条掩埋深沟，沟深7.3～9.6m，故基底存在2.2m～4.5m厚层房渣土层。

勘察报告揭示深沟大致位置如图1所示。

该部分房渣土地基承载力不能满足设计要求，因此需考虑对房渣土进行地基处理，地基处理可选用换填垫层法和夯扩桩法处理。

图1 深沟大致范围和深度示意图4.2方案对比4.2.1 砂石垫层法根据已有资料，本工程换填垫层法采用级配砂石换填，换填级配砂石须分层换填，砂石压实系数、垫层底面的宽度（基底面应力扩散）满足规范要求。

按设计方要求，当换填深度超过2.5m时，告知设计方另行处理。

4.2.2 夯扩桩法按照地基承载力200kPa地基处理要求初步计算，基础下布设夯扩混凝土桩，桩长7m（有效桩长6m），桩间距1.8m，桩径550mm；基础周围布设夯扩碎石保护桩，桩长5m（有效桩长4m），桩间距1.8m，桩径550mm。

夯扩混凝土桩桩顶铺设200mm褥垫层。

处理范围内布设夯扩混凝土桩451根，夯扩碎石桩368根。

（详见第3部分）4.3 工作量对比说明：红色表示夯扩桩方案黑色表示换填垫层方案图2 两种地基处理方案剖面图如图2所示，两种处理方案会产生处理方案自身工作量的差异，以及引起基坑支护、土方开挖等工作量的差异，初步统计夯扩桩方案相较换填垫层方案工作量增减见表1。

序号项目夯扩桩方案相较换填垫层方案工作量增减备注1基坑侧壁土方约-2200m3包括外运和回填2基坑支护约-667m2/3房渣土外运约-8500m3/4级配砂石换填约-8500m3/5夯扩混凝土桩748m3/6夯扩碎石桩436m3/7褥垫层291m3/8剔桩头451根/9清保护土1454m3/10载荷试验基本相同4.4 造价对比两种处理方案造价对比见表2和表3。

序号项目换填垫层方案估计单价（元）估计合价（元）1基坑侧壁土方（含外运和肥槽回填）约-2200m350110000.02基坑支护约-667m2160106720.0 3房渣土外运约-8500m318153000.0 4级配砂石换填约-8500m3100850000.05载荷试验3点600018000.06合计//1237720.0序号项目夯扩桩方案单价（元）小计（元）1夯扩混凝土桩748m3550411400.02夯扩碎石桩436m3280122080.03褥垫层291m310029100.04剔桩头451根104510.05清保护土1454m32231988.06载荷试验3点600018000.07合计//617078.0两种地基处理方案工期对比见表4。