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1、某高层住宅楼复合地基设计一、工程概况某单位拟建一栋高层住宅楼，住宅楼地上18层，地下1层，剪力墙结构，平板式筏板基础，基础埋深为天然地面下4.2m，地下水位在天然地面下20.0m。基底压力标准值为280 kPa，准永久组合值240kPa。二、场地地质情况 从勘查报告可以看出，场地地质土层情况和土的物理力学指标如表1，2所示。表一 土的物理力学指标 地层名称及编号fak(kpa)承载力特征值r(KN/m3)重度Es1-2(MPa)压缩模量Ck(kpa)粘聚力k()内摩擦角备注层杂填土8018.0-10.08.0层粉土15018.58.025.030.0e=0.5层粉质粘土18019.08.015
2、.025.0层细砂12517.03.515.010.0（中密）层中砂18019.08.015.025.0中密层粉质粘土15018.05.015.015.0e=0.5层细砂18018.58.030.015.0层粉质粘土20019.08.035.020.0e=0.5表二 场地地质土层情况 孔号土 层 1号孔2号孔3号孔4号孔层杂填土1.2m1.5m1.4m1.3m层粉土3.8m4.0m4.2m3.6m层粉质粘土6.0m5.5m5.2m5.8m层细砂9.7m8.6m9.4m10.0m层中砂1.4m1.5m1.6m1.8m层粉质粘土2.2m2.5m2.6m3.0m层细砂1.9m1.8m2.0m2.1m
3、层粉质粘土16.5m17.3m16.3m15.1m三.设计依据1、建筑地基基础设计规范GB50007-2002；2、建筑桩基技术规范JGJ94-94；3、建筑地基处理技术规范JGJ79-2002；4、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002；5、沉管灌注桩复合地基技术规程DB13(J)-2001；6、 该工程有关的勘察、设计等资料。四、地基处理方案选择拟建一栋高层住宅楼采用平板式筏板基础，基础埋深 -4.2m，基础坐在层粉质粘土上，其承载力特征值 fak=150kpa,采用复合地基方案可充分利用地基土的承载力，它较之于桩基础要经济。由于天然地基承载力较低，承载力提到幅度较大，故
4、采用桩体强度较高传递垂直荷载的能力强的水泥粉煤灰碎石桩进行地基处理（施工工艺采用沉管灌注桩成桩工艺），桩身置于层中砂，该层厚1.4-1.8m，是良好的桩端持力层。利用提高地基承载力及减小地基变形，达到满足设计要求目的。五、复合地基方案设计1. 复合地基承载力计算 根据建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）（简称地基规范）和建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）（简称地基处理规范），轴心荷载作用时复合地基承载力按下式进行验算：2、水泥粉煤灰碎石桩的设计2.1 水泥粉煤灰碎石桩地基处理目的及范围 水泥粉煤灰碎石桩主要是提高地基承载力以满足设计要求，并能有效减小地基的变形量，使得高层
5、住宅的整体倾斜满足规范要求。水泥粉煤灰碎石桩只在基础范围内布置。 2.2水泥粉煤灰碎石桩的设计参数水泥粉煤灰碎石桩桩径450mm，设计有效桩顶标高4.9m，桩端均进入层中砂，故设计有效桩长17m，保护桩长0.5，即施工桩顶标高，施工桩长为。桩周土及桩端阻力特征值取值如下：层粉土，层粉质粘土、层细砂、层中砂，。2.2.1依据1#至4#勘察孔，单桩承载力特值Ra计算如下： 经计算单桩承载力特征值如下表：表三 单桩承载力勘察孔编号1#2#3#4#设计桩长（m）17171717单桩承载力特征值（KN）919.97927.74919.83915.87 附表三（一） 孔号与图的对应关系从以上计算结果可见，
6、由于中砂层是持力层，故取有效桩长17m，复合地基设计时，统一取Ra=915.87KN。2.2.2 复合地基承载力特征值计算式中： m桩土面积置换率； 桩间土承载力折减系数，取0.75； fsk桩间土承载力特征值，取150kpa。依据建筑地基处理技术规范JGJ79-2002，对地基承载力进行修正：其中，由以上公式计算可得：，由规范取桩径，桩距为则桩数，取1091根。，满足要求。由得复合地基承载力，经深度修正后得，满足要求。2.2.3 处理深度范围内复合模量分别为：层粉土：层粉质粘土：层中密细砂：层中砂：2.2.4下卧层承载力验算层中砂为桩端持力层，承载力特征值fak=180KPa,故应将其作为软
7、弱下卧层进行强度验算：=180+4.418.34（18.3-0.5）=1616.39故基底附加压力即使不扩散，层粉质粘土承载力也能满足要求。2.2.5地基变形计算对拟建建筑物的三个角点和中心进行地基变形计算，其整体倾斜及平均沉降均能满足规范要求。计算结果见下表:表四 沉降计算计算点位置西北角西南角东南角中心点依据勘察孔号2#3#4#1#沉降量（mm）65.963.962.9158.9沉降差（mm）21倾斜值0.0000710.000014平均沉降量(mm)158.92.2.6沉降计算点选取 根据就近和偏于安全的原则，所选沉降计算点和相应取样钻孔的对应关系见表和图表五 沉降计算点和相应取样钻孔的
8、对应关系见表 孔号土 层 1号孔2号孔3号孔4号孔层杂填土1.2m1.5m1.4m1.3m层粉土3.8m4.0m4.2m3.6m层粉质粘土6.0m5.5m5.2m5.8m层细砂9.7m8.6m9.4m10.0m层中砂1.4m1.5m1.6m1.8m层粉质粘土2.2m2.5m2.6m3.0m层细砂1.9m1.8m2.0m2.1m层粉质粘土16.5m17.3m16.3m15.1m表六 一号孔 Z(m)l/bz/b(m)(m)(MPa)(mm)(mm)0.02.50.00000.250000.799735.893.60.80.05670.24990.79975.918729.9132.26.80.4
9、8230.24706.71848.395618.8472.616.51.17020.229015.1141.010329.915.517.91.26950.225216.12431.4833548.320.11.42550.219017.60761.2244824.9221.56030.214018.8325.48048111.6298.732.3822.29660.187724.3124l/bz/b(m)(m)(MPa)(mm)(mm)0.02.50.00000.250000.324935.891.51.30.04610.24990.32491.371729.917.56.80.24110.
10、24951.69662.094918.8418.115.40.54610.24623.79150.355829.911.916.90.59930.24544.14730.5747518.719.40.68790.24344.72200.404288.221.20.75180.24185.12622.3087847.110332.381.14830.22967.4349 表八 三号孔Z(m)l/bz/b(m)(m)(MPa)(mm)(mm)02.500.250000.349935.891.61.40.04960.24990.34991.297529.917.16.60.23400.24961.64742.28718.8419.8160.56740.24593.93440.374129.912.017.60.62410.24484.30850.592519.320.20.71630.24264.90050.449789.222.20.78720.24105.35022.0847842.5101.532.3821.14830.22967.4349 表九 四号孔Z(m)l/bz/b(m)(m)(MPa)(mm)(mm)0
