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土应力比,应力分布及其影响因素,极限承载力和沉降量的计算方法,某种处理方法在具体工程中的应用和效果监测等方面.对承载力和变形的研究多采用数值模拟方法加以改进或简化,停留于理论层面,实践性不足,对地基处理方法的研究侧重对其运用于特定工程的经验进行总结,较少探讨其适用性和优缺点,对地基处理方案设计过程进行系统分析的研究亦不多.本文旨在结合笔者的知识积累和实践经验,以北京奥运物流仓库为例,讨论地基处理方法选择,方案设计的思路,以及方案实施的原则,思路和关键点.1.3本文主要工作
1.3.1问题提出
天然地基不满足建构筑物对强度,变形或稳定性的要求是工程建设中常遇到的问题,地基处理工程涉及多个利益相关方,需满足多种目标,具有复杂性.现有地基处理方法较多,新的方法还在不断涌现,系统比较分析各种方法的特点,探索科学高效的地基处理思路,设计具有较高经济,社会和环境效益的地基处理方案,已成为设计,施工,科研和管理等部门亟待解决的问题.地基处理方法选择不合理,方案设计不科学,施工管理不到位等问题,将影响建构筑物质量,工程建设工期及成本,也有可能破坏环境和危害公众生命安全.迫切需要深入辨析国内外地基处理经验和相关研究成果,探索科学的地基处理方案设计思路,以提高我国施工企业的地基处理技术和管理水平.
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1.3.2研究内容,方法及技术路线
本课题以北京奥运物流仓库工程为背景,运用地基基础理论,依据地基设计相关规范,计算分析其上部结构及基础对地基极限承载力和变形的要求,获取天然地基资料,研究确定采取天然地基或人工地基,提炼地基处理技术目标和各主要利益相关方要求,经专家咨询和文献查阅,初选两种地基处理方法,范的前提下,初选材料,桩径,进行方案设计,通过加固机理,使用材料,工程造价和施工进度等技术经济指标比较分析,选定最优方案.
在施工管理和地基处理等理论指导下,考虑该工程施工条件和要求,经过对长螺旋钻孔灌注,泥浆护壁钻孔灌注,振动沉管灌注和长螺旋钻孔泵压混合料等工艺的比较分析,选定成桩方法,在保证质量的前提下,以连续性,均衡性,紧凑性为导向,合理设计施工顺序,并明确质量控制要点,分析施工中的常遇问题,提出预防措施,通过小应变检测,静载试验和沉降观测等方法检验地基处理效果.研究技术路线见图1.1.
图1.1研究技术路线 第2章北京奥运物流仓库地基相关资料分析
2.1北京奥运物流仓库天然地基工程性质分析
北京奥运物流仓库位于北京空港物流基地内,东临顺畅大道,西临顺驰路,业主是北京普洛斯物流发展有限公司,建成后作为奥运会物资周转中心供奥组委使用,总用地面积146608,一期建筑总面积26177.其中,1#仓库为2层钢筋混凝土框架结构,建筑面积约25000,长,宽,高,12×10,二层柱网间距为12×20.仓库防火等级为Ⅱ级,储存物品的防火等级为丙类.
北京奥运物流仓库所在场地属温榆河与潮白河的冲积平原地貌,地形平坦.其地层情况从上至下依次为第①层素填土,第②层粘土,第③层粘质粉土,第④层砂质粉土,第④1层粉质粘土,第⑤层粉质粘土,第⑤1层粘质粉土,第⑤2层粘土,第⑥层粉细砂,第⑥1层砂质粉土,第⑦层粘质粉土,第⑦1层粘土.地面钻孔孔口标高介于36.43-37.03之间.北京奥运物流仓库天然地基各土层地质特征见表2.1.
表2.1北京奥运物流仓库天然地基各土层地质特征
地质年代及成因序号土层名称层厚()顶板标高()岩性特征描述人工堆积①素填土0.4-1.236.43-37.03以褐黄色粘性土为主,湿,松散状态.场地内均有分布.新近沉积②粘土1.3-3.335.43-36.51褐黄色,饱和,可塑状态,含云母,氧化铁,可塑状态,夹粉质粘土薄层,属中压缩性土.场地内均有分布.③粘质粉土0.6-3.032.58-34.66褐黄色,饱和,可塑状态,含云母,氧化铁,中密,夹粘性土团,属中高压缩性土,场地内均有分布.
续表2.1北京奥运物流仓库天然地基各土层地质特征
地质年代及成因序号土层名称层厚()顶板标高()岩性特征描述一般第四系沉积④砂质粉土3.5-6.830.92-33.36灰色,饱和,中密-密实,含云母,夹粘性土薄层,属中低压缩性土,场地内均有分布.④1粉质粘土灰色,饱和,可塑状态,含云母,夹粘质粉土,粉质粘土薄层,属中压缩性土,该层局部缺失.一般第四系沉积
⑤粉质粘土5.5-9.226.03-29.14灰色,饱和,可塑状态,夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布.⑤1粘质粉土灰色,饱和,中密,属中低压缩性土,场地内局部地段缺失.⑤2粘土灰色,饱和,可塑状态,夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内仅局部地段有分布.⑥粉细砂3.6-5.517.93-20.77灰色,饱和,密实,属低压缩性土,场地内均有分布.⑥1砂质粉土灰色,饱和,密实,属中压中低压缩性土,场地局部地段缺失.⑦粘质粉土最大揭露1.9-3.813.58-15.69灰色,饱和,密实,属中缩性土,场地内均有分布.⑦1粘土灰色,饱和,可塑状态,夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布.该场地对基础有影响的地下水主要是上层滞水,经勘察,其初见水位埋深
等
第3章北京奥运物流仓库地基处理方案设计与选择
3.1北京奥运物流仓库地基处理方案设计原则
地基处理方案设计主要包括方法选择和参数确定两个步骤,方法选择是参数确定的前提,其优劣直接影响处理效果.现有地基处理方法较多,各有其适用范围和优劣势,应综合考虑地质条件,上部结构,机械施工设备和机械条件,工期,工程成本等技术经济指标,环境等因素,因地制宜选定,以做到技术先进,经济合理,安全适用,确保质量.地质条件包括地形,地质,成层状态,地下水条件和各种土的物理,化学及力学指标等.结构物形式,规模,安全度和重要性是影响地基处理方法选择的重要因素,劳动力,施工机具及其占地面积,材料,工期,成本等也都可能影响方案可行性,此外,方案设计还需兼顾地下埋设管线位置,机械作业及材料堆放条件,电力与供水条件等.在环境条件方面,工程所在区域气象条件将影响方案可行性和实施效果,随着社会公众环境保护意识加强,还应考虑施工过程中的噪声和振动情况,尽量避免对周围居民生活产生干扰,并须采用适当对策避免施工过程影响邻近建筑物,桥台,桥墩,地下结构物等的安全.
在地基处理中,一定要综合比较各地基处理方案,再择优选定,常采用的方法是技术经济指标比较分析.另外,不同地基处理问题各有其特殊性,选择和设计地基处理方案不能简单依靠经验或复杂的理论计算,还应结合工程实际,通过现场试验,检测等方法,经分析不断修正设计参数.对于重要或缺乏经验的工程,应在施工前利用室内外试验参数按恰当方法进行计算设计,然后利用施工第一阶段的观测结果检验修正基本参数,再进行第二阶段的设计,如此反复,以使设计取值较符合现场情况.
北京奥运物流仓库地基处理方案设计须满足和符合的规范,资料包括《建.
等等
础两种备选方案,拟按技术经济指标进行多方面比较,最后选定施工简便,方法可靠,造价低廉,适合当地环境条件的地基处理方案.
3.3北京奥运物流仓库地基处理方案设计
3.3.1CFG桩设计
CFG桩设计参数主要包括桩径和桩身混凝土强度等级.参考同类项目实践经验和专家咨询结果,初选桩径为420.目前,建筑工程实践多采用低级别混凝土代替CFG桩填料,强度可达设计要求的90%以上,60强度则高达140%.为避免对环境和文明施工造成影响,本工程拟以低等级的C20商品混凝土代替现场搅拌CFG桩填料.另外,桩端需进入第⑥层粉细砂不小于2倍的桩径.
确定CFG桩设计参数后应按地质报告中最不利数值取值估算单桩极限承载力特征值,估算公式见(3.1)[].
(3.1)
式中,——桩周长,
——桩周第层土的侧阻力特征值,
——第层土的厚度,
——桩端阻力特征值,
——桩截面面积.
代入具体数值可得(3.2).
(3.2)
等..
第6章结语
北京奥运物流仓库工程的天然地基不满足上部结构及基础的要求,研究选定CFG桩复合地基进行地基处理.CFG桩复合地基设计理论较为完善,需结合工程特点和地质情况,适当修正理论计算结果.此外,施工过程中的成孔速度,泵送速度,施工顺序等都对处理效果有较大影响,尤其是施工人员素质,施工管理水平等因素.方案施工过程顺利,
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