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54;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.
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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.
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,其初见水位埋深为3.20-9.00,水位标高为27.99-33.67,静止水位埋深为1.90-3.00,水位标高为33.67-34.87.上层滞水主要以大气降水方式补给,以大气蒸发方式排泄.场地内地下水位随季节变化而波动,丰水期水位抬升,枯水期水位等等 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《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002),《北京市建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ01-501-92),《岩土工程勘察规范》(GB50021-94),《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94),《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002),《岩土工程勘察报告》(详勘),基础平面等.
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
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