1、東方有限公司的檢驗及辦公樓地基基礎方案的選擇劉貴 土木六班 1 工程概況東方有限公司擬建的檢驗及辦公樓為四層磚混結構，設計地坪標高470.1，荷載300kN/m。2 場地環境與工程地質條件2.1 自然地理及氣象擬建物場地原為拆遷空地和耕地。場地經平整，場地開闊、地形有一定的起伏。場地標高（以鉆孔孔口標高為準）468.36472.28m，相對高差3.92m。場地屬亞熱帶季風型氣候，其主要特點是：四季分明、氣候溫和、雨量充沛、夏無酷署、冬少冰雪。主導風向為NNE向，常年平均風速為1.2米/秒，年平均風壓140Pa，最大風壓約250Pa，年平均降雨量為9001000mm，七、八月份雨量集中，易形成暴

2、雨。 2.2 場地環境1、在擬建物場地范圍內未發現對工程安全造成影響的不良地質作用和地質災害。2、勘察期間，場地屬于空地，勘察過程中未發現埋藏的河道、浜溝、墓穴、防空洞等對工程不利的埋藏物。3、從場地內及場地附近的環境地質條件分析，未發現有對地基土和地下水的污染源。2.3 場地工程地質條件經勘察查明，場地內土層由第四系全新統素填土(4ml)，第四系中下更新統冰水沉積層（Q1+2fgl）的粘土和含粘土卵石組成。現分述如下： 1、第四系全新統人工填土層（Q4ml）（1）素填土：黃灰色；由近期場地整平回填粘土組成。松散，屬于欠固結土層。據調查，回填時僅經過運土的重車碾壓過，未進行專項分層碾壓或夯實處

3、理，結構紊亂，均勻性差，承載力低，未經處理不能選作擬建物的基礎持力層,最大回填厚度達4.50m。（2）素填土：黃灰、灰色；由粘土混少量磚、瓦碎塊及植物根系等組成。分布較連續，結構紊亂，均勻性差，承載力低，未經處理不能選作擬建物的基礎持力層。局部地段分布，最大達2.0m。場地人工填土層分布較連續，最大厚度5.0m。 2、第四系中下更新統冰水沉積層粘土（Q1+2fgl）（1）粘土：灰黃、黃褐、棕紅色。硬塑，局部堅硬。含鐵錳質氧化物斑痕及其結核；緩傾裂隙較發育，隙間充填灰白色粘土礦物。分布不連續，厚度變化大，為中等壓縮性土。粘土具較高承載力，是場地良好的天然地基土。場地內大部分地段分布，該層最大厚度

4、5.4m。（2）含粘土卵石：灰黃色。主要由卵石組成，卵石成分系巖漿巖及變質巖類巖石組成，多呈圓形亞圓形，一般粒徑510cm，部分粒徑大于15cm，可見最大粒徑達20cm，混少量漂石，中等強風化，部分強風化呈砂粒狀。充填物為粘土，含量約2540，粘土含鐵錳質氧化物斑痕及其結核。分布連續，壓縮性中等，具一定承載力，是場地良好的基礎持力層和下臥層,埋深0.007.00m。3 場地水文地質條件3.1 地下水類型及埋藏條件場地地下水屬上層滯水，略帶承壓型。地下水主要接收大氣降水補給，以地下徑流方式向低洼地帶排泄，場地內素填土結構松散，為強透水層；粘土層具阻水作用，為隔水層。由于場區填土厚度較大，大氣降雨

5、易在填土中匯聚，形成上層滯水，建議施工時，做好抽排水處理措施。3.2 地下水位勘察期間為豐水期，地下水穩定水位埋深為1.52.7m左右，地下水年變化幅度11.5m。4 場地地震效應根據建筑抗震設計規范（GB 50011-2010）, 該場地的抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g；設計地震分組屬第三組，設計特征周期為0.45s。根據區域地質資料、場地土的名稱、性狀、場地中的地基土埋深情況，估算場地土層的等效剪切波速為230.0m/s。覆蓋層厚度大于5.00m，建筑場地類別為類。為可進行建設的一般場地。場地內無液化土層分布。根據建筑抗震設計規范（GB50011-2010）第4.1.

6、1條規定判定：該場地為可進行建設的一般場地。5 地基基礎方案根據場地的工程地質情況、水文地質條件和場地地震效應，可以選擇的地基基礎方案很多。5.1 天然地基上的基礎方案5.1.1 采用剛性基礎 擬建建筑物場地范圍內，土質情況復雜，表層素填土由近期場地整平回填粘土組成，松散，屬于欠固結土層，結構紊亂，均勻性差，承載力低，未經處理不能選作擬建物的基礎持力層，其厚度在擬建建筑場地范圍內最厚能達到3.5m（以設計地坪標高為準），而其下層的硬塑性粘土層，分布不連續，厚度變化大，為中等壓縮性土，具較高承載力，承載力特征值可達240kPa，是場地良好的天然地基土。地下水穩定水位埋深為1.52.7m左右，地下

7、水年變化幅度11.5m。擬建的檢驗及辦公樓為四層磚混結構，上部荷載300kN/m，可以選用剛性基礎，基礎材料選用磚和水泥砂漿。但要保證基礎地面位于素填土以下，初步設計基礎埋深3.6m。 磚強度應該不低于MU10，砂漿的強度不低于M5，同時要注意剛性基礎臺階高寬比和剛性擴散角，查相應規范可得。 剛性基礎能承受較大的荷載，穩定性好，施工簡便，但是自重大，由于基礎埋深較大，土方開挖量和運輸量大，并且基礎地面遠遠低于地下水位，施工中需要進行降排水。5.1.2 采用墻下鋼筋混凝土混凝土條形基礎擬建建筑物場地范圍內，土質情況復雜，表層素填土由近期場地整平回填粘土組成，松散，屬于欠固結土層，結構紊亂，均勻性

8、差，承載力低，未經處理不能選作擬建物的基礎持力層，其厚度在擬建建筑場地范圍內最厚能達到3.5m（以設計地坪標高為準），而其下層的硬塑性粘土層，分布不連續，厚度變化大，為中等壓縮性土，具較高承載力，承載力特征值可達240kPa，是場地良好的天然地基土。擬建建筑物為四層磚混結構，承重方式可采用縱橫墻混合承重，荷載為300kN/m，抗震設防烈度為7度，所以可選擇墻下鋼筋混凝土條形基礎，但要保證基礎地面位于素填土以下，初步設計基礎埋深3.6m。條形基礎的初步設計為：基礎寬度為1.5m，基礎高度，取400m,混凝土強度等級為C25，條形基礎下的墊層厚度初步設為100mm，墊層混凝土強度等級為C20，基礎

9、底板受力鋼筋的直徑初步選擇12mm，間距選擇150mm，混凝土保護層厚度為35mm。可以通過以下公式對荷載作用進行計算并確定受力鋼筋的面積：，,，如果選擇天然地基上的墻下條形基礎，鋼筋混凝土用量大，施工技術要求高，基礎底面位于地下水位以下，施工中需要進行降排水，基礎埋深相對較大（大于3.5m）,土方量大，土方運輸和開挖費用大。5.1.3 采用樁基礎和條形基礎組合基礎擬建物場地范圍內表層,土質情況復雜，表層由近期場地整平回填粘土組成，松散，屬于欠固結土層，結構紊亂，均勻性差，承載力低，未經處理不能選作擬建物的基礎持力層。而埋深6m左右的含粘土卵石層，具有較高的承載力，樁的端阻力特征值高達1000

10、kPa，是良好的持力層，可把建筑物的荷載傳遞到含粘土卵石層，選用摩擦端承樁，各承臺間用鋼筋混凝土梁連接，保證梁具有足夠抗彎剛度，這樣梁可以承受上部墻體傳來的荷載，并把荷載傳給承臺，故梁可以作為條形基礎（如圖1）。樁長初步設計6m,以保證樁尖能深入粘土卵石層，保證良好的承載力。控制承臺的埋深，保證梁位于豐水期地下水位以上。選用樁基和條基組合基礎，能使基礎具有較高的承載力和穩定性，減小地基不均勻沉降帶來的影響，采用灌注樁，不需進行排水，施工周期短，但鋼筋混凝土用量大，費用高。 圖1 樁基礎和條形基礎組合基礎示意圖5.2 地基處理后的基礎方案5.2.1 地基處理技術的選擇由于需要處理的素填土厚度不厚

11、，不到4m，選擇淺層地基處理方法。常用的淺層地基處理方法有重錘夯實法、碾壓法和換土墊層法。 重錘夯實法的設備比較簡單，操作比較容易，夯錘可在現場制作，另外配備一臺卷揚機和三腳架就可進行。適宜處理地下水位低于地表0.8m以上的非飽和粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填筑的素填土地基。有效夯實深度一般為1m左右，但在其影響深度范圍內，不宜存在飽和軟土層，否則可能出現因軟土排水不暢而出現“橡皮土”現象，達不到處理的目的。碾壓法采用壓路機、推土機、羊足碾、振動碾或其他壓實機械壓實松散的土層施工方法。該法多用于含水量較低的大面積填土的壓實和雜填土地基的處理。換土墊層法是一種常用的地基處理方法，當建筑

12、物基礎下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采用換土墊層法來處理。施工時先將基礎以下一定深度、寬度范圍內的軟土層挖去，然后回填強度較大的砂、石或灰土等，并夯至密實。適用于各種地基，造價低而且施工簡單。 在擬建建筑物場地范圍內，表層素填土厚度還不到4m，地基處理范圍內沒有軟土層，豐水期地下水位埋深為1.52.7m，地下水年變化幅度11.5m，擬建場地面積稍大于30m×16m,場地周圍環境簡單，地基處理過程對周圍影響不大，綜上考慮選用換土墊層法，為了減少排水量，墊層采用砂石墊層。5.2.2 換土墊層地基處理后的基礎方案的選擇1、換土墊層地基處理后的剛性基礎 經過換土墊層地

13、基處理后，使基礎持力層滿足一定的強度要求后就可以使用剛性基礎，基礎材料選用磚和水泥砂漿，磚強度應該不低于MU10，水泥砂漿的強度不低于M5。并且經過換土墊層地基處理后，基礎埋深可以大大減小，可以控制在2m范圍內，初步設計1.8m，根據相應的要求確定剛性角和基礎構造高度 。 與不進行地基處理選擇的剛性基礎相比，地基處理后的剛性基礎基礎埋深大大減小，節約了磚的用量，由于基礎埋深的減少，降水要求也降低。但是地基處理也要花費不少。2、換土墊層地基處理后的鋼筋混凝土條形基礎經過換土墊層地基處理之后，使基礎持力層具有滿足要求的強度，比如經過地基處理后，假設能使持力層土的承載力特征值達到210kPa,這時就

14、可以選用墻下鋼筋混凝土條形基礎，且基礎底面不用再必須位于粘土層中。經過地基處理后選用條形基礎時，基礎埋深可選擇2m以內，初步設計為1.8m。相對于地基不經過處理選用鋼筋混凝土條形基礎，可以大大節約鋼筋混凝土的用量，降水要求也降低。但是地基處理也需要花費不少資金。2、換土墊層地基處理后的筏板基礎由于表層素填土存在范圍大且不能直接作為持力層，對地基進行一定程度的處理后，采用換土墊層法，使淺層土達到一定的承載力，比如承載力特征值達到150kPa,這是就可以采用筏板基礎。使用筏板基礎可以大大減少基礎埋深，有利于減少地基沉降，并且能保證基礎位于豐水期地下水位以上，這樣不需要做太多的基礎防潮措施。筏板基礎能夠提高地基承載力，減少地基的不均勻沉降，但是筏板基礎的鋼筋和混凝土的用量很大，土方的開挖量和運輸量大。6 地基基礎方案的選擇6.1 幾種方案的比較地基基礎方案基礎材料費用降排水情況土方開量地基處理費用施工難度施工工期基礎造價天然地基上的剛性基礎使用磚和水泥砂漿，費用少需要進行大量降排水土方量大容易較短較低天然地基上的鋼筋混凝土條形基礎鋼筋混凝土用量較大，費用較高需要進行大量降排水土方量大較容易較短高天然地基上的樁基和條基組合基礎鋼筋混凝土費用大，費用高無需進行降排水土方