软弱地基桩基设计.pdf
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1、 朱春明(研究员朱春明(研究员)1380105051313801050513 中国建筑科学研究院有限公司地基基础研究所中国建筑科学研究院有限公司地基基础研究所 建研地基基础工程有限责任公司建研地基基础工程有限责任公司 2022.32022.3 目录 一、软弱地基出现问题的工程一、软弱地基出现问题的工程 二、浙江舟山化工项目基础设计二、浙江舟山化工项目基础设计 三、昆明春之眼基础沉降复核三、昆明春之眼基础沉降复核 一、软弱地基出现问题的工程一、软弱地基出现问题的工程 1、某沿海炼油项目 2、某海边机场项目 3、某海边别墅项目 4、某岛上油库项目 一、某沿海炼油项目 1、有桩设备和无桩设备的沉降差
2、、有桩设备和无桩设备的沉降差 由于泵、管廊、储罐等设备的基础都有桩,以地面为支撑面的支架没有桩,有桩设备和无桩管线支撑的沉降差造成管线支撑与基础脱离,失去支撑作用。泵出入口管线支架悬空泵出入口管线支架悬空 地面阀组支撑与基础脱离地面阀组支撑与基础脱离 2、地下与、地下与地面连接地面连接管线拉拽管线拉拽变形变形 因地基发生沉降,引起如装置区地面设备的排污、退油管线下沉,与地上设备连接的管线形成拉拽力。排污线法兰解口后无法合口排污线法兰解口后无法合口 泡沫泵出口法兰错位泡沫泵出口法兰错位 3、埋地管线因沉降变形严重导致泄漏埋地管线因沉降变形严重导致泄漏 由于场地地基承载力和稳定性问题,水平位移及不
3、均匀沉降问题造成埋地管线、管井变形严重,主要表现在:1)埋地管线接口松脱和破坏、管身断裂;2)埋地管线的沉降量大于排水管线的设计坡度,可能形成局部段平坡、倒坡,降低过流能力;3)地基的沉陷导致地下排水管线堵塞,使得污水从检查井涌出,造成漫溢;4)埋地管线破坏后的漏水渗漏,又可能对地基形成冲刷,造成整个周边地块地基的破坏,甚至淘空基础。穿井管线变形穿井管线变形 地井开裂地井开裂 焊口裂缝焊口裂缝 4、地坪下陷破裂地坪下陷破裂 由于软弱土层沉降还没完成,地坪产生不均匀沉降将长期存在。罐区地面开裂罐区地面开裂 装置地面开裂装置地面开裂 5、机泵出入口管线应力、机泵出入口管线应力 装置区机泵(如汽提塔
4、底泵)与出入口管线连接法兰有应力。凝析油常压塔塔底泵凝析油常压塔塔底泵 导热油泵导热油泵 二、某海边机场项目二、某海边机场项目 场地原始地貌为浅海场地原始地貌为浅海海岸堆海岸堆积阶地,地势开阔、平坦;后经人积阶地,地势开阔、平坦;后经人工回填、改造,形成人工填海陆地。工回填、改造,形成人工填海陆地。场地淤泥及回填杂土层场地淤泥及回填杂土层较较厚厚。主体采用桩基础,其余采用独基主体采用桩基础,其余采用独基或碎石桩、换填、强夯。或碎石桩、换填、强夯。机库的室内、室外地坪均出现了机库的室内、室外地坪均出现了大面积且较大值的沉降大面积且较大值的沉降。室内地坪室内地坪的沉降量最大接近的沉降量最大接近20
5、cm,平均值,平均值大约大约1518cm。室外地坪沉降均。室外地坪沉降均值在值在1215cm左右。运控中心沉左右。运控中心沉降部位主要出现在外围地坪、安检降部位主要出现在外围地坪、安检通道与运控主体交界的部位,例如通道与运控主体交界的部位,例如出入口,室外楼梯,多数沉降值略出入口,室外楼梯,多数沉降值略超过超过10cm。沉降部位平面示意图 三、某海边别墅项目三、某海边别墅项目 场地场地为填海区域,填海时间为:为填海区域,填海时间为:2012年底回填完成,本地块开始年底回填完成,本地块开始施工时回填时间仅为一年左右时间;施工时回填时间仅为一年左右时间;填海厚度约为:填海厚度约为:0.5028.8
6、0m;淤;淤泥质粘土层厚泥质粘土层厚1.1030.70m;回填;回填材料为:山劈石、碎石材料为:山劈石、碎石,粒径大小粒径大小不均,最大粒径超过直径不均,最大粒径超过直径2米。米。(填海时未进行海床内淤泥清除,(填海时未进行海床内淤泥清除,因此回填区域内分布大量淤泥区)。因此回填区域内分布大量淤泥区)。施工期间场地内部分地块做了强夯施工期间场地内部分地块做了强夯(阴影部分为强夯区)。(阴影部分为强夯区)。项目距离海边较近,场地地下水项目距离海边较近,场地地下水与海水联系密切,较丰富,地下水与海水联系密切,较丰富,地下水受海水潮汐影响较大。受海水潮汐影响较大。强夯位置示意图 四、某岛上油库项目四
7、、某岛上油库项目 地层地层 编号编号 岩土岩土 名称名称 层顶层顶 深度深度(m)层底层底 深度深度(m)层顶层顶 高程高程(m)层底层底 高程高程(m)层层 厚厚(m)1 素填土素填土 0.00 2.28 2.53 0.25 2.28 1 粉质粘土粉质粘土 2.28 5.78 0.25-3.25 3.50 3 淤泥质粉质粘土淤泥质粉质粘土 5.78 50.16-3.25-47.63 44.38 3 圆砾圆砾 50.16 53.74-47.63-51.21 3.58 1 粉质粘土粉质粘土 53.74 83.10-51.21-80.57 29.36 3 粗砂粗砂 83.10 87.82-80.5
8、7-85.29 4.72 2 强风化熔结强风化熔结 凝灰岩凝灰岩 87.82 90.46-85.29-87.93 2.64 3 中等风化熔结中等风化熔结 凝灰岩凝灰岩 90.46 93.72-87.93-91.19 3.26 二、浙江舟山化工项目基础设计二、浙江舟山化工项目基础设计 、工程概况、设计面临难题:差异沉降、水平荷载、负摩擦力、施工面临难题:管桩入岩 工程概况 拟拟建建场场区区 鱼山速度鱼山速度 复杂的地质条件 复杂的地质条件 复杂的地质条件 人工填土:主要为开山区碎石、块石,一般粒径200600mm,最大粒径约2000mm,厚度7-8m。淤泥质土:灰色,流塑,欠固结,厚度1.0-3
9、5m,fak=55kPa。-1 粉质粘土(Q3m):灰色,软可塑,中等压缩性,fak=140kPa。-2 粉质粘土(Q3al+m):灰黄色,可塑,中等压缩性,fak=160kPa。-3 含砾粉质粘土:硬可塑硬塑,中低压缩性,fak=240kPa。-5 砾砂:中密密实,低压缩性,fak=200kPa。-6 角砾:中密密实,低压缩性,fak=250kPa。-1 粉质粘土:硬塑,低压缩性,fak=220kPa。-2含砾粉质粘土:硬塑,低压缩性,fak=300kPa。-4含粘土碎石:中密,低压缩性,fak=400kPa。-2 强风化凝灰岩:块状构造,节理裂隙发育,软岩,极破碎,低压缩性,fak=800
10、kPa。-3中风化凝灰岩:,块状构造,节理裂隙较发育,岩芯呈柱状及少量碎块状,不可压缩,fak=3600kPa 地层情况:设计面临难题 1、差异沉降问题 2、水平荷载 3、负摩擦力 煤仓设计方案煤仓设计方案 设计方案设计方案 满堆煤工况计算满堆煤工况计算 半堆煤工况计算半堆煤工况计算 负摩擦力计算 桩1管桩端承桩 桩2管桩摩擦桩 桩3灌注桩端承桩 桩4灌注桩摩擦桩 桩的施工 桩的施工 引入新的工法引入新的工法DJP复合管桩复合管桩 三、昆明春之眼基础沉降复核三、昆明春之眼基础沉降复核 1、项目介绍、项目介绍 2、地质概况、地质概况 3、沉降计算、沉降计算 4、调整建议、调整建议 5、结论与建议
11、结论与建议 (一)、项目介绍一)、项目介绍 春之眼项目,由建筑高度407米的主塔、308米的副塔和8层群楼组成,是昆明首个建筑高度超过400米、地下五层的城市中心地标建筑。项目净用地面积为31594.14平方米,总建筑面积592572.08平方米。其中,地上总建筑面积459921.97平方米,地下建筑面积132650.11平方米。项目地处高原地震带(抗震设防烈八度、地震分组为第三组地区),毗邻盘龙江和多条地铁线,地质条件较复杂,从设计到施工都面临诸多困难和挑战。项目邀请了全球最高建筑迪拜哈利法塔设计团队SOM担纲项目主塔设计,副塔邀请了台湾101大厦设计团队李祖原大师主创设计,裙楼商业邀请了深
12、圳湃昂国际建筑设计顾问有限公司PHA团队主创设计。施工图设计由全国超高层设计经验丰富的上海华东设计总院负责,同时聘请了强大的专家顾问团队负责整个项目的技术支持。7月27日,迄今为止世界抗震设防等级最高的超高层建筑(抗震设防烈八度、地震分组为第三组)俊发集团春之眼项目,在北京全国抗震超限审查委员会进行审查,审查意见为:修改后通过。(二)、沉降复核、沉降复核 各方提供的内容:1)SOM提供的ETABS结构建模数据;2)SOM提供的ETABS计算结果B4层节点坐标及反力;3)甲方提供详细勘察报告;4)华东院提供主塔、副塔及裙房桩基布置图;5)华东院提供副塔及裙房荷载图;6)华东院提供SOM公司计算的
13、主塔沉降计算书;7)华东院提供副塔沉降计算书;8)甲方提供春之眼基岩埋深等高线图;9)甲方提供主塔前期试桩检测报告。建研地基计算内容:主楼塔沉降复核 该建筑物的基础型式为桩筏基础,筏板厚度5.5m,筏板底面相对标高-23.1 m (0.00对应的地质资料标高是1893.20 m),桩端落在第1粉砂层或2粉质黏土层中,采用桩端后压浆进行处理,总桩数485根,桩径1 m,桩长76.1 m,局部(左上角)桩长75.1 m。1)第四系人工堆积(Q4ml)层 1层杂填土:层厚0.5012.00 m,平均层厚3.45 m。2层素填土:层顶埋深0.004.70 m,层厚0.806.20 m,平均层厚3.07
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