康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
目 录
第1部分 编制依据 ................................................. 1 第2部分 工程背景 ................................................. 2 第3部分 岩土工程设计方案 ......................................... 5 第4部分 换填方案和夯扩桩方案技术对比 ............................. 7
附图1 2号楼夯扩混凝土桩及夯扩碎石桩平面布置图
第1部分 编制依据
1.1设计主要依据规范及标准
〔1〕《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002） 〔2〕《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008） 〔3〕《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
〔4〕《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002) 〔5〕《混凝土强度检验评定标准》(GBJ 108-87) 〔6〕《工程测量规范》（GB 50026-93） 〔7〕《建筑工程测量规程》（DBJ 01-21-95） 〔8〕《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）
〔9〕《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ 01－501－2008） 〔10〕《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202－2002） 〔11〕《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33-2001） 〔12〕《施工现场临时用电技术规范》（JGJ 46-2005）
〔13〕《建设工程施工现场安全防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准》（DBG 01-83-2003）
1.2 其它文件
1、设计单位提供的本工程相关设计图（电子版）；
2、北京市勘察设计研究院有限公司提供的本工程岩土工程勘察报告（报告编号2009技165）；
3、公司的企业标准，包括质量、环境、职业健康安全管理手册及施工作业指导书等；
4、现场踏勘情况；
5、我公司施工类似地基处理工程的施工经验。
第2部分 工程背景
2.1 工程概况
拟建康龙化成新药研发服务外包基地建筑场地位于北京市经济技术开发区博兴三路东侧、泰河路南侧，涉及北京市1：500地形图图幅号为Ⅱ－3－4－9（3）、9（2）、19（4）、19（1）。详见“拟建场区平面位置图”。项目一期工程由中国建筑标准设计研究院进行设计工作。
根据业主基设计单位提供的设计资料，拟建一期建筑包括办公楼、实验楼、库房、实验室、门卫，拟建建筑物设计条件详见表1：
拟建建筑物设计条件一览表 表1
2.2 工程地质条件
2.2.1 地形及地物条件
拟建场区现地形基本平坦，勘探时钻孔孔口处地面标高为26.92m～27.57m。场区内现为空地。据了解场区东部有一条近南北向的深沟，深度7.00m～9.00m，约在5～6年前回填。
现场可见已施工完成的钻孔灌注桩，每一承台下4根桩，桩径400。经了解，为原土地使用者CONCORDIA 康达应彩科技有限公司拟建厂房的基础桩，于2005 年完成施工，有效桩长9.00m左右。 2.2.4 地层土质及岩性特征概述
康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
根据现场勘察、原位测试及室内土工试验成果，将本次勘探深度（25.00m）范围内的土层按照成因类型、沉积年代划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，根据岩性及工程性质进一步划分为8 个大层。现按自上而下顺序，对各土层分述如下。
拟建场区人工堆积层厚度变化较大，一般为1.00m～3.00m。局部达7.00m～9.00m，主要以沟的形态分布于办公楼（1#）、化学实验楼（6#）、生物实验楼（5#）东侧，普通库房（4#）、化学实验楼（2#）西部。参见“拟建场区已填埋的沟、坑分布图”，在已填埋的沟的范围缺失粘土－重粉质粘土②层、砂质粉土②1层、粉砂－细砂②2层和粉砂－细砂③1层。
上述各土层的分布情况及土的物理力学性质指标详见“地层岩性及土的物理力学性质综合统计表”。
地层岩性特征一览表 表2
拟建场区现场勘探期间（2009 年9 月下旬）于钻孔中实测到1 层地下水，该层地下水静止水位标高为18.30～19.48m（深度7.80m～8.90m），地下水类型为潜水。
第3部分 岩土工程设计方案
3.1岩土工程方案总体设计原则
总体设计原则：安全可靠、经济合理、施工可行、快速高效。
3.1地基处理方案设计
3.1.1地基处理方案分析
根据场地条件，拟建建筑物基础持力层为房渣土③1粉砂细砂层，设计要求处理后的承载力特征值不小于200kPa，地基沉降不大于50mm。根据地层情况和我司类似工程的施工经验，拟采用夯扩桩对房渣土进行挤密置换以提高承载力，减小沉降。
由于基础下地层变化较大，局部房渣土填土层厚度达4.5m，局部无房渣土。桩长设计主要考虑①房渣土处理，桩端持力层选择在⑤中砂粗砂层，以期提高单桩承载力，加大桩间距，强化褥垫层的调节作用，降低复合地基刚度，协调基础沉降。若选择在④粉质粘土重粉质粘土层中，桩端持力层较差，则单桩承载力降低，要达到设计要求的承载力，势必会加密布桩，桩间距减小，则复合地基刚度加大，不利于基础的均匀沉降。
综合考虑以上因素，有效桩长取6m，桩端持力层选择在⑤中砂粗砂层。基础下的夯扩桩采用干拌混凝土回填夯实。考虑到房渣土为主要处理土层，基础外布置的保护桩采用石料回填以降低成本，有效桩长为4m。 3.1.2 单桩承载力特征值Ra设计
其中：
3.1.3 复合地基面积置换率m计算
Ra ＝ up∑qsili+qpAp
i=1
n
uP － 桩的周长
qsi － 第i层土的侧摩阻力特征值 li － 第i层土的厚度 AP － 桩的断面面积 qp － 桩端土阻力特征值
康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
fsp⋅k-βfsk
＝ m a
-βfskAP
式中: fsp.k － 复合地基承载力特征值
m － 面积置换率
AP － 桩的断面面积,0.237m2
fsk － 处理后的桩间土承载力特征值，取100kPa
β － 桩间土强度发挥系数，取0.95 Ra － 单桩承载力特征值
3.1.4 具体设计参数
具体的设计参数见表3。
具体设计参数 表3
夯扩桩平面布置见桩位平面布置图。
第4部分 换填方案和夯扩桩方案技术对比
4.1 对比条件
拟建2#楼（化学实验楼）基础垫层底标高为-6.11m，埋深约自然地面以下5.1m。根据本工程勘察报告，基础范围内有一条掩埋深沟，沟深7.3～9.6m，故基底存在2.2m～4.5m厚层房渣土层。勘察报告揭示深沟大致位置如图1所示。
该部分房渣土地基承载力不能满足设计要求，因此需考虑对房渣土进行地基
处理，地基处理可选用换填垫层法和夯扩桩法处理。
图1 深沟大致范围和深度示意图
4.2方案对比
4.2.1 砂石垫层法
根据已有资料，本工程换填垫层法采用级配砂石换填，换填级配砂石须分层换填，砂石压实系数、垫层底面的宽度（基底面应力扩散）满足规范要求。按设计方要求，当换填深度超过2.5m时，告知设计方另行处理。 4.2.2 夯扩桩法
按照地基承载力200kPa地基处理要求初步计算，基础下布设夯扩混凝土桩，桩长7m（有效桩长6m），桩间距1.8m，桩径550mm；基础周围布设夯扩碎石保护
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桩，桩长5m（有效桩长4m），桩间距1.8m，桩径550mm。夯扩混凝土桩桩顶铺设200mm褥垫层。处理范围内布设夯扩混凝土桩451根，夯扩碎石桩368根。（详见第3部分）
4.3 工作量对比
图2 两种地基处理方案剖面图
如图2所示，两种处理方案会产生处理方案自身工作量的差异，以及引起基坑支护、土方开挖等工作量的差异，初步统计夯扩桩方案相较换填垫层方案工作量增减见表1。
表1
4.4 造价对比
两种处理方案造价对比见表2和表3。
换填垫层方案造价估算 表2
夯扩桩方案造价 表3
4.5 工期对比
两种地基处理方案工期对比见表4。
表4
为暂估时间。
康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
4.6 其他说明
1、夯扩桩方案较换填垫层方案减少了约2m宽的开挖范围，拓宽了2#楼现场施工场地和道路；
2、由于回填房渣土成分随机性很大，对于侧壁全部为房渣土的基坑，夯扩桩处理方案将基坑深度由8～9m较少至5.1m，大大增加了基坑的安全性，减小了土钉成孔施工的难度，减少了基坑支护施工的不确定因素。
4.7 结论
通过以上对比，采用砂石桩法造价高，进行土方开挖及基坑支护的工作量大，同时占用现场施工工作面和道路，基坑深度大，不利于工程安全性和经济性。采用夯扩桩法工期较砂石垫层工期稍长，造价明显降低，同时基坑深度变浅，为保障了现场的施工道路和工作面，因此采用夯扩桩法明显优于采用砂石垫层法。
北京市勘察设计研究院有限公司
2010年2月25日
http://www.bgi.com.cn 第 10 页
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目 录
第1部分 编制依据 ................................................. 1 第2部分 工程背景 ................................................. 2 第3部分 岩土工程设计方案 ......................................... 5 第4部分 换填方案和夯扩桩方案技术对比 ............................. 7
附图1 2号楼夯扩混凝土桩及夯扩碎石桩平面布置图
第1部分 编制依据
1.1设计主要依据规范及标准
〔1〕《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002） 〔2〕《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008） 〔3〕《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
〔4〕《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002) 〔5〕《混凝土强度检验评定标准》(GBJ 108-87) 〔6〕《工程测量规范》（GB 50026-93） 〔7〕《建筑工程测量规程》（DBJ 01-21-95） 〔8〕《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）
〔9〕《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ 01－501－2008） 〔10〕《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202－2002） 〔11〕《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33-2001） 〔12〕《施工现场临时用电技术规范》（JGJ 46-2005）
〔13〕《建设工程施工现场安全防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准》（DBG 01-83-2003）
1.2 其它文件
1、设计单位提供的本工程相关设计图（电子版）；
2、北京市勘察设计研究院有限公司提供的本工程岩土工程勘察报告（报告编号2009技165）；
3、公司的企业标准，包括质量、环境、职业健康安全管理手册及施工作业指导书等；
4、现场踏勘情况；
5、我公司施工类似地基处理工程的施工经验。
第2部分 工程背景
2.1 工程概况
拟建康龙化成新药研发服务外包基地建筑场地位于北京市经济技术开发区博兴三路东侧、泰河路南侧，涉及北京市1：500地形图图幅号为Ⅱ－3－4－9（3）、9（2）、19（4）、19（1）。详见“拟建场区平面位置图”。项目一期工程由中国建筑标准设计研究院进行设计工作。
根据业主基设计单位提供的设计资料，拟建一期建筑包括办公楼、实验楼、库房、实验室、门卫，拟建建筑物设计条件详见表1：
拟建建筑物设计条件一览表 表1
2.2 工程地质条件
2.2.1 地形及地物条件
拟建场区现地形基本平坦，勘探时钻孔孔口处地面标高为26.92m～27.57m。场区内现为空地。据了解场区东部有一条近南北向的深沟，深度7.00m～9.00m，约在5～6年前回填。
现场可见已施工完成的钻孔灌注桩，每一承台下4根桩，桩径400。经了解，为原土地使用者CONCORDIA 康达应彩科技有限公司拟建厂房的基础桩，于2005 年完成施工，有效桩长9.00m左右。 2.2.4 地层土质及岩性特征概述
康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
根据现场勘察、原位测试及室内土工试验成果，将本次勘探深度（25.00m）范围内的土层按照成因类型、沉积年代划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，根据岩性及工程性质进一步划分为8 个大层。现按自上而下顺序，对各土层分述如下。
拟建场区人工堆积层厚度变化较大，一般为1.00m～3.00m。局部达7.00m～9.00m，主要以沟的形态分布于办公楼（1#）、化学实验楼（6#）、生物实验楼（5#）东侧，普通库房（4#）、化学实验楼（2#）西部。参见“拟建场区已填埋的沟、坑分布图”，在已填埋的沟的范围缺失粘土－重粉质粘土②层、砂质粉土②1层、粉砂－细砂②2层和粉砂－细砂③1层。
上述各土层的分布情况及土的物理力学性质指标详见“地层岩性及土的物理力学性质综合统计表”。
地层岩性特征一览表 表2
拟建场区现场勘探期间（2009 年9 月下旬）于钻孔中实测到1 层地下水，该层地下水静止水位标高为18.30～19.48m（深度7.80m～8.90m），地下水类型为潜水。
第3部分 岩土工程设计方案
3.1岩土工程方案总体设计原则
总体设计原则：安全可靠、经济合理、施工可行、快速高效。
3.1地基处理方案设计
3.1.1地基处理方案分析
根据场地条件，拟建建筑物基础持力层为房渣土③1粉砂细砂层，设计要求处理后的承载力特征值不小于200kPa，地基沉降不大于50mm。根据地层情况和我司类似工程的施工经验，拟采用夯扩桩对房渣土进行挤密置换以提高承载力，减小沉降。
由于基础下地层变化较大，局部房渣土填土层厚度达4.5m，局部无房渣土。桩长设计主要考虑①房渣土处理，桩端持力层选择在⑤中砂粗砂层，以期提高单桩承载力，加大桩间距，强化褥垫层的调节作用，降低复合地基刚度，协调基础沉降。若选择在④粉质粘土重粉质粘土层中，桩端持力层较差，则单桩承载力降低，要达到设计要求的承载力，势必会加密布桩，桩间距减小，则复合地基刚度加大，不利于基础的均匀沉降。
综合考虑以上因素，有效桩长取6m，桩端持力层选择在⑤中砂粗砂层。基础下的夯扩桩采用干拌混凝土回填夯实。考虑到房渣土为主要处理土层，基础外布置的保护桩采用石料回填以降低成本，有效桩长为4m。 3.1.2 单桩承载力特征值Ra设计
其中：
3.1.3 复合地基面积置换率m计算
Ra ＝ up∑qsili+qpAp
i=1
n
uP － 桩的周长
qsi － 第i层土的侧摩阻力特征值 li － 第i层土的厚度 AP － 桩的断面面积 qp － 桩端土阻力特征值
康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
fsp⋅k-βfsk
＝ m a
-βfskAP
式中: fsp.k － 复合地基承载力特征值
m － 面积置换率
AP － 桩的断面面积,0.237m2
fsk － 处理后的桩间土承载力特征值，取100kPa
β － 桩间土强度发挥系数，取0.95 Ra － 单桩承载力特征值
3.1.4 具体设计参数
具体的设计参数见表3。
具体设计参数 表3
夯扩桩平面布置见桩位平面布置图。
第4部分 换填方案和夯扩桩方案技术对比
4.1 对比条件
拟建2#楼（化学实验楼）基础垫层底标高为-6.11m，埋深约自然地面以下5.1m。根据本工程勘察报告，基础范围内有一条掩埋深沟，沟深7.3～9.6m，故基底存在2.2m～4.5m厚层房渣土层。勘察报告揭示深沟大致位置如图1所示。
该部分房渣土地基承载力不能满足设计要求，因此需考虑对房渣土进行地基
处理，地基处理可选用换填垫层法和夯扩桩法处理。
图1 深沟大致范围和深度示意图
4.2方案对比
4.2.1 砂石垫层法
根据已有资料，本工程换填垫层法采用级配砂石换填，换填级配砂石须分层换填，砂石压实系数、垫层底面的宽度（基底面应力扩散）满足规范要求。按设计方要求，当换填深度超过2.5m时，告知设计方另行处理。 4.2.2 夯扩桩法
按照地基承载力200kPa地基处理要求初步计算，基础下布设夯扩混凝土桩，桩长7m（有效桩长6m），桩间距1.8m，桩径550mm；基础周围布设夯扩碎石保护
康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
桩，桩长5m（有效桩长4m），桩间距1.8m，桩径550mm。夯扩混凝土桩桩顶铺设200mm褥垫层。处理范围内布设夯扩混凝土桩451根，夯扩碎石桩368根。（详见第3部分）
4.3 工作量对比
图2 两种地基处理方案剖面图
如图2所示，两种处理方案会产生处理方案自身工作量的差异，以及引起基坑支护、土方开挖等工作量的差异，初步统计夯扩桩方案相较换填垫层方案工作量增减见表1。
表1
4.4 造价对比
两种处理方案造价对比见表2和表3。
换填垫层方案造价估算 表2
夯扩桩方案造价 表3
4.5 工期对比
两种地基处理方案工期对比见表4。
表4
为暂估时间。
康龙化成新药研发服务外包基地（一期）地基处理工程 岩土工程设计方案
4.6 其他说明
1、夯扩桩方案较换填垫层方案减少了约2m宽的开挖范围，拓宽了2#楼现场施工场地和道路；
2、由于回填房渣土成分随机性很大，对于侧壁全部为房渣土的基坑，夯扩桩处理方案将基坑深度由8～9m较少至5.1m，大大增加了基坑的安全性，减小了土钉成孔施工的难度，减少了基坑支护施工的不确定因素。
4.7 结论
通过以上对比，采用砂石桩法造价高，进行土方开挖及基坑支护的工作量大，同时占用现场施工工作面和道路，基坑深度大，不利于工程安全性和经济性。采用夯扩桩法工期较砂石垫层工期稍长，造价明显降低，同时基坑深度变浅，为保障了现场的施工道路和工作面，因此采用夯扩桩法明显优于采用砂石垫层法。
北京市勘察设计研究院有限公司
2010年2月25日
http://www.bgi.com.cn 第 10 页