【正文】 ，它需要的地基是巖性均勻單一，地下水埋置深度較大，巖石結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬且完整，構(gòu)造比較簡單，持力層的厚度大，下臥層沒有軟弱的土層，且要求地基 要有足夠大 的容許承載力。 關(guān)于基礎(chǔ)類型，在土基中的高層建筑多用箱形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、 樁 箱 復(fù)合基礎(chǔ)等 [4]，而在巖基中多選擇錨樁基礎(chǔ)或者墩基。 對于高層 建筑 甚至超高層建筑 ， 不僅 承受豎向荷載，也要承受 比較 大的水平荷載， 基礎(chǔ)埋深較大甚至有的要超過 20m,由于基礎(chǔ)重大且分布不均，往往會(huì)引 發(fā)各種 各樣的 工程地質(zhì)問題 。 一般性建筑物的地基為巖體時(shí)， 通常 都 比較 堅(jiān)硬 和 具有剛性，有足夠 大 的承載力和抵抗變形的能力，穩(wěn)定性一般都比較好。當(dāng)用作 高層建筑物甚至超高層建筑物的地基時(shí)，往往會(huì) 產(chǎn)生 地基變形問題 ， 因此 為了滿足 高層 建筑 甚至超高層 建筑的 需要 ， 對 于 地基持力層 的 要求 也 會(huì)更 嚴(yán)格 。由于地理位置以及地層的特殊性，因此，研究蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力的特征有其重要意義。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 當(dāng)前，我國的高層建筑發(fā)展迅速，為保證高層建筑整體的穩(wěn)定性和安全性，就要求地基土有足夠的承載力。關(guān)于地基土承載力的計(jì)算方法有很多種：對于畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 3 頁 成層土地基，我國工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范推薦使用擴(kuò)散角法。由于擴(kuò)散角與土 層 的各種參數(shù)、基礎(chǔ)形狀大小相關(guān)，當(dāng)前沒有具體、完善的理論計(jì)算 體系 ，常 利用 試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn) 的方法 進(jìn)行確定。 Hansen 加權(quán)平均法 常 應(yīng)用于我國港口工程的成層土地基中 。 然而 ，若 土層間強(qiáng)度 差異 太大，計(jì)算結(jié)果 將 與實(shí)際 情況相差較大。國外對成層土地基 承載力計(jì)算 主要采用 的 方法有：極限平衡法（ Reddy等， 1967），極限分析法（ Michalowski 等， 1995； Chen 等， 1973）及極限分析的有限元方法（ Shiau 等， 20xx）等等；對于均勻土地基，承載力系數(shù) qN 、 cN已有精確解，而 rN 至今 沒有正確的結(jié)果 ，國內(nèi)外采用了 許多 數(shù)值方法如極限平衡法（ Meyerhof， 1951） 、 特征線法（ Sokolovski， 1960）、極限分析法（ Chen等， 1973）及有限單元法（ Griffiths， 1982） 等 ， 然而 以上方法得出的 rN 均有顯著的 差別， 自 以上 相關(guān)的 代表性論文發(fā)表以來，很多學(xué)者對此進(jìn)行了大量研究；對于非飽和土地基，我國西 北 部的濕陷性黃土、膨脹土、凍土等基本都是非飽和狀態(tài)， 它們的 力學(xué)性 能自然 與東部地區(qū)的飽和軟粘土差別很大， 其 抗剪強(qiáng)度受含水量或干濕程度 的 影響 也非常 明顯。當(dāng)前，對于長期荷載作用下的非飽和土地基 ，其 極限承載力 的計(jì)算 是 用 表觀粘聚力（考慮基質(zhì)吸力因素的等效粘聚力）代替有效粘聚力， 這樣 原 先 的 c 值 增加了非飽和土吸力強(qiáng)度因素 [5]。 研究方法及思路 主要從以下幾個(gè)步驟進(jìn)行： ① 提前查閱文獻(xiàn)資料，做好初期 的 準(zhǔn)備工作 。 ② 地面踏勘：主要工作區(qū)域是蘭州市市區(qū) 四 個(gè)大區(qū)：城關(guān)區(qū) （ 含 雁灘 ） 、安寧區(qū)、七里河區(qū)、西固區(qū)?？紤]沿著每個(gè)區(qū)域的主干線，從東到西、從南到北、沿著河道，每個(gè)區(qū)選用 10 個(gè)左右的代表性建筑點(diǎn)位，并在每個(gè)區(qū)選擇 1～2 個(gè)代表該區(qū)域的最重要最典型的建筑點(diǎn)位 。 ③ 獲得地面踏勘點(diǎn)位后，調(diào)取或收集地下巖土勘察資料 。 ④ 運(yùn)用 CAD 等相關(guān)軟件進(jìn)行資料信息數(shù)據(jù)的處理 。 ⑤ 認(rèn)真分析討論，得出結(jié)論 。 主要研究內(nèi)容 一 、 蘭州市市區(qū)高層建筑的分布規(guī)律及發(fā)展現(xiàn)狀 先通過地面踏勘，獲得蘭州市市區(qū)的高層建筑點(diǎn)位，可以大概知道蘭州市四 個(gè)典型區(qū)域的高層建筑這些年來的發(fā)展及展布情況。經(jīng)過比選，可得出高層畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 4 頁 建筑在哪些區(qū)域比較集中，在哪些區(qū)域比較分散；高層建筑從東到西或從南到北是什么分布規(guī)律；靠近河邊和不靠近河邊的高層建筑又是什么情況。 二 、 蘭州市市區(qū)高層建筑地基土的分布規(guī)律 在蘭州市市區(qū)選取代表性建筑點(diǎn)位后，調(diào)取其地下資料 ， 主要分析其工程地質(zhì)條件。 獲取該區(qū)域的地層信息，土層的分布以及特性等資料，對巖土體的物理、力學(xué)、水理性質(zhì)指標(biāo)、以及含水層參數(shù)等定量指標(biāo)的進(jìn)行分析，弄清楚地下水類型、埋藏情況、滲透性等信息，認(rèn)真分析比如含水量、孔隙比等指標(biāo)，總結(jié) 地基土以及各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)的分布規(guī)律并得出結(jié)論。土層的情況可以利用 CAD繪圖工具進(jìn)行解釋。 三 、 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 高層建筑隨著高度的增加，垂直荷載 與 水平荷載隨之增長，對地基的強(qiáng)度和埋深要求也在提高。高層建筑 的 荷載 是比較 重大 的 ，沉降量相應(yīng)增大，加之上部荷重差異和土層結(jié)構(gòu)的不均，將會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生較大不均勻沉降。弄清楚蘭州市市區(qū)高層建筑地基土分布規(guī)律后，需要對該區(qū)域的地基持力層進(jìn)行分析，進(jìn)行討論并得出結(jié)論。 畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 5 頁 第 2 章 蘭州市市區(qū)高層建筑的發(fā)展現(xiàn)狀及分布規(guī)律 蘭州市市區(qū)高層建筑的發(fā)展現(xiàn)狀 下面先介紹一些蘭州市的基本情況：蘭州市是甘肅省的省會(huì)城市，也是我國的地理中心（ 32176。 11′～ 42176。 57′ N， 92176。 13′～ 108176。 46′ E），人口 萬（ 20xx 年），面積 平方公里（ 20xx 年）。 蘭州包括五區(qū)三縣一新區(qū)，分別是：城關(guān)區(qū)、七里河區(qū)、安寧區(qū)、西固區(qū)、紅古區(qū)；永登縣、皋蘭縣、榆中縣；蘭州新區(qū) [6]。蘭州地區(qū)東西 1655 公里，南北 530 公里，顯 狹長型，蘭州地區(qū)具備帶狀盆地的特點(diǎn)，位于黃河的上游， 市區(qū)南北 環(huán)山 ，黃河 由西向東 穿城而過。 近年來，蘭州市的高鐵取得了飛速的發(fā)展，最具代表 的是蘭新高速鐵路，其通車?yán)锍蹋ㄒ淮涡越ǔ桑┦鞘澜缟献铋L，全程 1776 公里，從蘭州經(jīng)西寧至烏魯木齊。 對于蘭州的軌道交通，蘭州市在 20xx 年 6 月獲得了軌道交通建設(shè)規(guī)劃的資格 [7]，蘭 州地鐵 1 號線一期工程于 20xx 年 3 月開始動(dòng)工建設(shè)，目前已進(jìn)入沖刺階段。除了高鐵和軌道交通的發(fā)展，蘭州的高層甚至超高層建筑也發(fā)展迅速。 隨著生產(chǎn)力水平和科學(xué)技術(shù)水平不斷 進(jìn)步 ， 城市人口越來越集中，為了有效、合理地利用城市土地空間資源， 也為了滿足廣大民眾的需求， 蘭州市城市建筑 發(fā)展迅速，越來越多的高層建筑甚至超高層建筑興建起來或者正在興建中。到目前為止 ， 蘭州市的高層建筑就已達(dá) 1000 余棟， 建筑高度在 50～ 100m 的達(dá)500 余棟， 蘭州市市區(qū)高度在 120m 以上的高層建筑項(xiàng)目就有 50 余座。 蘭州有很多代表性高層建筑， 就拿 蘭州鴻運(yùn)金茂 來說，該高層建筑位于蘭州東方紅廣場附近， A、 B 的高度各為 285m、 170m， C 塔有 45 層，為第一高；蘭州紅樓時(shí)代廣場 ，位于南關(guān)十字附近，高 266m； 蘭州眾邦國貿(mào)中心 ，位于安寧區(qū)， A 塔高 262m， B 塔 40 層； 蘭州名城廣場 ，位于天水北路，一共 4 棟， 250m、196m 各一棟， 195m 的有兩棟； 蘭州新勝利賓館 ，位于慶陽路，有三棟，最高一棟 230m； 蘭州國際商貿(mào)中心（圖 左） ，位于七里河區(qū)，共 3 棟，最高一棟高度為 229m， 169m、 179m 的各一棟。 除了上面介紹的幾棟最高的超高層建筑之外，蘭州市代表性的超高層建筑還有很多，比如 天寶時(shí)代廣場、蘭石豪布斯卡西塔、盛達(dá)國貿(mào)中心、蘭州萬達(dá)廣場（圖 右）、亞歐國際等。 近年來，蘭州的高層建筑發(fā)展較快，高層建畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 6 頁 筑高度達(dá)到 200～ 280m，且大部分是辦公樓、綜合樓、金融大廈等，居民樓一般在 33 層之下。 由于蘭州受地 理 等因素的影響， 可 供 開發(fā)利用的土地 空間資源及各方面的 條件有限，所以較全國大部分城市來說，蘭州市的高層建筑甚至超高層建筑 的發(fā)展 有其局限性。 圖 兩棟代表性的超高層建筑圖片 蘭州市市區(qū)高層建筑的分布規(guī)律 對于高層建筑的分布特點(diǎn)， 本次主要調(diào)查 研究 了蘭州市市區(qū)的城關(guān)區(qū)，安寧區(qū) 、 七里河區(qū)、西固區(qū) 這四個(gè)大區(qū) 。 總體來說，在這 四 個(gè)區(qū)中城關(guān)區(qū)的高層建筑最多最密集，七里河區(qū)相對偏少較分散，由于蘭州市地理位置特殊，南北環(huán)山，黃河 由西向東 穿城而過，所以高層建筑在分布上有 條 帶狀的特點(diǎn)， 一部分是沿街修建，一部分是成片的小區(qū) 。七里河區(qū)和 城關(guān)區(qū)的 雁灘正在興建的高層項(xiàng)目頗多，每個(gè)區(qū)的高層建筑都有它的特點(diǎn) 。 部分 高層項(xiàng)目是在 城市 中心 區(qū) ， 這里的土地寸土寸金，可以實(shí)現(xiàn)利益的最大化 [8]。部分 高層建筑臨河而立，黃河是一道優(yōu)美的城市景觀。 蘭州市市區(qū)的高層建筑大都處于黃河的 I、 II 級階地上。圖 是選擇的 46 個(gè)代表性建筑點(diǎn)位在蘭州市市區(qū)地圖上的顯示。 圖 代表性高層建筑選點(diǎn)圖 畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 7 頁 畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 8 頁 第 3 章 蘭州市市區(qū)高層建筑地基土的分布規(guī)律 為研究蘭州市市區(qū)高層建筑地基土的分布規(guī)律，特從高層建筑場地的工程地質(zhì)條件著手進(jìn)行研究。 工程地質(zhì)條件指的是工程活動(dòng)的地質(zhì)環(huán)境，也就是與工程建筑相關(guān)的地質(zhì)要素之綜合，工程地質(zhì)條件包含：地層巖性、水文地質(zhì)條件、地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、不良地質(zhì)現(xiàn)象、天然建筑材料 [9]。 地層巖性 地層分布 地層巖性在工程地質(zhì)條件中是最基本的要素，是產(chǎn)生各類地質(zhì)現(xiàn)象的物質(zhì)前提。 為了研究高層建筑的地層情況，特在蘭州市市區(qū)選擇兩條研究線路，一條從南到北（天水南路至天水北路），一條從西到東（西固至七里河至城關(guān)）。圖 表示蘭州市市區(qū)從南到北的地層剖面圖，圖 表示從西到東的地層剖面圖。 46 個(gè)代表性高層建筑點(diǎn)位的地層分布情況可參考附錄中的表 1。 圖 天水南路至天水北路地層剖面圖 圖 西固至七里河至城關(guān)地層剖面圖 畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 9 頁 從圖 結(jié)合勘察資料 可以得出：從南到北地基土主要分為 6 層 ： ① 填土層：從南到北都有大量分布，分布連續(xù)，厚度差異較大，在靠近黃河一側(cè)厚度有所減小，厚度為 ～ 。填土 層的 土質(zhì)不均勻，欠固結(jié)， 一般呈 雜色或黃褐色， 主要 以粉土為主，物理力學(xué)性質(zhì)較差，含建筑垃圾、生活垃圾、植物根系、磚塊、爐渣、細(xì)砂、卵石顆粒，少部分區(qū)域表層為砼地面。 ② 黃土狀粉土層：主要分布在遠(yuǎn)離黃河一側(cè)，厚度較大，靠近黃河一側(cè)基本沒有，呈北薄南厚的特點(diǎn)，厚度為 ～ 。黃土狀粉土層以褐黃色為常見，土質(zhì)比較均勻，蟲孔、孔隙比較發(fā)育， 有 水平層理，可見垂直裂隙， 干強(qiáng)度中等或偏低，韌性低，局部含 有 小顆粒卵石和細(xì)砂薄層，偶分布有粉質(zhì)粘土透鏡體 [10]。 ③ 細(xì)砂層：分布區(qū)域較少且不連續(xù)，多為薄薄的一層，主要分布在北部靠河一側(cè)，靠南基本沒有，厚度為 ～ 。淺黃色或青灰色，砂質(zhì)較純，含少量小顆粒卵石和粉土，主要 礦物 成分為石英、云母 、 長石。 ④ 卵石層：卵石層厚度在 ～ 之間，埋深 ～ ，靠近黃河一側(cè) 的卵石層比較平坦連續(xù)，厚度也較大，埋深較小，而另一側(cè)的卵石層起伏相對比較大，厚度較小且埋深較大。顏色很雜，主要成分為石英巖、變質(zhì)巖、花崗巖。雜色，磨圓度較好，級配較好或一般，粒徑以 2～ 10cm 為主，卵石顆粒中風(fēng)化，交錯(cuò)排列，局部含有粉土或細(xì)砂薄層。 ⑤ 強(qiáng)風(fēng)化砂巖層： 為陸相沉積，一般為褐紅色，分布在西固到城關(guān)的廣大地區(qū)，厚度較大且 連續(xù)， 常見與泥巖層互層分布， 厚度為 ～ ，埋深 ～，近河帶砂巖埋深較淺，在西固靠近七里河一帶則偏高 。 位于卵石層之下，因沉積年代較短， 成巖 性 較差 ，屬半成巖，主要礦物成分為石英、長石， 多為泥質(zhì)膠結(jié)， 局部夾鈣質(zhì)膠結(jié)或透鏡體， 巖體呈層狀結(jié)構(gòu)，巖石呈碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，微裂隙 和 風(fēng)化裂隙 較為 發(fā)育，遇水 容易發(fā)生 軟化、崩解，巖體基本質(zhì)量等級為 V 級。 ⑥ 中風(fēng)化砂巖層：從南到北大量分布，埋深較大，埋深 ～ 。 從圖 結(jié)合勘察資料 可得出：從西到東地基土主要分為 8 層： ① 填土層：從西到東連續(xù)分布，厚度較均勻且平坦，厚度在 ～ 。 ② 黃土狀粉土層：起伏較大，厚度 ～ 。 ③ 細(xì)砂層 或粉細(xì)砂層 ：分布區(qū)域較少且不連續(xù)，厚度較小，主要分布在靠河