【正文】 ilding in Lanzhou city should be the pebble layer and the third series red sandstone layer. Key words: High rise building； engineering geological condition； Bearing layer； Bearing capacity of foundation畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 目 錄 摘 要 ................................................ I Abstract ............................................................................................. II 第 1 章 緒 論 .......................................... 1 高層建筑發(fā)展概況 ............................................ 1 研究課題的提出 .............................................. 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 2 研究方法及思路 .............................................. 3 主要研究?jī)?nèi)容 ................................................ 3 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 ........... 5 蘭州市市區(qū)高層建筑的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................ 5 蘭州市市區(qū)高層建筑的分布規(guī)律 ................................ 6 第 3 章 蘭州市市區(qū)高層建筑地基土的分布規(guī)律 ............... 8 地層巖性 .................................................... 8 地層分布 ................................................ 8 砂巖的顆粒組成 ......................................... 10 砂巖的物理 力學(xué) 性質(zhì) ..................................... 11 水文地質(zhì)條件 ............................................... 13 地形地貌 ................................................... 14 地質(zhì)結(jié)構(gòu) ................................................... 14 不良地質(zhì)現(xiàn)象 ............................................... 15 天然建筑材料 ............................................... 15 第 4 章 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 ............ 16 高層建筑地基承載力的確定 ................................... 16 畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 持力層的選取 ............................................... 17 第 5 章 結(jié) 論 .................................................... 19 參考文獻(xiàn) ............................................. 20 附 錄 ............................................... 20 致 謝 ............................................... 26 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 1 頁(yè) 第 1 章 緒 論 高層建筑發(fā)展概況 根據(jù)我國(guó)工業(yè)與民用建筑劃分標(biāo)準(zhǔn)（表 ），把層數(shù)在 8～ 20 層（高度為 24～ 60m）的 稱(chēng) 為高層建筑，層數(shù) 20 層（高度大于 60m）的 稱(chēng) 為超高層建筑，本次在蘭州市市區(qū)踏勘所選用的代表性建筑點(diǎn)位都是大于 20層的高層建筑。 近一個(gè)世紀(jì) 以 來(lái)， 全世界 高層建筑的發(fā)展 主要 可以分三 個(gè) 階段。階段 三 ： 20 世紀(jì) 60 年代之后， 這段時(shí)期， 很多優(yōu)秀先進(jìn)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不斷發(fā)展，高層建筑的發(fā)展在這一階段邁出了 全 新的高度， 70 年代中期已至 頂端 ，之后歐美國(guó)家的高層建筑達(dá)到暫時(shí)性的穩(wěn)定 與 飽和，而 亞洲的很多 國(guó)家的高層建筑發(fā)展事業(yè)正蒸蒸日上。 當(dāng) 今 發(fā)達(dá)國(guó)家的高層建筑多 采 用鋼結(jié)構(gòu)，而發(fā)展中國(guó)家則多用成本較低的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) [3]。 研究課題的提出 高層建筑的特點(diǎn)突出，重心比較高、荷載很大、水平荷載尤其突出、基礎(chǔ)的埋置深度大和基礎(chǔ)尺寸大等。 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。關(guān)于地基土承載力的計(jì)算方法有很多種：對(duì)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(yè) 成層土地基，我國(guó)工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范推薦使用擴(kuò)散角法。國(guó)外對(duì)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(duì)于均勻土地基，承載力系數(shù) qN 、 cN已有精確解，而 rN 至今 沒(méi)有正確的結(jié)果 ，國(guó)內(nèi)外采用了 許多 數(shù)值方法如極限平衡法（ Meyerhof， 1951） 、 特征線(xiàn)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(lái)，很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量研究；對(duì)于非飽和土地基，我國(guó)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?？紤]沿著每個(gè)區(qū)域的主干線(xiàn)，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 。 主要研究?jī)?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(guò)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(lái)的發(fā)展及展布情況。土層的情況可以利用 CAD繪圖工具進(jìn)行解釋。 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(yè) 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(guó)的地理中心（ 32176。 46′ E），人口 萬(wàn)（ 20xx 年），面積 平方公里（ 20xx 年）。 對(duì)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(hào)線(xiàn)一期工程于 20xx 年 3 月開(kāi)始動(dòng)工建設(shè)，目前已進(jìn)入沖刺階段。 蘭州有很多代表性高層建筑， 就拿 蘭州鴻運(yùn)金茂 來(lái)說(shuō)，該高層建筑位于蘭州東方紅廣場(chǎng)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(chǎng) ，位于南關(guān)十字附近，高 266m； 蘭州眾邦國(guó)貿(mào)中心 ，位于安寧區(qū)， A 塔高 262m， B 塔 40 層； 蘭州名城廣場(chǎng) ，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(yáng)路，有三棟，最高一棟 230m； 蘭州國(guó)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。 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(duì)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) 。部分 高層建筑臨河而立，黃河是一道優(yōu)美的城市景觀。 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]。 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。黃土狀粉土層以褐黃色為常見(jiàn)，土質(zhì)比較均勻，蟲(chóng)孔、孔隙比較發(fā)育， 有 水平層理，可見(jiàn)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]。顏色很雜，主要成分為石英巖、變質(zhì)巖、花崗巖。 ⑥ 中風(fēng)化砂巖層：從南到北大量分布，埋深較大，埋深 ～ 。 ④ 粉質(zhì)粘土：分布 在城關(guān)區(qū)和七里河區(qū)的 少數(shù)區(qū)域 ， 厚度比較薄，一般為～ ，一般為青灰色，土質(zhì)較為均勻，見(jiàn)孔隙和蟲(chóng)孔，軟可塑，干強(qiáng)度較高 。 ⑧ 中、強(qiáng)風(fēng)化泥巖層： 在外觀上常常與砂巖被稱(chēng)作紅層， 在西固區(qū)有分布，厚度為 ～ ，礦物成分主要是蒙脫石、高嶺石、水云母，泥質(zhì)膠結(jié)，具水平層理，微裂隙比較發(fā)育，遇水容易發(fā)生軟化 。由表可看出，蘭州市市區(qū)第三系砂巖的顆粒組成主要是細(xì)砂，少部分區(qū)域夾中砂和粉砂，在西邊出現(xiàn)中砂。對(duì)于一個(gè)范圍值，按平均考慮。而含水量、天然容重、干容重這幾個(gè)指標(biāo)則隨著取樣深度的變大而變大[1]，但當(dāng)達(dá)到一定深度時(shí)，砂巖的物理指標(biāo)變化沒(méi)有太大的規(guī)律性。因此，對(duì)強(qiáng)風(fēng)化帶砂巖的工程特性進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)是非常有必要的，它關(guān)系到高層甚至超高層建筑的投資和安全建設(shè)。在保證強(qiáng)風(fēng)化砂巖層的原狀結(jié)構(gòu)下，是可以考慮作為高層建筑基礎(chǔ)持力層的，工程性質(zhì)良好，是比較理想的持力層。 蘭州地區(qū)降雨較 少，年均降水量在 310～330mm 之間。 圖 是 46 個(gè)代表性高層建筑點(diǎn)位的地下水埋深柱狀圖，具體數(shù)據(jù)可參看附錄中的表 1 ?；鶐r在不擾動(dòng)的情況下為隔水層，地下水與黃河水的水力聯(lián)系比較單一，屬于階地補(bǔ)給黃河的形式，場(chǎng)地地下水的補(bǔ)給主要接受大氣降水和地表水入滲等途徑，排泄方式主要有徑流排泄、蒸發(fā)消耗及人為開(kāi)采。 蘭州市市區(qū)南北環(huán)山，黃河由 西 到 東 穿越 經(jīng) 過(guò)，地處隴西黃土高原 以西 ，該地區(qū) 是黃土高原與青藏高原的過(guò)渡 地帶 。 黃河的流向大概是 由 西南至東北， 穿越 整個(gè)蘭州地區(qū)，形成了盆地 和 峽谷相間的串珠狀河谷 地貌 [15]。 地質(zhì)結(jié)構(gòu) 對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造，尤其是活斷層和現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)是區(qū)域穩(wěn)定性的決定性因素，因而修建高層甚至超高層建筑時(shí)，就有必要在一定范圍內(nèi)研究活斷層和進(jìn)行地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。在蘭州的周邊地區(qū)則主要有 2 條活動(dòng)斷層，其一為莊浪河斷裂，是晚更新世活動(dòng)斷層，斷層的作用方式主要是褶皺作用和逆沖作用； 另一條為白銀白楊樹(shù)溝斷裂，是晚更新世中后期活動(dòng)斷層，斷層性質(zhì)是逆斷層 [16]。部分高層建筑的場(chǎng)地雜填土較厚，主要以新近粉土為主，含大量的建筑垃圾、生活垃圾等，欠固結(jié)和欠壓縮，均勻性比較差，欠壓縮，具有濕陷性。 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 16 頁(yè) 第 4 章 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 我國(guó)各地 區(qū) 的地質(zhì)條件 差別比較 大， 高層建筑基礎(chǔ)的持力層選取也不一樣，因而高層建筑的基礎(chǔ)形式 也有很多種類(lèi)型 。 高層建筑地基承載力的確定 地基承受荷載的能力 稱(chēng)為地基承載力 ， 若 地基穩(wěn)定的情況下，建筑物 產(chǎn)生的 沉降量不 大于 允許值的地基承載力 叫作 地基承載力特征值，用 af 表示。 理論計(jì)算考慮 到 的影響因素很多，比較符合實(shí)際情況， 因此承載力德確定 應(yīng)以理論計(jì)算為主，其他方法輔之 [20]。 ② 黃土狀粉土層：整個(gè)市區(qū)廣泛分布，連續(xù) 且 厚度較大，物理力學(xué)性質(zhì)一般或較差，具有濕陷性，承載力 一般 在 75～ 150kpa，經(jīng)過(guò)處理后可以作為低層建筑物基礎(chǔ)的