【正文】 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。 隨著生產(chǎn)力水平和科學(xué)技術(shù)水平不斷 進步 ， 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。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，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。 57′ N， 92176。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，將會導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生較大不均勻沉降。 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)選取代表性建筑點位后，調(diào)取其地下資料 ， 主要分析其工程地質(zhì)條件。 ④ 運用 CAD 等相關(guān)軟件進行資料信息數(shù)據(jù)的處理 。 研究方法及思路 主要從以下幾個步驟進行： ① 提前查閱文獻資料，做好初期 的 準備工作 。 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 。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。 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。所以，把鋼與鋼筋混凝土的優(yōu)點組合起來，形成一種組合結(jié)構(gòu)，不僅減少造價，性能也會提高，這種結(jié)構(gòu)形式的高層建筑將會越來越多。當前，世界最高的工程建筑物層數(shù)已經(jīng)達到了 162 層，高度為 828m，我們國家 最高的高層建筑是臺灣的 101 大樓，有 101 層，高度為 492m。階段 二 ： 19 世紀 50 年代 至 20 世紀 50 年代 ，電梯的 誕生 及一些 新技術(shù)的 出現(xiàn) ，高層建筑便越來越多。 并且，一些全新結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)，自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，各種輕質(zhì)、高強度施工材料的 出現(xiàn) ，電梯的發(fā)明 ， 施工 走向機械化 和日益提高的電氣化技術(shù)及尖端的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到工程當中，為高層甚至超高層建筑的 修建 創(chuàng)造了 十分 有利 的 條件，建筑物向空中越修越高，大力促進了城市 建筑事業(yè)的發(fā)展。最后經(jīng)過分析討論， 蘭州市市區(qū)高層建筑基礎(chǔ)比較理想的持力層應(yīng)該是卵石層和第三系紅色砂巖層。 畢業(yè)論文 論文題目（中文） 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特 征研究 論文題目（外文） Study on Bearing Capacity of Foundation of High Rise Buildings in Lanzhou 畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 I 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 摘 要 隨著生產(chǎn)力 水平與 科學(xué)技術(shù)水平 的 不斷進步， 城市人口也越來越集中，為了有效、合理地利用城市土地空間資源， 也為了滿足廣大 人民群眾 的需求， 蘭州市城市 建筑 事業(yè) 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。 主要研究手段是 采用地面踏勘及調(diào)研，查閱相關(guān)的文獻資料，運用 CAD 軟件進行分析處理數(shù)據(jù)。 表 我國工業(yè)民用建筑劃分標準 類別 層數(shù) 高度（ m） 分類名稱 對建筑結(jié)構(gòu)起控制作用的荷載 I 1～ 2 3～ 6 低層建筑 豎向荷載 II 3～ 7 9～ 12 多層建筑 水平和豎向荷載 III 8～ 20 24～ 60 高層建筑 水平荷載 IV 20 60 超高層建筑 水平荷載 隨著社會生產(chǎn)力的快速發(fā)展，城市人口也越來越集中，為有效合理地利用城市的土地空間資源，解決城市發(fā)展 與 土地不夠的矛盾問題，高層建筑就迎來了發(fā)展的機遇 。階段 一 ：19 世紀 50 年代 之前，歐美國家的建筑層數(shù)最高 的 僅有 6 層，主因 是那個時候缺垂直運輸系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，亞洲最高的 10 座建筑當中，中國占 6 座，其中大陸有 3 座 ， 臺灣有 1 座 ， 香港有畢業(yè)論文 蘭州市市區(qū)高層建筑地基承載力特征研究 第 2 頁 2 座。然而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有 一些弊端 ，如自重 比較 大，基礎(chǔ)造價比較高，構(gòu)件 的斷面尺度較大，抗震性能不如鋼結(jié)構(gòu)。所以，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。當用作 高層建筑物甚至超高層建筑物的地基時，往往會 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 會更 嚴格 。由于擴散角與土 層 的各種參數(shù)、基礎(chǔ)形狀大小相關(guān)，當前沒有具體、完善的理論計算 體系 ，常 利用 試驗和工程經(jīng)驗 的方法 進行確定。當前，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度因素 [5]。 ③ 獲得地面踏勘點位后，調(diào)取或收集地下巖土勘察資料 。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。 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，對地基的強度和埋深要求也在提高。 11′～ 42176。 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]。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。 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 天寶時代廣場、蘭石豪布斯卡西塔、盛達國貿(mào)中心、蘭州萬達廣場（圖 右）、亞歐國際等。 總體來說，在這 四 個區(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， 一部分是沿街修建，一部分是成片的小區(qū) 。 蘭州市市區(qū)的高層建筑大都處于黃河的 I、 II 級階地上。 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。 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 ～ 。 ③ 細砂層：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 ～ 。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，交錯排列，局部含有粉土或細砂薄層。 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 ～ 。 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 10 頁 ⑤ 卵石層：從西到東，卵石層厚度在 ～ 之間，埋深 ～ ，總體來說，從西到東的卵石層起伏比較大，厚度差異也較大， 但 連續(xù)。 砂巖的顆粒組成 蘭州市市區(qū)高層建筑地基土的分層比較明顯，下面對其中具有代表性的砂巖層著重分析其顆粒組成及其物理性質(zhì)。粒徑集中在 ～ ，含礫較低，為 ～ ％；含粘也很低，為 ～ ％；粉粒的含量在 35～ ％。表 是砂巖的物理指標隨著深度的變化統(tǒng)計表，其中鉆孔 ZK5 的樣本取自城關(guān)區(qū)某一棟高層建筑 X 的場地，而鉆孔 ZK44 的樣本取自西固區(qū)某一棟高層建筑 Y 的場地。 由于表層的強風(fēng)化砂巖受埋深的壓實作用比較明顯，而埋深比較大的砂巖風(fēng)化程度會越來越小，其物理指標受埋深效果的影響也會較小 [12]。 表 砂巖的沉降量分析表 工程 名稱 巖石類型 800kpa 下沉降量/mm 1100kpa下沉降量/mm 加荷穩(wěn)點后 破壞情況 E 強風(fēng)化砂巖 未破壞 F 強風(fēng)化砂巖 未破壞 表 砂巖單軸抗壓強度分析表 試樣名稱 狀態(tài) 單軸抗壓強度 /MPa K 干燥 ～ K 飽和 ～ 表 是蘭州市兩棟高層建筑場地的強風(fēng)化砂巖用加荷穩(wěn)定標準做的試驗結(jié)果，其中高層 E 位于西固區(qū)，高層 F 位于城關(guān)區(qū)。所以，當建筑物以紅色砂巖層作為持力層時，在施工中應(yīng)當減少巖層的暴露時間和避免浸水，盡快完成澆筑，以防砂巖層遇水崩解、風(fēng)化而降低了承載力。 根據(jù) 46 個樣點數(shù)據(jù)，蘭州市市區(qū)高層建筑場地的地下水埋深變化為 ～ 。從圖中可以看出，并不是 離河道越近水位埋深就越淺，地下水位埋深受諸多因素 共同 影響。在西固區(qū)、七里河區(qū)、城關(guān)區(qū)，地下水總體流向北東，安寧區(qū)的地下水總體是流向東南，總體來說地下水流向與主河流（黃河）流向 有很大聯(lián)系，市區(qū)地下水季節(jié)變化幅度為 ～ 。蘭州地區(qū)的海拔范圍大概在 1500～3000m，多為 被 黃土覆蓋的盆地與丘陵。按照地貌成因以及形態(tài)特征，可以分為三種類型： ① 侵蝕堆積河谷平原； ② 侵蝕堆積黃土丘陵； ③ 侵蝕構(gòu)造中低山區(qū)。同時，在分析場地巖體的穩(wěn)定性時也有必要對其進行研究從而判斷巖體的結(jié)構(gòu)特征，以及和不連續(xù)面的發(fā)育程度與組合關(guān)系。 不良地質(zhì)現(xiàn)象 主要為了分析場地是否處在現(xiàn)代不良地質(zhì)作用的危險中，同時有利于對工程地質(zhì)作用的預(yù)測。也有部分場地因漏水原因造成地基土呈濕潤～飽和狀態(tài)，施工中應(yīng)當注意。 高層建筑 地基基礎(chǔ)形式 主要有交梁式條形基礎(chǔ)、 箱形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ) ，而目前多采用一些聯(lián)合基礎(chǔ)，如樁箱基礎(chǔ)、 樁（墩）筏聯(lián)合基礎(chǔ) 等 。 當前，比較權(quán)威的確定地基承載力特征值的方法主要有 4 種 [18]： ⑴ 按照土的抗剪強度指標用理論公式計算； ⑵ 按現(xiàn)場載荷試驗 ps 曲線確定； ⑶ 由規(guī)范提供的承載力表確定，如砂土按照標準貫入試驗擊數(shù) N 查取承載力特征值，修正公式：)()3( ????? dbff mdbaka ???? ； ⑷ 參考附近建筑物的工程經(jīng)驗確定，需滿足土質(zhì)情況基本 一樣 [19]。因此，除了按照地基基礎(chǔ)設(shè)計等級、地基巖土條件并 參考 附近建筑物的工程經(jīng)驗來確定地基承載力之外，高層建筑地基承載力結(jié)合 多種方法 共同 確定是很可靠的，最終經(jīng)過分析比較得出切實可行的方案，既能 讓 所得承載力具有一定的安全儲備，又能解決技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性。 ③ 細砂層：厚度不均勻且分布不連續(xù)，厚度較小，下部偶有粉土夾層，物理力學(xué)性質(zhì)一般，承載力一般在 70～ 100kpa，高的可以達到 120～ 300kpa，不考慮作為高層建筑的基礎(chǔ)持力層。 ⑦ 強風(fēng)化砂巖層：容許承載力 一般考慮在 400～ 450kpa， 可作為高層建筑基礎(chǔ)的持力層，資料表明，西固區(qū)紅砂巖的強度比城關(guān)區(qū)紅砂巖的強度 要 高 一些 。部分區(qū)域的卵石層分布比較連續(xù)且厚度較大，起伏較小，物理力學(xué)性質(zhì)良好，可為 高層建筑基礎(chǔ)的 理想持力層，但對于卵石層中的細砂夾層及透鏡體應(yīng)進行承載力和變形驗算。 有些區(qū)域由于卵石層厚度等原因不能滿足高層甚至超高層的要求時，就以第三系巨厚的紅色砂巖層作為地基持力層 [11]。 由于條件有限， 蘭州市高層建筑 的發(fā)展 有其局限性。當埋深繼續(xù)增大時， 砂巖風(fēng)化程度會越來越小，其物理指標受埋深效果的影響也會較小， 砂巖的物理指標變化就沒有太大的規(guī)律性。 我的 畢業(yè)論文 指導(dǎo)老師 是 xxx 老師， 非常感謝您的指導(dǎo)。沒有您的幫助，我或許還陷在迷茫中，更木訥死板，更不懂得如何與人溝通交流。 畢業(yè)論文設(shè)計 的開始 到它的順利完成，有 很多 敬 愛 的老師 、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在此用簡單的話語，表示最誠摯 的感謝！ 感恩父母，謝謝你們辛辛苦苦把我來培養(yǎng)；感恩同學(xué)和老師，謝謝你們平時的關(guān)心和幫助；感恩學(xué)校，給我們創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境；感謝甘肅省勘察設(shè)計研究院提供的資料支持；感謝同學(xué)借給我自行車，讓我能夠跑遍蘭州市市區(qū)，完成踏勘定點工作，并且讓我能一睹蘭州市市區(qū)沿途美麗的風(fēng)景