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地基处理课程设计报告江苏省宁杭高速公路 学 生：孙海涛指导教师：邓永峰东南大学交通学院2011.3一：工程概况江苏省宁杭高速公路某路段的设计路面宽度为34m（6车道），边坡坡度为1：1.5，填筑高度为4m，工期为3年，工后沉降要求为竣工后15年沉降20cm。该路段的地基土层分布如图1所示： 图（1 ）土层分布图各土层的主要参数如表1所示：土层天然含水量w%湿容重kN/m3干容重kN/m3比重孔隙比e液限WL%塑限Wp%快剪试验固结试验CkPaPsi。av1-2MPa-1EsMPaCv10-3cm2/s124.519.115.32.710.76632.819.820100.303.45.0227.919.615.32.711.12227.318.81011.60.621.53.5324.520.116.12.710.68030.619.32516.20.235.66.3路堤土19.5303010二：课程设计具体要求：（1） 结合土层情况至少选择两种地基处理方法（搅拌桩，预压法（包含塑料排水板）进行设计；（2） 对每种地基处理方法进行设计计算，进行地基的沉降、稳定性和承载力的计算和验算；（3） 进行经济造价分析（4） 结合经济造价分析份额结果，选取合适的处理方法进行施工组织设计；（5） 提交设计说明书（施工图纸和计算说明书）。三：验算天然地基土的承载力1、路堤底部应力 =(34+34+2*5*1.5)*5*0.5*19.5/ (34+2*5*1.5)=82.58kPa2、第一层亚粘土e=0.766 =0.362根据地基规范，修正后地基承载力容许值其中为地基承载力基本容许值根据e=0.766，取值为260kPa；一般粘性土取=0 ; =2.5 ； 则=260+2.5*10*（3-3） 不足3.0m按3.0m计算，得到：=260kPa。综上，第一层地基承载力满足要求。3、 第二层淤泥质土第二层淤泥质土: e=1.122 =1.07查表,得70kPa第一层底部应力：=82.58+15.3*0.5+10.1*1.5=82.58+21.3=103.88kPa70kPa）说明第二层地基土承载力不足不能满足工程要求，需要进行地基处理四：初步拟定采用以下两种方案进行处理方案一：复合地基（水泥土搅拌桩）1、水泥土搅拌桩的设计原理水泥搅拌法是用于加固饱和和软黏土低级的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量少，水泥是在具有一定活性介质-土的围绕下进行反应，硬化速度较慢，且作用复杂，水泥水解和水化生成各种水化合物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应，使水泥土土体强度大大提高。它主要有以下几方面的优点：（1）、利用了原状土不会使地基侧向挤出，减小对周围建筑物的影响；（2）、设计比较灵活；（3）、施工无振动噪音和污染，可在市区和密集建筑物中进行施工；（4）、土体加固后重度不变，对软弱下卧层不产生附加沉降；（5）、与刚性桩相比，节省钢材降低造价；（6）、部桩形式灵活等。2、处理方案：根据规范要求：混凝土搅拌桩桩端要进入持力层的深度至少为0.5m，故初步拟定混凝土搅拌桩的尺寸为：桩长 :8.5m ；桩径:0.5m；桩间距s=1.5m，fcu=1.5Mpa,弹性模量=150pa单桩承载力： (桩周土确定的单桩承载力)= （桩身材料确定的单桩承载力）桩间第i层土的摩阻力特征值，对于淤泥可取47kPa，对于淤泥质土可取612kPa，对于软朔状态的粘性土可取1015kPa ； 对可朔状态的粘性土可取1218.查表可取桩端天然地基承载力取值为350kPa=0.5（152+96 +120.5）+0.4350 =168.78kN桩的布置：桩间距为1.5m，采用正三角形布桩面积置换率： m=桩间天然地基土承载力标准值： =70kPa(载荷试验)复合地基承载力标准值 ： =m+（1-m）=+1（1-）70=157.78kPa桩数： n=28复合地基模量： +(1-m)=150+(1-)1.5=18MPa沉降计算（附加应力法） p=82.58kpa =8.5=0.020m非加固区为硬塑,低压缩性亚粘土,采用应力扩散法：土层分一层0.5m S=+=0.035m 沉降计算满足要求满足要求；承载力： =166.67kPa 故承载力也满足要求。造价：.5 29 水泥用量为每延米50kg, 施工费用28元/米，成本340元/吨一排桩费用为：0.34508.528+288.5+28=10710元方案二：堆载预压法 高速公路要求严格的工后沉降，在软土地基上修建高速公路，往往结合路堤填筑采用预压法解决工后沉降问题。软土地基不论采用什么处理方法，一般都要和堆载预压法联合使用。为使路基工后沉降不超出规定的指标，需要根据不同的技术要求设计不同的荷载量和相应的预压时间。路基预压的荷载量和预压时间是两个重要的施工控制指标，直接决定工程的质量和造价。堆载预压根据其荷载量的不同，可分为超载、等载、欠载预压，通过对堆载预压原理及使用性的分析，有利于在工程实践中选择合理的预压方式。1、利用天然地基土抗剪强度计算第一级容许施加的荷载（主要考虑土层二）=土层2的不排水抗剪强度 =（-）+=（19.12-10）+10=14.8kpa=58.38kpa2、计算第一级荷载施加后地基土不排水抗剪强度 （假设一级荷载固结度为）=119.0kpa=19.9kpa3、计算作用下达到70%固结度所需要的时间t （塑料排水板，b=100mm,=4mm,长度取8m。正方形布置，间距1m，Dp=50mm，de=1.13m）=22.6，则F=2.348总固结度 =1.54/s()=7.5天4、计算容许施加的第二级荷载=84.5kpa施加第二级荷载后地基土抗剪强度为 =25.2kpa5、沉降计算1.在荷载作用下，土层1的沉降为=0.034m土层2的沉降为=0.075m土层3的沉降为=0.0004m 总沉降：=+=0.034+0.075+0.0004=0.113m2.在荷载作用下，p=84.5-58.38=26.12kpa土层1的沉降为=0.015m土层2的沉降为=0.033m土层3的沉降为=0.0004m总沉降：=+=0.015+0.033+0.