地基课程设计

1、成都理工大学环境与土木工程学院课程设计课程： 地基处理与测试技术专业： 勘查技术与工程姓名（签名）： 朱 洪 良学 号： 201003040306成 绩 ： 教师（签名）：2014年 01月 12 日1. 工程概况及地基土石层的工程地质性质 21.1 建筑物 21.2 地基土石层特征 22. 处理方案 A - 换填垫层 32.1 垫层材料 32.2 垫层承载力 32.3 垫层厚度 32.4 垫层宽度 62.5 沉降计算 62.6 设计断面 82.7 检测的技术方法及质量控制标准 93. 处理方案 B - 复合地基 93.1 处理范围 93.2 桩体布置形式 93.3 桩体材料 93.4 桩间距

2、及排距 103.5 桩长 113.6 复合地基承载力 113.7 复合地基的压缩模量 123.8 检测的技术方法及质量控制标准 13某综合写字楼软弱地基加固处理方案设计1. 工程概况及地基土石层的工程地质性质1.1 建筑物某综合写字楼主楼 8 层，无地下建筑，拟采用条形基础，埋深 2.00m，荷载 效应标准组合时基础底面的平均压力 320KN/m 。1.2 地基土石层特征根据勘察资料， 地基土分为 6 层，其工程地质性质如下所述， 主要物理力学 指标见表 1-1。 杂填土：以粘性土为主，含大量煤渣、碎砖等建筑垃圾； 粉土：稍密 中密，稍湿，局部含少量有机质； 含淤泥质粘土：软可塑，含微量细砂颗

3、粒和大量有机质； 粉质粘土：灰褐色，可塑，稍湿； 粘土：硬塑 -坚硬，稍湿，底部普遍有一层约 30cm 厚的粉质粘土夹层； 闪长花岗岩，弱 -强风化，节理较发育。表 1-1 场地土主要力学指标指标土层地层顶面埋深(m)重度(kN/m3)压缩模量(MPa)承载力特征值 f ak (kPa)杂填土0.0015.64粉土0.5016.05.2140含淤泥质粘土1.216.23.8160粉质粘土4.8019.012180硬塑 - 坚硬状粘土9.2020.518.5310密实状卵石层18.105002. 处理方案 A - 换填垫层该写字楼主楼 8 层，无地下建筑，拟采用条形基础，埋深 2.00m，荷载效

4、应 标准组合时基础底面的平均压力 320KN/m ，按上述工程条件及参数 ,作出如下换 填垫层的设计方案。2.1 垫层材料因为基础埋深为 2m,据表 1-1 场地土主要力学指标可知，场地土 2m 处有含 淤泥质粘土，其承载力仅为 160KPa，且压缩模量为 3.8MPa,略微偏低，不能承 受建筑物的荷载。 因此要对地基进行处理， 由于淤泥质粘土分布厚度较小， 因此 选择换填垫层法。 结合地层分布情况， 垫层材料选择灰土进行换填， 灰土适用于 处理 1-4m 厚的软弱土层。材料要求：灰土垫层采用灰土比例为 2:8，土料选用粉质粘土，因为黏粒或 胶粒具有一定活性和胶结性，所以要求黏粒含量越高越好，

5、石灰颗粒不大于 5mm，消石灰粉质量应符合级以上的标准，活性 CaO+MgO 含量不低于 50%， 并且要求在最优含水率情况下分层回填夯实。2.2 垫层承载力依据地基工程处理与检测技术 12页表 1.6 灰土垫层的承载力参考值表， 灰土容 许承载力为 300KPa,根据表 1.2 可知灰土垫 层的承 载力特征值为 200-300Kpa. 考虑实际工程情况及垫层材料配比， 本工程灰土垫层承载力特征值 取 250Kpa. 垫层铺设后再用检测技术进行测试，确保承载力特征值控制在 250Kpa 以上。2.3 垫层厚度垫层厚度的确定度， 须先确定基础的宽度， 由于埋深 d=2m0.5m,因此基础底面承载

6、力要进行深度修正，公式如下：fa= fak+b-(3b)+ d m-0(d.5)式中：fa- 地基承载力的设计值；fak-地基承载力的标准值；b -基础底面宽度 (m)，当 b6m 时，按 6m 计算；d -基础底面的埋置深度 (m) ，室外地面标高算起； - 基底下持力层土的天然容重；m- 基底以上土的容重 (如为多层土时用换算容重) ； b， d - 基础宽度和深度方面的修正系数。根据工程地质条件资料可确定本工程项目基本参数如下：fak=250Kpa.rm=16.0KN/m3.0.5 15.6 0.7 16 0.8 16.22d=2m.Fk=320KN/m .G=20KN/m3又根据表 2

7、-1承载力修整系数表，人工填土 d取 1 表 2-1 承载力修整系数表一般来说先对地基承载力进行深度修正， 然后按计算得到的基底 b，若基础 宽度大于 3m，再考虑是否需要对 fak 进行宽度修正，现进行承载力特征值深度 修正如下：fa= 250 +16.0（2-0.5）=274Kpa由于基础为条形基础，因此基础宽度：Fk 320b =1.37mfa Gd whw 274 20x2所以基础宽度 b=1.4m，基础宽度确定后，再假设灰土垫层厚度为 1m。 若满足 Pz+Pczfaz，即垫层底面的自重应力 Pcz （kPa）与附加应力 Pz （kPa） 之和，小于同标高处经深度修正后的地基承载力特

8、征值 faz（ kPa）时，则垫层厚 度合理，反之则应重新设置垫层厚度。对于条形基础而言 :（pk pc）BpzB 2zx tan其中：P k 相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力（ kpa）；P c 基础底面处土的自重应力（ kpa）；B 基础底面的宽度（ m）；Z 基础底面下的垫层厚度（ m）；-垫层的应力扩散角；（）各种材料垫层应力扩散角见表 2-2，由表 2-2 可确定灰土的应力扩散角去 28Z/b置换材料中砂、粗砂、砂砾、 圆砾、角砾、卵石、 碎石、矿渣粉质粘土、 粉 煤灰灰土0.2520628=0.5302328表 2-2 材料垫层应力扩散角pkFk GK320 20 X

9、 1.4X 2 1.4Pc= 0.5 15.6+0.7 16+0.8 16.2 =32kpa而 B=1.4m,Z=1m ，查表可知为 28。因此(268.6 32) 1.4Pz= =134.46kpa1.4 2 1 tan28Pcz= 0.515.6+0.716+1.816.2=48.2kpa查表 1-2 可得: d=1而垫层底部经深度修正后的地基承载力(0.5 X 15.6 0.7 X 16 1.8 X 16.2)fa 160 1.0X X(3 0.5) 200.2kpaPz+Pcz=134.46+48.2=182.66kpafa=200.2kpa满足要求，垫层厚度 1m 合理。2.4 垫层

10、宽度垫层厚度 Z=1m，垫层的宽度根据下式确定B=B+2Zxtan 得知B41+.2 1.0 tan 28 =2.46m因此垫层宽度 B 取 2.5m。2.5 沉降计算由于灰土是细粒转换材料，除考虑下卧层变形外，还必须计算置换垫层自 身的变形。沉降计算公式采用分层总和法规范修正公式，灰土的压缩模量取为 17 MPa。附加应力 P0=Pk-Pc=274-32=242Kpa.计算详细见下表 2-3：表 2-3 沉降计算详表点深度各层 厚度L/bZ/ba4aZaZiai-Zi-1ai-1Esi(MPa ) si(mm) si(mm)00.0010.000.000.251.000.0010.400.4

11、010.000.140.251.000.400.4017.005.675.6720.800.4010.000.290.251.000.800.4017.005.6711.3431.000.2010.000.360.251.001.000.2017.002.8414.1841.400.4010.000.500.240.961.340.353.8022.1636.3451.800.4010.000.640.240.961.730.383.8024.4560.8062.200.4010.000.790.240.962.110.383.8024.4585.2572.600.4010.000.930.2

12、40.942.440.333.8021.14106.3982.800.2010.001.000.240.942.630.193.8011.97118.3793.200.4010.001.140.230.922.940.3112.006.29124.66103.600.4010.001.290.230.903.240.3012.005.97130.63114.000.4010.001.430.220.883.520.2812.005.65136.27124.400.4010.001.570.220.863.780.2612.005.32141.60134.800.4010.001.710.200

13、.803.840.0612.001.13142.73根据计算在 4.8 米深度处 :s (mm)=1.13mmfak1.41.310.40.2p0280Kpa满足工程需求3.7 复合地基的压缩模量根据地基工程处理与检测技术第 57 页，符合地基的压缩模量可按下式 计算：Esp=式中：Esp- 复合地基土的压缩模量（ KPa）；- 桩间土的压缩模量（ Kpa），按当地经验取值，或取天然地基压缩模量；m- 面积置换率；n- 桩土应力比；带入数据计算复合地基压缩模量：Esp=1+0.7221.05 1.54-1)12= 19.13 Mpa3.8 检测的技术方法及质量控制标准检测的技术方法：对于碎石桩，可采用荷载实验，动力触探原位测试，原位 剪切试验； 其中荷载实验又分为单桩荷载实验和单桩复合地基荷载实验， 前者压 板的直径与桩径相等， 后者压板的直径与等效影响圆直径相等；