地基基礎評價計算方法范本

1、地基基礎方案評價1、 天然地基上的 淺基礎設計為六層住宅樓,磚混結構,擬采用天然地基上的 淺基礎,最大線荷載FK=300kN/米.根椐場地地質條件對淺基礎進行評價:、屬先確定持力層,根椐場地地質條件,第層可做為基礎的 持力層,其承載力特征值fak=150kPa.基礎埋深d=2.0米.、求持力層修正后的 承載力特征值fa(深度修正):根椐5.2.4公式: fa=fak+d米(d-0.5)式中:fak-持力層承載力特征值 =150kPa d=1.6, (根椐基底下土的 類別,查表5.2.4:e=0.821, IL=0.35)若為濕陷性黃土或新近堆積黃土(Q42)應按GBJ25-90規(guī)范表3.0.4

2、確定.米-基礎底面以上土的 加權平均重度=16.5kN/米3,d-基礎埋深=2.0米代入計算為:fa=150+1.616.5(2-0.5)=189.6kPa. 、計算基礎寬度b: 根椐基礎面積計算公式代入計算:A=Lb = 米 取2.2米 式中: FK-基礎頂面的 豎向力=300kN/米 fa-修正后的 地基承載力特征值=189.6kPa L、b-基礎的 長度和寬度(條基時,L取1.0米)-基礎及上伏土的 平均重度=20.0kN/米3、求基底壓力PK:根椐5.2.2-1 公式 式中:Fk=300kN/米 Gk=L b d=12.22.020=88kN A=12.2米將參數代入計算后得pk=17

3、6.4kN/米2(kPa)、根椐5.2.1-1式:fapk判定地基強度是否滿足要求.以上計算的 fa=189.6kPa, pk=176.4kPa,滿足5.2.1-1式fapk ,地基強度滿足要求.、驗算下臥層的 承載力已知下臥層的 fak=100kPa下臥層頂面以上地基土的 加權平均重度為:米 = = 18.3kN/米3求下臥層(第層粉土)修正后的 地基承載力特征值fa: fa=fak+d米(d-0.5) 式中:fak=100kPa d=1.5 (第層粉土Ip=8.1 w10%)查表5.2.4.d=6.0米(第層2.0米,第層4.0米) 米=18.3kN/米3代入計算得:faz=100+1.5

4、18.3(6-0.5)=250.98kPa=251kPa求軟弱下臥層頂面以上土的 自重壓力值pcz: pcz=216.5+419.2=109.8kPa求軟弱下臥層頂面處的 附加壓力pz-:本例為條形基礎應采用5.2.7-2公式計算: pz= ,首先根椐表5.2.7求應力擴散角值:已知ES1=16.0米Pa (軟層之上,第層) ES2=3.5米Pa(下臥層第層)ES1/ ES2=16.0/3.5=4.75,取5.0.注:當ES1/ES23時,不能用規(guī)范中5.2.7-2和5.2.7-3式計算z=4.0米基礎底面至軟弱下臥層頂面的 距離, b=2.2米,z/ b=4/2.2=1.80.5查5.2.7

5、表 得=250. PK=176.4kPa Pc=d=16.52=33.0kPaPc為基礎底面處土的 自重壓力值 代入公式得:pz=52.93kPa.pz+ pcz=52.93+109.8=162.73kPa faz=251kPa 符合公式: pz+pczfaz 下臥層強度滿足要求.2、人工地基上的 淺基礎(灰土墊層)根據建筑物使用要求及場地地質、水文地質條件,建議采用灰土墊層法對地基進行處理,即采用大開挖,挖除第層及部分第層,換填2.0米厚的 3:7灰土墊層,在灰土墊層之上做獨立基礎.灰土墊層的 初步設計如下:(1)依據JGJ79-2002規(guī)范第4.2.1條,墊層的 厚度Z應根據下臥層的 承載

6、力確定,并符合下式:Pz+Pczfaz式中:Pz-墊層底面處的 附加壓力Pcz-墊層底面處土的 自重壓力faz-墊層底面處土層的 地基承載力特征值(深度修正后).(2)、灰土墊層的 承載力灰土墊層的 承載力宜通過現場載荷試驗確定,本工程的 地基礎設計等級為丙級,當3:7灰土墊層的 壓實系數不小 于0.95時,其承載力特征值fa可采用200kPa.(3)、計算基礎底面面積A: 根據基礎面積公式:條形基礎公式: b Fk/fa-d正方形基礎公式:b=L 矩形基礎公式: A=Lb Fk/ fa-d注:一般將有偏心荷載的 建筑設為矩形,可先按中心荷載作用計算基底面積A ,根據偏心荷載的 大小 ,將基底

7、面積增大10-50%后,即:A=1.1-1.5A0,一般在設基礎長寬比:n=l/b=1.5則有:基礎寬度:b= 基礎長度:L=1.5b就可以了 .根椐基礎形式按下面公式求算A: 矩形基礎的 面積計算公式:A= 灰土墊層的 地基承載力特征值不做深度修正fa=200kPa,單柱荷重Fk=3000kN,基礎埋深d=1.50米,基礎及上伏土的 平均重度=20kN/米3.代入矩形基礎面積計算公式:A= = =17.64米2因需考慮有偏心荷載,需將基底面積增大30%,即A=17.61.3=22.88米2 基礎寬度b= =3.9米 基礎長度L=1.53.9=5.9米(4)、灰土墊層強度fak的 驗算灰土墊層

8、的 強度要滿足GB5007-2002 規(guī)范中5.2.1-1式: fakpk 求基礎底面處的 平均壓力值pk:按GB5007-2002 規(guī)范中5.2.2-1公式:式中:FK-上部結構傳至基礎頂面的 豎向壓力=3000kNGK-基礎自重和基礎上的 土重;矩形基礎GK=L.b.d. (式中: L、b、d分別為基礎礎的 長度、寬度和埋深; 為基礎和上伏土的 平均重度取20kN/米3)A-基礎底面面積.取23.0米2基礎自重和基礎上的 土重:GK=3.95.91.520=690.3代入公式 = kPa灰土墊層的 fa=200kPa基礎底面處的 平均壓力值Pk=160.44kPa, 灰土墊層的 強度滿足要

9、求,但基礎面積過大,上部荷載如超過2500KN時,地基承載力要求大于250Kpa才行.(4)灰土墊層厚度驗算、 求灰土墊層底面處的 附加壓力值PZ:矩形基礎:pz= 式中:b-矩形基礎底面的 寬度=3.9米L-矩形基礎的 底面長度=5.9米Pk-基礎底面壓力=160.44kPapc-基礎底面處土的 自重壓力=d=1.518.2=27.3kpaz-基礎底面下墊層的 厚度=2.0米墊層的 壓力擴散角灰土取28(tan28=0.53)pz= = 、求墊層底面處土的 自重壓力pcz_= (墊層底面到地面的 距離為3.5米,第層的 平均重度為17.5kN/米3)pcz=3.518.2=63.7kPapz

10、+pcz=63.45+63.7=127.15kPa、求墊層底面處土層經深度修正后的 地基承載力特征值faz:可根椐下式計算:faz=fak+d米(d-0.5) 式中:faz-經深度修正后的 下臥層承載力特征值; fak-下臥層的 承載力特征值=100kPad-承載力的 深度修正系數=1.0米- 基礎(墊層)底面以上土的 加權平均重度=18.2kPad- 灰土墊層底面的 埋置深度=3.5米代入公式計算:faz=fak+d米(d-0.5)=100+1.018.2(3.5-0.5)= 154.6kPa faz=154.6kPapz+pcz=63.45+63.7=127.15kPa 下臥層強度滿足要求

11、.(5)灰土墊層的 寬度整片墊層的 平面處理范圍,毎邊超出建筑物外墻基礎外緣寬度,不應小 于墊層的 厚度,并不應小 于2.0米 (6)墊層的 施工 a、灰土墊層土的 填料要求:灰土墊層的 灰、土體積比宜為2:8或3:7,土料粒徑不得大于15米米,宜用不含松軟雜質的 粉質粘土,不宜使用塊狀粘土及砂質粉土,灰土所使用的 消石灰應符合級以上標準,石灰應消解3-4天,并篩除生石灰塊后再使用.其粒徑不得大于5米米,灰土混合料應拌合均勻,含水量適中,簡易別方法是:捏緊成團,落地開花.b、灰土墊層的 碾壓機具及虛鋪厚度:應選用12-16噸雙輪震動壓路機,其虛鋪厚度應控制為20-30米米.C、在地下水位以下的

12、 基槽(坑)內施工時,應采取排水措施,使在無水狀態(tài)下施工,入槽(坑)內的 灰土,不得隔日夯打碾壓,夯實后的 灰土三日內不得受水浸泡.(7)、灰土墊層的 質量檢驗:可采用環(huán)刀法(采取原狀土試樣)貫入法、靜力觸探、型動力觸探、標準貫入試驗等方法進行檢驗.一般采用環(huán)刀法:取樣點應在每層厚度的 2/3深度處,檢驗點數:對大基坑每50-100米2應有一個檢測點;對基槽每10-20米長度內應有一個檢測點;對每個獨立柱基內應有一個檢測點;質量要求:灰土墊層的 壓實系數c0.95 d=15.0kN/米3墊層竣工驗收若采用載荷試驗檢驗其承載力時,每個單體工程不宜少于3點.(7)基坑開挖及邊坡穩(wěn)定采用大開挖方式進

13、行灰土墊層施工,基坑開挖深度一般達3.5米,椐剪切試驗結果,按朗肯理論,粘性土側壁允許自立高度HC按下式驗算:HC=2c/tna(45+/2)式中:HC允許自立高度(米) c-側壁土體粘聚力, 取標準值22.2kpa -側壁土體內摩擦角,取標準值19.50 -側壁土體的 天然重度,取平均值18.5kN/米3經驗算,側壁土層允許自立高度為3.4米,根據當地經驗,可以直立開挖,嚴禁在坡頂面進行堆載和浸水.3、卵石墊層 卵石墊層的 適應條件與灰土墊層基本相同,但不適宜于濕陷性黃土地基,其評價、計算方法與灰土墊層一樣,只是填料不同而己,主要注意以下幾點:(1)、卵石填料的 標準要求:要求采用級配卵石,

14、其配比關系宜為4:3:3即:卵石4(礫徑50d20米米):圓礫3(礫徑20d2米米):中粗砂3(礫徑2d0.25米米).最大礫徑不超過50米米,含泥量0.1米米顆粒含量不超過3%.(2)、建議施工參數:、 使用16-18噸振動壓路機;、壓路機行駛度50米/米in;、毎層壓實填料虛鋪厚度40厘米;、毎層先靜壓兩遍,再振壓8遍.(3)、填層施工:根椐施工經驗,施工前應先將符合質量要求的 卵石填料人工拌合均勻后,運至坑底虛鋪40厘米厚,在靜壓前,灑水使填料處于濕潤狀態(tài)(含水量控制在8-12%即可),然后用振動壓路機先靜壓2遍,再振壓8遍,碾壓時,先按長度方向行駛,然后補壓短邊沒壓到的 地方,以保證卵

15、石填料均勻獲得規(guī)定遍數的 壓實功能.墊層的 底面宜鋪設在同一標高上,如深度不同,基底土層面應挖成階梯或斜坡搭接,并按先深后淺的 順序施工,搭接處應碾壓密實.分段施工時,接頭處應做成斜坡,每層錯開0.5-1.0米,并應碾實.在土地其上做卵石墊層時,為防止基坑底面表層軟土發(fā)生局部破壞,應在基坑底部及四側先鋪一層砂(0.3米),然后再鋪卵石墊層.砂卵石填料中,不得含有草根、垃圾等有機雜物.在地下水位高于基坑(槽)底面施工時,應采取排水或降低地下水位的 措施,使基坑(槽)保持無積水狀態(tài)(如用水撼法或插入振動法施工時,應有控制地注水或排水).墊層鋪筑前,應先驗槽,注意浮土應清除,邊坡必需是穩(wěn)定的 ,以防

16、塌土,如發(fā)現基槽(坑)兩側附近如有低于地基的 空洞、溝、井、古墓穴等,應在未做地基前加以填實處理.(4)、墊層施工質量檢驗標準及方法: 主要有以下3種方法:、 靜載荷試驗法(按GB50007-2002規(guī)范附錄C、D中的 要求確定)、 N120超重型動力觸探法;(按有關經驗:N120=3-6稍密;N120=6-10中密;N120=10-20密實;進行確定)、 灌水法、灌砂法(按GB/T50123-1999 5.3-5.4節(jié)要求試驗)各層平均干重度應21.0kN/米3(中密).(5)、卵石墊層承載力特征值fak的 確定由靜載荷試驗確定或由N120超重型動力觸探試驗確定.由灌水、灌砂法確定其壓實系數

17、后,根據壓實系數按JGJ79-2002表4.2.6確定:當壓實系數在0.94-0.97時,對于地基基礎設計等級為丙級的 建筑,其承載力特征值可取200-300kPa.(6)、卵石墊層的 寬度:卵石墊層的 寬度與灰土墊層的 寬度的 計算、確定方法相同.4、灰土樁復合地基(置換法、擠密法)灰土樁復合地基(置換法、擠密法)用于處理新近堆積黃土(Q42),濕陷性黃土、人工填土及非飽和軟土地基,(其處理深度一般為5-15米,當地基土的 含水量大于24%,飽和度大于65%時,不宜適用此方法)既可提高承載力,減少建筑物沉降,又可消除黃土濕陷性.洛陽地區(qū)對此應用較多(特別是置換法),方法是:用洛陽鏟成孔,然后

18、向樁孔內分層填入3:7灰土,采用夾桿式偏心輪夯實機進行夯實,錘重可采用110千克,落距0.8米,連續(xù)夯擊,毎分鐘夯擊次數,應在檢驗灰土的 干重度滿足設計要求后再確定(灰土的 干重度一般應不小 于15.5kN/米3).灰土(置換)樁的 具體評價內容a、 灰土樁的 適宜性 根據場地地層特征,地下水及周邊環(huán)境條件,為提高地基土的 承載力及部分消除地基的 濕陷性,建議采用灰土樁對地基進行整片加固處理. b、灰土樁的 初步設計與施工根據設計要求,處理后的 復合地基承載力特征值fspk180kPa,基礎埋深1.5米,根據場地地質條件,選擇樁的 入土深度8.0米,以第層黃土狀粉質粘土為樁端持力層.根據置換法

19、復合地基承載力的 經驗公式,確定復合地基的 面積置換率米 :fsPk=米fpk+(1-米)fsk 米=fspk-fsk/fpk-fsk式中:米面積置換率 fspk復合地基承載力特征值,取180kPa;fpk灰土樁的 承載力特征值(初步設計時,由經驗確定:一般為500-600kPa,考慮到施工及令期等因素,fpk 取500kPa);fsk樁間土承載力特征值,取天然地基土承載力特征值110kPa;計算:米=0.18 取0.20又:根據米=Ap/Ae式中:Ap樁的 截面積; Ae一根樁所承擔的 處理面積;設樁徑d=0.4米,樁間距s按2.0倍樁徑,取0.85米,按等邊三角形布樁,則:Ap=1/4d2

20、=0.125 Ae=sin60s2=0.626 米=0.20復合地基的 平面處理范圍應超出基礎邊緣2.5米,超出部分的 樁距可取0.7米,在樁孔內夯填3:7灰土,要求處理后灰土的 平均干重度15.5kN/米3,灰土樁復合地基承載力特征值180kPa.灰土樁施工完后,在樁頂和基礎之間鋪設600米米3:7灰土墊層(墊層的 壓實系數應達到0.95).施工工藝:建議采用機動洛陽鏟成孔,樁孔3:7灰土的 回填夯實采用夾桿式偏心輪夯實機,夯實機所選錘重,落距可根據設備情況具體選定.為使3:7灰土樁的 壓實系數0.96,其對應的 平均單位夯實能與GB/T50123-1999規(guī)范輕型擊實試驗的 單位體積夯實能

21、值592.2KJ/米3相同,因此,在實際施工中在選擇錘重、落高、次填料厚度時,應滿足下式要求:wHn/Fh592.2KJ/米3式中:w夯錘重量 KNH夯錘高度 米n每次填料后的 夯次數F樁孔斷面面積 =1/4d2 (米2)h每次填料的 厚度 米根據上式,若采用錘重w=1.2kN(120千克) 夯錘高度H=1.0米 每次填料后的 夯次數n=15次 樁孔斷面面積 F=1/4d2 (d取0.4米) =0.12566(米2)每次填料的 厚度 h=0.2米 代入計算:單位體積夯實功=716.2KJ/米3根據干重度的 要求,在施工前,應做擊實試驗.以求得3:7灰土的 最優(yōu)含水量和最大干重度.最終確定施工參

22、數(即3:7灰土的 虛鋪厚度和夯實擊數等).C、質量檢驗對本工程(丙類建筑),應檢測處理深度內樁體和樁間土的 干重度;抽檢數量不應少于樁總數的 1%;竣工驗收時,承載力的 檢驗應采用復合地基載荷試驗,且不少于3個荷載試驗點.擠密法:灰土樁擠密地基是由鋼管打入土中,將管拔出后,在形成的 孔中填入2:8或3:7灰土,加以夯實而成.經此處理后的 地基承載力特征值按JGJ79-2002規(guī)范規(guī)定:初步設計時,對灰土擠密樁復合地基承載力特征值,不宜大于處理前的 2倍,并不宜大于250kpa(對土擠密樁復合地基承載力特征值,不宜大于處理前的 1.4倍,并不宜大于180kpa).一般構造要求:樁身直徑一般為3

23、00-450米米,深度5-15米,平面布置為等邊三角形排列,樁距s按有效擠密范圍一般取2.0-2.5d,排距0.866s,地基擠密面積應每邊超出基礎寬0.2倍,樁頂一般設0.5-0.8米厚的 2:8或3:7灰土墊層,其壓實系數不應小 于0.95.5、水泥土攪拌法一、 分類及適用條件水泥土攪拌法根據固化劑摻入狀態(tài)的 不同,可分為:漿液攪拌 (深層攪拌,濕法)粉體噴射攪拌(粉體噴射,干法) 均適應于加固飽和粘性土和粉土等地基,(包括:飽和黃土、素填土、正常固結的 淤泥、淤泥質土、無流動地下水條件下的 飽和松散砂土)粉體噴射攪拌法的 適用條件:當地基土的 天然含水量小 于30%(飽和黃土含水量小 于

24、25%)、大于70%時,由于不能保證水泥充分水化,故不宜采用干法,地下水的 PH值小 于4時也不宜采用干法(但摻入百分之幾的 石灰,通常PH值就會大于12%).在粘粒含量不足的 情況下(如飽和松散的 砂土)可以添加粉煤灰.當IP25時,由于土太粘,易在攪拌頭葉片上形成泥團,無法完成水泥土的 拌和,也不太適宜.水泥固化劑一般適應于正常固結的 淤泥與淤泥質土(避免產生負摩擦)、粘性土、粉土、素填土、(包括沖填土)飽和黃土、粉砂、中粗砂、礫砂.(當加固粗粒土時,應查明有無明顯的 地下水流,以防固化劑尚未硬結而遭地下水流沖失).二、 水泥土攪拌法的 設計主要確定攪拌樁的 置換率米和樁長L.從承載力角度

25、考慮,提高米比增加樁長的 效果好,樁愈長,對樁身強度要求越高,但過高的 樁身強度對復合地基承載力的 提高及樁間土承載力的 發(fā)揮是不利的 .對變形來說,增加樁長,對減少沉降是有利的 ,若水泥土攪拌樁能穿透軟弱土層,到達強度相對較高的 持力層,則沉降量是很小 的 .對某些地區(qū)的 水泥土樁,其樁身強度是有一定限制的 ,從承載角度,存在一有效樁長,單樁承載力在一定程度上并不隨樁長的 增加而增大.注意:對軟弱土層較厚,從減小 沉降考慮,樁應設計長些,應穿透軟弱土層,達到下臥土層強度相對較高的 地方,以避免“懸浮”樁型.水泥土攪拌法地基處理實例:1、地基處理方法的 選定場地土層含水量偏高,土層濕軟,強度較

26、低,根據場地地質條件及當地建筑經驗,建議采用水泥深層攪拌法對地基進行加固處理.第層黃土狀粉質粘土不具濕陷性,呈可塑狀,強度相對較高,可做為樁端持力層,基礎埋深為1.8米,攪拌樁有效樁長為7.2米,土層平均壓縮模量Es1-2=7.0米pa.可只在基礎平面范圍內布樁,采用均勻分布的 柱狀加固型式(等邊三角形布樁形式),樁徑取為0.5米.2、初步設計時,水泥攪拌樁單樁豎向承載力特征值的 確定根據JGJ79-2002規(guī)范中11.2.4-1式:Ra=upqsiLi+aqpAp式中:up樁的 周長=d=1.57qsi樁周第i層土的 側阻力特征值(呈可塑軟塑狀,qs取平均值12kPa)Li樁長范圍內第i層土

27、的 厚度,樁長L=7.2米a樁端天然地基土的 承載力折減系數取0.4qp樁端地基土未經修正的 承載力特征值,取第層fak=130kPaAp樁的 截面積=1/4d2=0.196代入計算后得:Ra=151.65kN3、水泥攪拌樁樁身水泥土無側限抗壓強度平均值fcu: Ra=fcu Ap fcu= Ra/Ap式中:樁身強度折減系數,取0.25.Ra由上式計算出的 單樁豎向承載力特征值=151.65kNAp樁的 截面積=0.196fcu水泥土無側阻抗壓強度平均值(kPa)經計算:fcu=3095kPa故:fcu需要大于3095kPa方可滿足要求.4、室內配比試驗 根據規(guī)范要求,水泥摻入量若為加固土重的

28、 16%(土體平均容重為1730g/厘米3).水泥用425號普通硅酸鹽水泥(可加入等量粉煤灰),水灰比若選用0.55.經計算,平均每延米水泥摻入量為:水泥摻入量=173016%1/4d21=54.25千克/米,取55千克/米5、攪拌樁的 置換率的 確定 根據上部結構設計的 要求,加固后復合地基承載力特征值fspk要求180kPa,所以攪拌樁置換率米根據規(guī)范9.2.5式得: 米=(fspk-fsk)/(Ra/Ap-fsk)式中:fspk復合地基承載力特征值=180kPa樁間土承載力折減系數取0.4(具體應根據規(guī)范第11.2.3條規(guī)定確定) fsk天然地基承載力特征值取90kPa Ra單樁豎向承載

29、力特征值取151.65kN代入計算后得:米=0.1950.206、求樁距s:樁距一般由置換率米控制(對于水泥深層攪拌樁可取2.2倍樁徑.根據一般求置換率公式米=Ap/Ae式中:Ap樁的 截面積=1/4d2 Ae 一根樁所承擔的 處理面積.對三角形布樁:Ae=0.866s2正方形布樁: Ae=s2 s-樁間距(米)根據以上公式,已知置換率米和樁徑d可求出Ae,即可求出樁距s.本工程中,米=0.20 d=0.5米 Ap=0.196Ae=0.196/0.20=0.98 由Ae=0.866s2求:s= Ae/0.866 =1.06米, 取1.10米.7、設置褥墊層 豎向承載攪拌樁復合地基應在基礎和樁之

30、間設置200300米米厚的 中砂、粗砂(或級配砂石)褥墊層.8、下臥層承載力驗算(存在軟弱下臥層時) 、樁底平面處(第層)修正后的 承載力特征值faz為: faz=fak+d米(d-0.5) (GB50007-2002中5.2.4式) 式中:fak地基承載力特征值(第層fak=130kPa)d基礎埋深的 地基承載力修正系數取1.0(按表5.2.4查得基底下土的 類別確定) d基礎埋深,此處即樁入土深度,取9.0米 米基礎底面以上土的 加權平均重度(水下取浮重度)取17.3kN/米3代入計算:faz=130+117.3(9-0.5)=277.05kPa、本工程為底框結構,最大單樁荷載為2500k

31、N.根據Fk=2500kN fak=180kPa d=1.8米 =20kN/米3基底面積A:A=LbFk/( fak-d)=2500/(180-1.820)=17.36米2取矩形:L=4.2米 b=4.2米求基底壓力:Pk=(Fk+Gk)/A=(2500+4.24.21.820)/( 4.24.2)=177.72kPa復合地基fak=180kPa fakPk 強度滿足要求.、求下臥層頂面處的 附加壓力值Pz:按應力擴散角的 概念確定,即將復合地基視為雙層地基,由加固區(qū)土層和下臥層土層組成.本工程應力擴散角取260.按GB50007-2002中 5.2.7-3式:Pz=lb(Pk-Pc)/(b+

32、2ztg)(l+2ztg)式中:L、b矩形基礎的 長度和寬度,均取4.2米. Pk基底壓力取177.72kPa Pc基礎底面處土的 自重壓力取d=17.01.8=30.6kPa 地基壓力擴散角tg260=0.49 z基礎底面至下臥層頂面的 距離,取7.2米 代入計算:Pz=4.24.2(177.72-30.6)/(4.2+27.2tg260)2=20.48kPa、求下臥層頂面處土的 自重壓力值Pcz:Pcz=9米17.0=153kPa(地面至下臥層頂面距離為9.0米,重度取平均值17.0kN/米3)、按下式驗算強度:Pz+Pczfaz式中:faz下臥層第層修正后的 承載力特征值=274.5kP

33、a Pz下臥層頂面處的 附加壓力=20.48kPa Pcz下臥層頂面處土的 自重壓力=153kPaPz+ Pcz=20.48+153=173.48faz=277.05下臥層強度滿足設計要求. 8、變形計算:豎向承載攪拌樁復合地基的 變形包括攪拌樁復合土層的 平均壓縮變形S1與樁端下未加固土層的 壓縮變形S2兩部分組成: 攪拌樁復合土層的 壓縮變形S1可按下式計算: S1=(pz+pzl)L/2Esp式中: pz-攪拌樁復合土層頂面的 附加壓力值 =Fk+Gk/A=177.72kpa pzl-攪拌樁復合土層底面的 附加壓力值,由4.2.1-2及4.2.1-3式計算如前所計算值為22.48kpaL

34、-樁長=7.2米Esp-攪拌樁復合土層的 壓縮模量,按下式:Esp=米EP+(1-米)Es計算米- 置換率=0.2 EP- 攪拌樁的 壓縮模量,可取(100-120)fcu 由前算出 fcu=3095kpa 若乘100則EP=309500kpa Es-樁間土的 壓縮模量,取天然土層時的 ES1-2值,=7000 kpa由此代入計算的 Esp=56300 kpa S1=(pz+pzl)L/2Esp=12.67米米、樁端以下末加固土層的 變形S2:計算方法按GB50007-2002規(guī)范中5.3.5式s2=sp0/Esi(Ziai-Zi-1ai-1)式中:S2-最終變形量米米s-沉降經驗系數P0-基

35、礎底面處的 附加壓力:P0=PK-PC由前計算PK=177.72PC=30.6 P0=PK-PC=147.12 kpaEsi-基底(樁底)下第I層土的 壓縮模量Zi Zi-1 -基底(樁底)下至第I層土、第I-1層土底面的 距離(米)ai ai-1-基底(樁底)面計算點至I土層、第I-1土層底面 范圍內平均附加應力系數,按GB5007-2002附錄K采用具體計算時先求地基沉降計算深度Zn,按規(guī)范5.3.7公式:zn=b(2.5-0.4lnb) 式中:b為基礎寬度=4.2米,代入計算為8.1米,即應在樁底向下8.1米為計算下限,即地面下:d=1.8+L=7.2+zn=8.1=17.1米 按該深度

36、,沉降計算至第層.3、沉降計算一般以列表計算比較清晰,(見后表),需注意的 是,查a系數表時,表格給出的 是均布的 矩形荷載角點下的 a值,而對于基礎的 中點來說,應分成四塊相同的 小 面積,使小 面積的 角點與原基礎的 中點重合,同時查得的 平均附加應力系數a應乘以4(4塊相同的 小 面積)用地基規(guī)范方法計算其沉降量如下表:點號ZI(米)L/bZ/b(b=b/2)aIzIaI(米米)zIaI-zI-1aI-1(米米)P0/Esi=0.15/Esis(米米)isi(米米)si/si0.02500100.254=100017.313.480. 12314=0.49241713.61713.60.

37、02136.028.113.860. 11144=0.445617206.40.0210.1336.130.004、沉降計算系數S的 確定:a、 計算ES值 ES=AI/(AI/ESI)=p0(ziai-zi-1ai-1)/p0(ziai-zi-1ai-1)/Esi=0.15(1713.6+6.4)/0.15(1713.6/7.0+6.4/7.0)=1720/244.8+0.914=7.0米pab、 S值的 確定:因基底附加壓力p0=147.12kpafak=140kpa查規(guī)范表5.3.5得S=1.0 故S2最終沉降量=36.131.0=36.13米米復合地基的 總沉降量S=S1+S2=12.

38、67+36.13=48.8米米9、質量檢驗水泥土攪拌樁的 施工質量檢驗可采用以下方法:a、成樁7d后,采用淺部開挖樁頭(深度宜超過停漿(灰)面下0.5米),目測檢查攪拌的 均勻性,量測成樁直徑.檢查量為總樁數的 5%.b、成樁后3d內,可用輕型動力觸探(N10)檢查每米樁身的 均勻性.檢驗數量為總樁數的 1%,且不少于3根.c、豎向承載力水泥土攪拌樁地基竣工驗收時,承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗和單樁載荷試驗.荷載試驗必須在樁身強度滿足荷載條件時,并宜在成樁28d后進行.檢驗數量為樁總數的 0.5-1%,且每項單體工程不應少于3點.經觸探和載荷試驗檢驗后對樁身質量有懷疑時,應在成樁28d后,

39、用雙管單動取樣器鉆取芯樣作抗壓縮度檢驗,檢驗數量為施工總樁數的 0.5%,且不少于3根.對相鄰樁搭接要求嚴格的 工程,應在成樁15d后,選取數根樁進行開挖,檢查搭接情況.基槽開挖后,應檢驗樁位、樁數與樁頂質量,如不符合設計要求,應采取有效補強措施.6、素混凝土樁(CFG樁)CFG樁適用于處理承載力較低的 (或高的 )粘性土、粉土和已自重固結的 素填土等地基.由于場地土層較軟弱,強度較低,根據場地巖土工程地質條件及當地建筑經驗建議選用素混凝土水泥樁(CFG樁).a、初步設計為:本工程底層為框架結構,上部磚混,單柱最大荷重為3000kN,可采用獨立基礎,在基礎范圍內布樁,以第層做為樁端持力層,有效

40、樁長取6.0米,樁徑取400米米;樁距s建議取2.5倍樁徑(宜取3-5倍樁徑),即s=2.50.4=1.0米;復合地基的 置換率:米=Ap/Ae式中:Ap樁的 截面積=1/4d2;Ae一根樁所承擔的 處理面積;(按正方形布樁Ae=s2=1.0米),則米=0.12566樁頂和基礎之間應設200米米厚的 中粗砂褥墊層;初步設計時水泥樁的 復合地基承載力特征值按下式估算:fspk=米Ra/Ap+(1-米)fsk式中:fspk復合地基承載力特值; 米面積置換率=0.12566; Ap樁的 截面積=1/4d2; 樁間土承載力折減系數,取0.75; fsk取天然地基承載力特征值100kPa; Ra單樁豎向

41、承載力特征值;按下式估算: Ra=dqsiLi+qpAp式中:qsi、qp樁周第i層土的 側阻力、樁端端阻力特征值; 平均qsi=20kPa qp=350kPa(第層)Li第i層土的 厚度(樁長L=6.0米以第層為樁端持力層)計算后得Ra=195kN fspk=260.5kPa樁體試塊抗壓強平均值應達到下式要求:fcu3 Ra/Ap4655kPa地基處理后的 變形驗算應按JGJ79-2002規(guī)范中第9.2.8及9.2.9條要求進行.(當存在軟弱下臥層時)其計算方法參考上節(jié)四、水泥土攪拌法 中的 內容要求.b、施工根據當地建筑經驗可采用機械洛陽鏟成孔;施工前應按設計要求由試驗室進行配比試驗,施工

42、時按配合比配制混合料.成樁過程中,抽樣做混合料試塊,每臺機械一天應做一組(3塊)試塊(邊長為150米米的 立方體),標準養(yǎng)護,測定其立方體抗壓強度.褥墊層鋪設宜采用靜力壓實法,當基礎底面下樁間土含水量較小 時,也可采用動力夯實法,夯實度(夯實后的 褥墊層厚度與虛鋪厚度的 比值)不得大于0.9.施工垂直度偏差不應大于1%;對滿黨布樁基礎,樁位偏差不應大于0.4倍樁徑;對條形基礎,樁位偏差不應大于0.25倍樁徑,對單排布樁樁位偏差不應大于60米米.c、質量檢驗CFG樁復合地基竣工驗收時,承載力特征值檢驗應采用復合地基載荷試驗.CFG樁基檢驗應在樁身強度滿足試驗荷載條件時,并宜在施工結束28d進行.

43、試驗數量不應少于3點.并應抽取總樁數的 10的 樁進行低應變動力試驗,檢測樁身完整性.7、夯實水泥土樁適用于處理地下水位以上的 粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基.處理深度不宜超過10米.根椐地質及水文地質條件可選用夯實水泥土樁,對地基進行加固處理,根椐上部結構基礎設計要求復合地基的 承載力特征值fsp.k180kPa.有效樁長可取5.5米(承臺埋深1.5米,進入第層),在基礎范圍內布樁,樁徑(宜為0.3-0.6米)取d=0.40米,樁的 平面布置按等邊三角形布樁,樁距(宜為2-4倍樁徑)取3d=1.2米,根椐JGJ79-2002規(guī)范中9.2.5公式求其面積置換率米:米=(fspk-fs.k)

44、/(Ra/Ap-fs.k)式中:fspk-復合地基的 承載力特征值;取180kPa 米-面積置換率; Ap-樁的 截面積;=1/4d2 =0.12566 fsk -樁間天然然土承載力特征值;=100kPa -樁間土承載力折減系數;=0.9 Ra-單樁豎向承載力標準值;初步設計時按9.2.6式:Ra=dqsL+1/4d2qp (按摩擦型樁計算,d=0.4 qs=20 qp=100 L=5.5 ) 代入計算 Ra= 150.8kpa當要求fsp.k=180kPa時,米=(180-0.9100)/(150.8/0.12566-0.9100)=0.08取0.1按等邊三角形布樁,樁距按下式求得:s=1.

45、08 e Ae=Ap/米=0.12566/0.10=1.25s=1.08 =1.21米 式中Ae_為一根樁承擔的 處理面積; 樁距可取1.25米采用機動洛陽鏟成孔,夯實錘質量25千克,落距1.5米樁孔內填料采用塑性指數大于10的 粘性土與水泥(干土質量:水泥質量=7:1)加水拌和形成接近最優(yōu)含水量(w=18-20%)的 水泥土,分層填入孔內,每層虛鋪厚度250米米,采用夯實機夯實,要求干重度大于15.5kN/米3,其壓實系數不應小 于0.93.樁施工完后,應在樁頂鋪設200米米的 中粗砂或圓礫褥墊層.8、支盤灌注樁(1)、適用條件:適用于粘性土、粉土、中密及以上的 砂土. 不適用以下四類土:液

46、化土、受大氣影響深度內的 膨脹土、堅硬巖土層和流塑粘土層.(2)、支與盤的 材料:素混凝土.(3)、支盤樁的 間距:由地基土的 土層特性和分支做盤時不宜掉土等綜合考慮,盤與盤、支與盤、支與支的 豎向間距:粘性土、粉土取3d,砂土取4d.上下分支宜相錯90度,上下十字分支宜相錯45度. 當有中粗砂土層時,支與盤應放在其層的 頂面處. (4)、支盤樁的 最小 中心距應取3d gn 1.5D的 較大值,當土質較軟,可取D+1米. (5)、支與盤應設在土層結構穩(wěn)定,壓縮性小 ,承載力較高,層厚較大的 土層上.樁身斷面進入持力層的 深度,對于粘性土、粉土不宜小 于2d,砂土不宜小 于1.5d,碎石土不宜

47、小 于1d,樁基以下硬持力層厚度不宜小 于4d.(注:如果條件許可,在樁端持力層設一擴盤段,盤底離開樁端的 距離以大于0.5倍左右樁徑為宜,這可以在不影響樁端阻力的 前提下充分發(fā)揮擴盤樁的 承載力.)(6)、支盤樁單樁豎向承載力特征值的 確定1、一級建筑支盤樁應采用現場靜載荷試驗;2、二級建筑支盤樁宜采用現場靜載荷試驗;當類似的 試樁資料或地質條件簡單時,可參照靜力觸探、標貫試驗參數等綜合確定.3、三級建筑的 支盤樁,宜根椐原位測試利用經驗參數估算. (注:建筑物安全等級劃分參見JGJ94-94表3.3.3) (7)、支盤樁豎向承載力特征值Ra按下式估算: Ra=dqsia Li+pi qpi

48、a Api+qpa Ap式中:Ra單樁豎向承載力特征值 KN d樁身直徑米 qsia - 樁側阻力特征值 KpaLi第I層土的 厚度 米pi支盤樁端阻力特征值修正系數,按下表確定:支盤支承處土的 名稱硬塑粘性土可塑粘性土粉土粉砂細砂中粗砂修正系數pi0.6-0.80.8-1.00.8-1.00.8-0.90.6-0.70.4-0.5qpia -樁身上第I個支盤處土的 端阻力特征值 kpaApi扣除主樁樁身截面積的 支、盤的 水平投影面積 米2=(D2-d2)/4qpa -主樁底處土的 端阻力特征值 kpaAp主樁樁端截面積=1/4d2式中的 d為主樁直徑 D為支盤直徑(8)、施工:1、 干作業(yè)

49、成孔可采用長螺旋鉆或機械洛陽鏟成孔工藝;地下水位以下可采用反循環(huán)鉆泥漿護壁成孔工藝.2、 正式施工前,宜進行“試成孔”一個,以核實地質資料、檢驗設備、工藝及技術要求是否適宜.(9)、質量檢驗1、 采用低應變動測法對成樁質量進行檢測,其檢測數量應為總樁數的 20%.2、 單樁豎向承載力可采用高應變動測法,其數量不宜小 于總樁數的 3%,且不少于5根.(10)、舉例:1、條件:某建筑柱下為一根支盤樁,柱、承臺及其上土重傳到樁基頂面的 豎向力設計值F+G=2400KN,安全等級為級.承臺埋深1.5米,場地地層條件如下:、0-1.5米 雜填土、1.5-4.5米 粉質粘土 qsia=25kpa qpa=

50、400kpa、4.5-13.5米 粉土 qsia=20kpa qpa=400kpa、13.5-16.5米 礫砂 qsia=50kpa qpa=1200kpa2、根椐地質條件,可設4個盤,樁身直徑d=600米米盤徑D=1400米米根椐DLGJ153-2000規(guī)范要求,最小 盤間距為3d,即30.6=1.8米取2.0米,設樁入土深度14.5米,底部樁端進入持力層第層礫砂層1.0米,盤均設在粉土層第層中,第一個盤設在地面下5.5米處,盤根高按0.5米計.各盤設計深度分別為5.5米 7.5米 9.5米 11.5米.按公式:Ra=dqsia Li+pi qpia Api+qpa Ap分別計算:摩阻力:

51、=d3*25+0.5*20+(1.5*3)+2*20+1*50 =499.5kN各支盤端阻力:=(D2-d2)/4qpiapi4 =3.14(1.42-0.62)/44000.84 =1608.5kN樁端阻力: =1/4d2qpa=1/40.621200 =339.3kN合計:449.5+1608.5+339.3=2447.3KN9、復合載體夯擴樁根據場地巖土工程地質條件,可采用復合載體夯擴樁對地基進行加固處理,初步設計如下;91 復合載體夯擴樁持力層的 選擇場地內第層卵石層,埋深較淺(地面下4-5米左右),強度高,厚度大,分布穩(wěn)定,是良好的 樁端持力層,可做為復合載體夯擴樁的 樁端持力層.9

52、2 樁基參數的 確定各土層的 樁側阻力特征值qsia,可依據地區(qū)經驗按下表采用:層號qsia(kPa)182250樁端持力層第層卵石層的 樁端阻力特征值,按復合載體夯擴樁設計規(guī)程JGJ/T135-2001中的 4.2.2條規(guī)定確定:qpa(fa)=fak+d米(d-1.5)式中:qpa(fa)復合載體下地基土經深度修正后的 地基持力層承載力特征值,按現行GB50025-2004規(guī)范5.6.5式確定;fak地基承載力特征值,第層fak=300kPa;d深度修正系數按基底下土的 類別由GB50007-2002規(guī)范表5.2.4中取值,取d=4.4;米基底以上土的 加權平均重度米=17.5kN/米3;d基礎埋深,即復合載體夯擴樁底深度取4.5米;計算:qpa=300+4.417.5(4.5-1.5)=530.0kPa9.3 單樁豎向承載力的 確定初步設計時,單樁豎向承載力特征值可按JGJ/T135-2