地基處理課程設計計算書李景雪docx

1、武漢理工大學地基處理課程設計計算書武漢濱江住宅區(qū)2#住宅樓地基處理工程設計（編號B3D3F3）土木工程0907班李景雪2012/9/25目錄一、設計說明1、設計目的2、設計依據(jù)3、設計要求4、設計原則二、工程概況1、工程概述2、工程地質(zhì)條件三、地基處理方案論證1、常用地基處理方案2、地基處理方法選擇四、復合地基設計1、樁長及樁徑的選擇2、布置方式的設計3、承載力計算4、沉降計算5、施工設計五、設計總結1、施工圖2、質(zhì)量控制與檢驗一、設計說明1、設計目的（1）提高地基承載力結構的荷載最總都將傳到地基上，結構建筑物的強度很大，而基礎能夠承受的強度卻很小，壓縮性很大。通過適當?shù)拇胧?，改善和提高土的?/p>

2、載能力。（2）改善剪切特性 地基的剪切破壞以及在土壓力作用下的穩(wěn)定性，取決于地基土的抗剪強度。因此，為了防止剪切破壞以及減輕土壓力，需要采取一定措施以增加地基土的抗剪強度。（3）改善壓縮特性 主要是采用一定措施以提高地基土的壓縮模量，藉以減少地基土的沉降。另外，防止側(cè)向流動（塑性流動）產(chǎn)生的剪切變形，也是改善剪切特性的目的之一。 （4）改善透水特性 由于地下水的運動會引起地基出現(xiàn)一些問題，為此，需要采取一定措施使地基土變成不透水層或減輕其水壓力。 （5）改善動力特性 地震時飽和松散粉細砂（包括一部分輕亞粘土）將會產(chǎn)生液化。因此，需要采取一定措施防止地基土液化，并改善其振動特性以提高地基的抗震特

3、性 （6）改善特殊土的不良地基特性 主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹性等特殊土的不良地基特性2、設計依據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002）建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2002）地基處理手冊（第三版）“中國建筑工業(yè)出版社 龔曉楠2008工程使用地基處理手冊中國建筑工業(yè)出版社 2005.7建筑地基基礎設計規(guī)范（GBJ7-89）地基處理技術華中科技大學出版社 鄭俊杰2004地基處理中國建筑工業(yè)出版社 葉書麟 2003基礎工程北京高等教育出版社 趙明華20033、設計要求根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002）和建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2002），對比分析

4、可選擇的地基處理方案，結合工程的要求和天然地基存在的主要問題，結合上部結構的類型、荷載的性質(zhì)，并認為主要考慮復合地基處理方法與均質(zhì)人工地基處理方法同時要求：（1）對所選用的地基處理的方案進行比選后的可行性論證，同時要考慮經(jīng)濟、施工周期等各項條件進行的必要分析；（2）繪制平面布置圖、剖面圖；（3）編寫設計計算說明書一份，內(nèi)容包含完整的計算說明書，內(nèi)容參照設計要求，詳細敘述每一步設計的細節(jié)；書寫清楚，字體端正，列入主要過程的計算步驟，計算公式；（4）圖件：布圖合理，圖面整潔，線條及字體規(guī)范，圖中書寫字體一律采用仿宋體4、設計原則考慮建筑地基處理工程存在工程量大、工期緊張、施工條件差等客觀因素，因而

5、設計原則上確保工期的情況下、在確保工程質(zhì)量不受影響的情況下，力爭做到好、快同步，又快又好。二、工程概況1、工程概述：武漢濱江住宅區(qū)2#住宅樓為一幢7層磚混結構住宅樓，該住宅樓已經(jīng)考慮抗震構造要求，設計了構造柱和圈梁，總建筑面積3200平方米?；A型式采用鋼筋混凝土條形基礎，基礎寬度B和基礎埋深D及設計要求基礎下地基承載力fspk見表1要求。表1：基礎寬度B/m基礎深度D/m地基承載力fspk/Kpa1.82.11602、工程地質(zhì)條件武漢濱江住宅區(qū)2#住宅樓為一幢7層磚混結構住宅樓，該住宅樓已經(jīng)考慮抗震構造要求，設計了構造柱和圈梁，總建筑面積3200平方米。該場地地勢平坦，地貌特征為長江沖擊一級

6、階地。據(jù)勘察，土層自上而下分別為雜填土、黏土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土、粉砂，各土層物理力學指標如表2所示。表2：各土層物理力學指標：序號土層名稱層厚m含水量重度kN/m3孔隙比飽和度Sr/(%)比重塑性指數(shù)液性指數(shù)固結快剪壓縮模量容許承載力/kPaC/kPa度Es/MPa1雜填土1.218.5302黏土2.139.818.81.12962.7820.40.7216.713.84.5903粉質(zhì)黏土3.233.518.60.87482.7314.40.8817.013.23.3854淤泥質(zhì)黏土4.538.718.21.48952.8218.81.1911.211.12.8805粉砂5.524.619

7、.10.82942.719.18.84.2120三、地基處理方案論證1、常用的地基處理方法表3：常用地基處理方法分類處理方法適用地基土范圍換土墊層淺層挖除軟弱土層，換、填中粗砂、砂礫、碎石、石灰土、二灰土等淺層處理無沖刷的軟弱土地基擠密壓實法表層壓實夯實及振動密實法重錘夯實法淺層處理砂土類土、非飽和粘性土、濕陷性黃土人工填土強夯法深層處理以上土質(zhì)、對飽和粘性土應慎重砂樁擠密法深層處理各類土質(zhì)，對飽和軟粘土應慎重振沖法深層處理各類砂土類及部分粘性土排水固結法砂井預壓法深層處理飽和軟粘土堆載預壓法滲透性稍好的軟粘土真空預壓法同砂井預壓法降低水位法砂質(zhì)地基土電滲法粘土質(zhì)地基土攪拌樁法粉體噴射攪拌法水

8、泥漿攪拌法深層處理接近飽和的軟粘土及各種軟弱土層高壓噴射注漿法深層處理各種飽和度的軟粘土及各種軟弱土層灌漿膠結法硅化法松散砂類土、飽和軟粘土、濕陷性黃土水泥灌注法松散砂類土、碎石類土2、地基處理方法選擇：由于建筑地基大部分在暗區(qū)，因此必須進行處理。并對設計工程的地基基礎設計等級分類如下：地基基礎設計應根據(jù)地基復雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度分為三個設計等級，設計時應根據(jù)具體清況：表4：設計等級建筑和地基類型甲級重要的工業(yè)與民用建筑物 30層以上的高層建筑 體型復雜，層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體建筑物 大面積的多層地下建筑物(如地下車庫、

9、商場、運動場等) 對地基變形有特殊要求的建筑物 復雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物(包括高邊坡) 對原有工程影響較大的新建建筑物 場地和地基條件復雜的一般建筑物 位于復雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程 開挖深度大于15m的基坑工程 周邊環(huán)境條件復雜、環(huán)境保護要求高的基坑工程乙級除甲級、丙級以外的工業(yè)與民用建筑物 除甲級、丙級以外的基坑工程 丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑;次要的輕型建筑物 非軟土地區(qū)且場地地質(zhì)條件簡單、基坑周邊環(huán)境條件簡單、環(huán)境保護要求不高且開挖深度小于5.0m的基坑工程根據(jù)上表可以認為本工程屬于以及建筑地基類型。若采用排

10、水法，因工程消耗的時間過長，短期內(nèi)固結效果不理想，因而不采用。若采用用換土墊層法，則對此類基礎剛度較大，對不均勻沉降較為敏感、軟土層較深的建筑處理效果不理想。若采用鋼筋混凝土樁基礎，則費用較昂貴性價比低。采用CFG樁復合地基處理可以有效提高地基土的承載力作用，同時樁身與地基土構成復合地基可以提高壓縮模量減小沉降，樁身與褥墊層是地下水良好的排水通道，可以改善地基土的水力特性。因此，選擇CFG樁復合地基處理方法。四、復合地基設計1、樁長及樁徑設計對于復合地基中加固樁體長度的選擇，應該根據(jù)土層分布、工程要求等因素確定，當相對應層的埋藏深度不大時，應按相對應層的埋藏深度確定；當相對應層的埋藏深度較大時

11、，應按建筑物地基的變形確定；在可液化的地基中，樁長應按要求的抗震處理深度確定。根據(jù)工程使用地基處理手冊中國建筑工業(yè)出版社 2005.7中附表確定樁長表:5由上表確定：樁徑：500mm樁長4.5m2、布置方式設計表6：常見的布置方式：基礎形式常用的布樁方式注意事項對于擠密樁，以等邊三角形優(yōu)于正方形布樁樁位布置應對于基礎中心和縱橫軸線樁位應重合于基礎軸線，或與基礎軸線對稱，且在轉(zhuǎn)角處及構造柱部位均宜布樁整片基礎等邊三角形、正方形單獨基礎等邊、等腰三角形、正方形條形基礎單排、三角形雙排、正方形雙排、當邊三角形或正方形三排根據(jù)本工程基礎情況為條形基礎，且基礎寬為1.8m；深為2.1m；所以認為可以使用

12、正方形雙排布置，間距取2d=1.0m。施工方法為長螺旋管內(nèi)泵壓施工工藝平面布置方式圖如圖1、剖面圖如圖23、承載力計算（1）確定樁土面積置換率表7：樁基本參數(shù)樁長（m）樁徑（mm）樁間距（m）平面布置方式4.55001.0正方形雙排布置樁置換率計算：（2）單樁承載力計算水泥土攪拌樁、旋噴樁等半鋼性樁的承載力計算半剛性樁的破壞是以碎裂破壞和刺入破壞為主要破壞形式，因而其單樁承載力特征值應分別按樁體材料強度和土對樁的支撐力計算，并取其中的較小值，即：按樁體材料強度計算：其中的取值如表8表8：樁身強度這件系數(shù)值資料來源：工程使用地基處理手冊中國建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表B5-4根據(jù)上表，=0

13、.33 ，同時由樁徑d=500，我們可以通過查表得出其他經(jīng)驗數(shù)據(jù)，如表9表9：樁體幾何參數(shù)匯總表資料來源：工程使用地基處理手冊中國建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表E5-1由d=500得，按土對樁的承載力計算：，或 因為本工程CFG樁選用長螺旋鉆孔灌注成樁，所以可以依據(jù)下表查出對應不同土層的側(cè)摩阻力與端阻力表10：樁側(cè)摩阻力參考值：資料來源：工程使用地基處理手冊中國建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表F5-1表11：長螺旋鉆孔灌注CFG樁資料來源：工程使用地基處理手冊中國建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表F5-3因為qp=120（KPa）根據(jù)地基土層的情況選擇土層的側(cè)摩阻力與端阻力情況如表12表

14、12土層參數(shù)選擇：黏土側(cè)阻力粉質(zhì)粘土側(cè)阻力淤泥質(zhì)黏土側(cè)阻力淤泥質(zhì)粘土端阻力21（KPa）18（KPa）12（KPa）220（KPa）由此可以計算樁的承載力特征值為：因而（3）復合地基承載力計算根據(jù)公式有：當使用的是CFG樁復合地基時，公式中的取值一般可以根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時，可以取0.750.95之間，天然地基承載力較大時，取大值。本工程認為可以取=0.85，因此復合地基承載力為：結果明顯的看出，（4）復合地基軟弱下臥層驗算從工程地質(zhì)條件可以得到基礎下面的土層粘土的壓縮模量為：因此可以得到符合地基的壓縮模量為：在復合地基的應力擴散角根據(jù)下表可查得：表13：復合地基應力擴散角Z/bEsp

15、/Es備注3510Esp為復合地基壓縮模量，Es為軟弱下臥層壓縮模量0.250000.25610200.5232530根據(jù)本工程,且，所以選擇=25°明顯滿足土層容許承載力的要求4、沉降計算股和地基的變形沉降s包括符合土層壓縮模量S1和樁端一下未處理土層的壓縮變形量S2，即：S=S1+S2對于復合地基處理的土層，其壓縮模量為Esp=12.465MPa，下土層的壓縮模量分別為：Es3=2.8MPa，Es4=4.2MPa。復合地基最終沉降量可按下公式求解。其中的取值可以根據(jù)下表確定：表14：沉降計算經(jīng)驗系數(shù)sEs（MPa）2.54.07.015.020.0s1.11.00.70.40.2

16、使用分層總和法進行計算：分層厚度：表15：地基沉降計算編號深度（m）厚度（m）深寬比（m）應力系數(shù)附加應力（KPa）分層沉降（mm）自重應力（KPa）12.70.60.333 0.246 30.610 4.08 35.423.30.60.333 0.246 29.313 3.99 40.6833.90.60.333 0.246 28.045 5.21 45.8444.50.60.333 0.246 26.778 4.98 5155.10.70.389 0.244 25.366 5.53 56.1665.80.70.389 0.244 23.895 5.22 62.1876.50.70.389

17、0.244 22.425 4.91 68.2CFG樁復合地基處理過土層沉降量33.94 mm87.20.70.389 0.244 21.023 5.43 73.9497.90.70.389 0.244 19.620 5.08 79.68108.60.60.333 0.246 18.322 4.07 85.42119.20.60.333 0.246 17.113 3.80 90.34129.80.60.333 0.246 15.904 3.54 95.261310.40.60.333 0.246 14.696 3.28 100.1814110.60.333 0.246 13.487 3.02 1

18、05.1未處理的下層淤泥質(zhì)粘土沉降量28.21 mm總沉降量62.15mm備注：17層是經(jīng)過處理的土層沉降量；814層是未經(jīng)處理的土層沉降量；總沉降結合經(jīng)驗公式進行修正，其中s可以取1.0，s=ss=62.15mm根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002）規(guī)定體型簡單的建筑基礎的平均沉降量不得大于200mm。本工程沉降驗算滿足要求。5、施工設計（1）施工工藝的選擇：水泥粉煤灰碎石樁的施工，應根據(jù)設計要求和現(xiàn)場地基土的性質(zhì)、地下水埋深、場地周邊是否有居民、有無對振動反應敏感的設備等多種因素選用長螺旋鉆孔灌注樁。長螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的:黏性土、粉土、素填土、中等密實以上

19、的砂土;長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，適用于黏性土、粉土、砂土，以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地;長螺旋鉆孔灌注成樁適用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土屬非擠土成樁工藝，該工藝具有穿透能力強，無振動、低噪音、無泥漿污染等特點，但要求樁長范圍內(nèi)無地下水，以保證成孔時不塌孔。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝.是國內(nèi)近幾年來使用比較廣泛的一種新工藝，屬非擠土成樁工藝，具有穿透能力強、低噪音、無振動、無泥漿污染、施工效率高及質(zhì)量容易控制等特點。長螺旋鉆孔灌注成樁和長螺旋鉆成孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝，在城市居民區(qū)施工，對周圍居民和環(huán)境的不良影響較小。（2）施工前的準備

20、工作施工前應具備下列資料和條件:1）建筑物場地工程地質(zhì)勘察報告。2）CFG樁布樁圖。圖應注明樁位編號以及設計說明和施工說明。3)建筑場地鄰近的高壓電纜、電話線、地下管線、地下構筑物及障礙物等調(diào)查資料。4)建筑物場地的水準控制點和建筑物位置控制坐標等資料。5）具備“二通一平”條件。（3）長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓施工工藝施工設備 長螺螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝是山長螺旋鉆機、混凝土泵和強制式混凝土攪拌機組成的完整的施工體系其中長螺旋鉆機是該工藝設備的核心部分。施工步驟：1）鉆機就位CFG樁施工時，鉆機就位后，應用鉆機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身導桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏