地基處理課設(shè)

1、地基處理技術(shù)課程設(shè)計(jì)水泥土攪拌法地基處理計(jì)算書班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期：2013年6月27日目錄 一、設(shè)計(jì)資料31、基本設(shè)計(jì)資料32、設(shè)計(jì)要求3二、選擇地基處理方式4三、確定加固目標(biāo)及土層特性41、加固目標(biāo)42、土層特性4四、水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)計(jì)算51、固化劑的選擇52、樁長53、樁徑的選擇54、加固范圍及樁的平面布置55、褥墊層厚度56、承載力計(jì)算57、軟弱下臥層驗(yàn)算78、沉降計(jì)算7五、復(fù)合地基的檢測(cè)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)91、質(zhì)量檢驗(yàn)92、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)10六、復(fù)合地基的設(shè)計(jì)施工說明101、一般規(guī)定102、施工11一、 設(shè)計(jì)基本資料（一）、基本設(shè)計(jì)資料1、工程概況某六層住宅樓，建筑占地約800

2、m2，建筑面積約5000m2。2、基礎(chǔ)形式與荷載條件擬采用筏板基礎(chǔ)（基礎(chǔ)底面為25m*32m），基礎(chǔ)底面壓力120 kPa，基礎(chǔ)埋深2.50m。3、工程地質(zhì)條件該場(chǎng)地地形較為平坦，平均地面標(biāo)高在3.90m，地下水埋深在地面下0.52m，平均水位標(biāo)高3.38m。各土層的物理力學(xué)性質(zhì)見表9。表9 各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)層序土層名稱層厚含水量重度比重孔隙比塑性指數(shù)液性指數(shù)直剪固結(jié)快剪壓縮性指標(biāo)Fak（kPa）（）（/MPa）（/MPa）素填土0.501.5090701006075170180浜填土0.701.00褐黃色粉質(zhì)粘土1.902.9033.318.92.730.9315.40.7711.1

3、15.70.474.40淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1.902.4043.717.82.731.2015.81.358.113.80.783.36砂質(zhì)粉土0.501.1031.818.62.700.894.025.00.228.25淤泥質(zhì)粘土9.3010.851.817.12.741.4419.81.368.67.21.222.04粉質(zhì)粘土1.43.3040.618.02.741.1417.01.0210.012.40.713.09暗綠色粉質(zhì)粘土2.3023.520.02.720.6815.60.3230.811.60.276.33草黃色粉質(zhì)粘土未穿25.319.72.730.7417.00.3839.09

4、.90.237.60(二)設(shè)計(jì)要求1、選擇適宜的復(fù)合地基處理方案。2、完成對(duì)所選擇的復(fù)合地基方案的設(shè)計(jì)計(jì)算工作：選擇樁長、樁徑，確定面積置換率以及布樁形式，完成承載力計(jì)算，完成沉降計(jì)算，確定復(fù)合地基的檢測(cè)方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。3、繪制該復(fù)合地基的樁位布置圖（平面布置圖、剖面圖和橫斷面圖）。4、編制復(fù)合地基的設(shè)計(jì)施工說明。二、選擇地基處理方式1、綜合比選：各種地基適用范圍如下表所示：表1 復(fù)合地基的適用范圍復(fù)合地基分類處理方法加固體材料適用范圍散體材料或柔性樁振沖置換法砂石、卵石、角礫、圓礫等材料適用于處理不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基振沖擠密法適用于處理砂土和

5、粉土等地基土擠密樁法質(zhì)量較好的粘性土適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土等地基，以消除地基濕陷為主要目的灰土擠密樁法熟石灰與土的無水拌和適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，以提高地基承載力為主要目的砂石樁法礫砂、粗砂、中砂、圓礫、角礫、卵石碎石等適用于擠密松散砂土、素填土和雜填土等地基半剛性樁深層攪拌法水泥和地基土的攪拌固結(jié)體適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力特征值不大于120kPa的粘性土等地基旋噴注漿法水泥和地基土的混合固結(jié)體適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石等地基加固方案不采用振沖置換法，振沖擠密法，因?yàn)榈鼗鶊?bào)告中的

6、粘土抗剪強(qiáng)度較小，不滿足地基處理的要求，況且這種方法適用于砂土、粉土地基，而我們的處理對(duì)象主要是粘土；不采用土、灰土擠密樁，因?yàn)槠淠繕?biāo)主要是消除地基濕陷為目的，較宜用于黃土地區(qū)；對(duì)比經(jīng)濟(jì)、施工難易程度、對(duì)環(huán)境是否友好等多方面因素的比選，確定將深層攪拌樁確定為此工程地基處理方式。深層攪拌樁具有以下優(yōu)勢(shì)：1 基本不存在擠土效應(yīng)，對(duì)周圍地基擾動(dòng)小，對(duì)周圍原有建筑物及地下溝管影響很??；2 可根據(jù)不同土質(zhì)和工程設(shè)計(jì)要求，合理選擇固化劑及配方，應(yīng)用較為靈活；3 施工無振動(dòng)，無噪音，污染小，可在市區(qū)和建筑物密集地帶施工；4 土體加固后，重度基本不變，軟弱下臥層不致產(chǎn)生較大附加沉降 ；5 結(jié)構(gòu)型式靈活多樣，可

7、根據(jù)工程需要，選用柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀。 在負(fù)溫下制作的水泥土正溫后強(qiáng)度可繼續(xù)增長且接近標(biāo)準(zhǔn)值，因此只要地溫不低于-10度，就可進(jìn)行深層攪拌法冬季施工。綜上所述，深層攪拌水泥土樁法比較適用于此工程。三、 確定工程加固目標(biāo)及土層特性1、 加固目標(biāo)加固后基礎(chǔ)承載力特征值至少達(dá)到120kPa，除提高地基承載力外，還要提高地基土的抗剪強(qiáng)度、降低地基土的壓縮性、改善地基土的透水特性、提高地基土的抗液化性能等等。2、 土層特性本課程設(shè)計(jì)的各土層厚度為：土層素填土浜填土褐黃色粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土砂質(zhì)粉土淤泥質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土暗綠色粉質(zhì)粘土草黃色粉質(zhì)粘土厚度0.50.72.02.00.59.31.52.5未

8、穿四、 水泥土攪拌樁的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 固化劑的選擇選用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為15%，采用濕法攪拌技術(shù)，水灰比為0.45，為避免環(huán)境污染，且工程無特殊要求，不加入外摻劑。2、 樁長豎向承載攪拌樁的長度應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力和變形的要求確定，并宜穿透軟弱土層到達(dá)承載力相對(duì)較高的土層。濕法加固深度不宜大于20m，干法加固深度不宜大于15m。本計(jì)算書采用濕法攪拌，設(shè)計(jì)樁長時(shí)宜穿透軟弱土層，故深層攪拌樁的樁長定為15m，樁端落在六號(hào)土層，即暗綠色粉質(zhì)粘土層上。3、 樁徑的選擇常用樁徑500600mm。本工程中無特殊要求，故采用500mm的樁徑，故樁的截面積=0.20m24、 加固范圍及樁的平

9、面布置（1）加固范圍：水泥攪拌樁既與鋼筋混凝土樁不一樣，也與散體材料樁不一樣，其剛度介于兩者之間，因此其加固范圍可僅布置在基礎(chǔ)范圍內(nèi)，而不必像散體材料一樣，在基礎(chǔ)以外設(shè)置保護(hù)樁。樁的平面布置圖見附圖1（2）布樁形式：布樁形式應(yīng)根據(jù)地基土性質(zhì)及上部建筑對(duì)變形的要求進(jìn)行選擇，在本計(jì)算書中采用柱狀布置比較適宜。5、褥墊層厚度根據(jù)相關(guān)規(guī)范，應(yīng)在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置200300mm厚褥墊層，其材料可選用中砂、粗砂、級(jí)配砂石等，最大粒徑不宜大于20mm。故本計(jì)算書采用300mm厚的褥墊層。6、承載力計(jì)算（1）確定復(fù)合地基承載力特征值基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，設(shè)雜填土的重度為18KN/m3基礎(chǔ)埋深承載力修正

10、系數(shù)=1.0，基礎(chǔ)埋深為3.5m，地基土承載力特征值查表取90kPa（2）確定單樁承載力先按確定單樁承載力，查表得，水泥土攪拌樁樁身強(qiáng)度折減系數(shù)，取，一般設(shè)計(jì)要求中的取值為1.21.8MPa，由于本例未提供明確條件，故采用計(jì)算。故再按樁端承載力、樁側(cè)摩阻力，由公式計(jì)算單樁承載力。式中樁的周長為。公式中其他參數(shù)含義如下：n樁長范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；qsi樁周第i層土的側(cè)阻力特征值。對(duì)淤泥可取47kPa；對(duì)淤泥質(zhì)土可取612kPa；對(duì)軟塑狀態(tài)的粘性土可取1015kPa；對(duì)可塑狀態(tài)的粘性土可取1218kPa；li 樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度（m）；qp樁端地基土未經(jīng)修正的承載力特征值（kPa），可按現(xiàn)

11、行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007的有關(guān)規(guī)定確定；樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取 0.40.6。I、樁側(cè)摩阻力計(jì)算：土層素填土浜填土褐黃色粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土砂質(zhì)粉土淤泥質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土暗綠色粉質(zhì)粘土草黃色粉質(zhì)粘土液性指數(shù)0.771.351.361.020.320.38狀態(tài)軟塑流塑流塑流塑可塑可塑qsi138881515厚度0.51.02.02.00.510.01.52.0未穿II、樁端阻力的計(jì)算通常情況下取樁端阻力折減系數(shù)，由勘探資料取170kPa，故，所以=254.33kN由公式、計(jì)算出的單樁承載力中取小值，即90kN，由湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，水泥土攪

12、拌樁復(fù)合地基承載力特征值不宜大于180kPa，樁徑500mm的水泥土攪拌樁單樁承載力特征值不大于120kN，由于本計(jì)算書中樁徑為500mm，故基本符合要求。（3）確定面積置換率m由公式其中為樁間土承載力折減系數(shù)。當(dāng)樁端土未經(jīng)修正的承載力特征值大于樁間土的承載力特征值的平均值時(shí)，取0.10.4，差值大時(shí)取低值；否則取0.50.9，差值大時(shí)或設(shè)置褥墊層時(shí)均取高值。因?yàn)闃抖送廖唇?jīng)修正的承載力特征值為170kPa，數(shù)值較高，故取樁間土承載力折減系數(shù)可得: ，其中按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值即100kPa，故按布樁。按正方形布樁類型，故取s=1.0m深層攪拌樁的平面布置圖附在計(jì)算書的最后。7、 軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算

13、該復(fù)合地基，即由樁間土，混凝土攪拌樁和筏板基礎(chǔ)共同組成的地基，持力層在暗綠色粉質(zhì)粘土層，地基土層承載力特征值較高，其下不存在軟弱下臥層，無需進(jìn)行驗(yàn)算。8、沉降計(jì)算水泥土攪拌樁復(fù)合地基的S包括了復(fù)合土層的平均壓縮變形S1和樁端以下未加固土層的變形S2兩部分,即S=S1+S2。（1）復(fù)合土層的壓縮變形S1 利用公式計(jì)算， 復(fù)合土層頂面的附加壓力值基礎(chǔ)底面處土的自重應(yīng)力，根據(jù)條件，基礎(chǔ)底面壓力為 復(fù)合土層底面的附加壓力Pz，用應(yīng)力擴(kuò)散法計(jì)算對(duì)于矩形基礎(chǔ)，計(jì)算公式為：，根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，z/b=15/25=0.6，攪拌樁樁體的壓縮模量，取，在上式中為了安全起見，都取較小的壓縮模量來計(jì)算，即，另

14、因土層性質(zhì)各異，也取最小的壓縮模量計(jì)算。，查得壓力擴(kuò)散角25，故樁端附加應(yīng)力值為：因此（2）樁下未加固土層壓縮的變形S2使用分層總和法進(jìn)行計(jì)算樁端以下未處理土層的壓縮變形量S2：總的計(jì)算深度，故未處理的地基的。且zl/bz/b 18.51.20.470.23710.948415.784219.51.20.50 0.23500.940016.3098 0.52566.334.34.330.01.20.77 0.21020.840619.563.25027.6021.926.2 總沉降結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行修正，其中s可以取0.9，故。其中的取值可以根據(jù)下表確定： 沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) Es（MPa）2.5

15、4.07.015.020.01.11.00.70.40.2五、 復(fù)合地基的檢測(cè)方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)1、質(zhì)量檢驗(yàn)水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿在施工的全過程，并應(yīng)堅(jiān)持全程的施工監(jiān)理。施工過程中必須隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。檢查重點(diǎn)是：水泥用量、樁長、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度、停漿處理方法等。水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)可采用以下方法：(1)成樁7d后，采用淺部開挖樁頭(深度宜超過停漿（灰）面下05m)，目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑。檢查量為總樁數(shù)的5。(2)成樁后3d內(nèi)，可用輕型動(dòng)力觸探(N10)檢查每米樁身的均勻性。檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的

16、1，且不少于3根。(3)豎向承載水泥土攪拌樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。(4)載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)，并宜在成樁28d后進(jìn)行。檢驗(yàn)數(shù)量為樁總數(shù)的051，且每項(xiàng)單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn)。(5)經(jīng)觸探和載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)后對(duì)樁身質(zhì)量有懷疑時(shí)，應(yīng)在成樁28d后，用雙管單動(dòng)取樣器鉆取芯樣作抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5，且不少于3根。(6)對(duì)相鄰樁搭接要求嚴(yán)格的工程，應(yīng)在成樁15d后，選數(shù)根樁開挖，檢查搭接情況。(7)基槽開挖后，應(yīng)檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量，如不符合要求，應(yīng)采取有效補(bǔ)強(qiáng)措施。2、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)水泥土攪拌樁地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)序檢 查 項(xiàng)

17、目允許偏差或允許值檢 查 方 法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1水泥及外摻劑質(zhì)量設(shè)計(jì)要求查產(chǎn)品合格證書或抽樣送檢2水泥用量參數(shù)指標(biāo)查看流量計(jì)3樁體強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求按規(guī)定辦法4地基承載力設(shè)計(jì)要求按規(guī)定辦法一般項(xiàng)目1機(jī)頭提升速度m/min0.5量機(jī)頭上升距離及時(shí)間2樁底標(biāo)高mm200測(cè)機(jī)頭深度3樁頂標(biāo)高mm+100-50水準(zhǔn)儀(最上部500mm不計(jì)入)4樁位偏差mm50用鋼尺量5樁徑0.04D用鋼尺量，D為樁徑6垂直度%1.5經(jīng)緯儀7搭接mm200用鋼尺量六、 復(fù)合地基的設(shè)計(jì)施工說明1、一般規(guī)定（1）水泥土攪拌法分為深層攪拌法(以下簡(jiǎn)稱濕法)和粉體噴攪法(以下簡(jiǎn)稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)

18、土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0(黃土含水量小于25)、大于70或地下水的DH值小于4時(shí)不宜采用干法。冬期施工時(shí)，應(yīng)注意負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。（2）水泥土攪拌法用于處理泥炭土、有機(jī)質(zhì)土、塑性指數(shù)Ip大于25的粘土、地下水具有腐蝕性時(shí)以及無工程經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，必須通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。（3）水泥土攪拌法形成的水泥土加固體，可作為豎向承載的復(fù)合地基；基坑工程圍護(hù)擋墻、被動(dòng)區(qū)加固、防滲帷幕；大體積水泥穩(wěn)定土等。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。（4）確定處理方案前應(yīng)搜集擬處理區(qū)域內(nèi)詳盡的巖土工程資料。尤其是填土層的厚度和組

19、成；軟土層的分布范圍、分層情況；地下水位及pH值；土的含水量、塑性指數(shù)和有機(jī)質(zhì)含量等。（5）設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行擬處理土的室內(nèi)配比試驗(yàn)。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)擬處理的最弱層軟土的性質(zhì)，選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量為設(shè)計(jì)提供各種齡期、各種配比的強(qiáng)度參數(shù)。（6）對(duì)豎向承載的水泥土強(qiáng)度宜取90d齡期試塊的立方體抗壓強(qiáng)度平均值；對(duì)承受水平荷載的水泥土強(qiáng)度宜取28d齡期試塊的立 方體抗壓強(qiáng)度平均值。2、施 工（1）水泥土攪拌法施工現(xiàn)場(chǎng)事先予以平整，必須清除地上和地下的障礙物。遇有明浜、池塘及洼地時(shí)應(yīng)抽水和清淤，回填粘性土料并予以壓實(shí)，不得回填雜填土或生活垃圾。（2）水泥土攪拌樁施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量小得少于2根。當(dāng)樁周為成層土?xí)r，應(yīng)對(duì)相對(duì)軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。（3）攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)土體明任何點(diǎn)均能經(jīng)過20次以上的攪拌。（4）豎向承載攪拌樁施工時(shí)，停漿(灰)面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高300500mm。在開挖基坑時(shí)，應(yīng)將攪拌樁頂端施工質(zhì)量較差的樁段用人工挖除。（5）施工中應(yīng)保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不得超過1；