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1、PAGE PAGE 25地基基礎(chǔ)方案評價1、 天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計為六層住宅樓,磚混結(jié)構(gòu),擬采用天然地基上的淺基礎(chǔ),最大線荷載FK=300kN/m。根椐場地地質(zhì)條件對淺基礎(chǔ)進(jìn)行評價:、屬先確定持力層,根椐場地地質(zhì)條件,第層可做為基礎(chǔ)的持力層,其承載力特征值fak=150kPa?;A(chǔ)埋深d=2.0m。、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+dm(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(yīng)按GBJ25-90規(guī)范
2、表3.0.4確定。m基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度=16.5kN/m3,d基礎(chǔ)埋深=2.0m代入計算為:fa=150+1.616.5(2-0.5)=189.6kPa。 、計算基礎(chǔ)寬度b: 根椐基礎(chǔ)面積計算公式代入計算:A=Lb = m 取2.2m 式中: FK基礎(chǔ)頂面的豎向力=300kN/m fa修正后的地基承載力特征值=189.6kPa L、b基礎(chǔ)的長度和寬度(條基時,L取1.0米)基礎(chǔ)及上伏土的平均重度=20.0kN/m3、求基底壓力PK:根椐5.2.2-1 公式 式中:Fk=300kN/m Gk=L b d=12.22.020=88kN A=12.2m將參數(shù)代入計算后得pk=176.4kN
3、/m2(kPa)、根椐5.2.1-1式:fapk判定地基強(qiáng)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(qiáng)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(quán)平均重度為:m = = 18.3kN/m3求下臥層(第層粉土)修正后的地基承載力特征值fa: fa=fak+dm(d-0.5) 式中:fak=100kPa d=1.5 (第層粉土Ip=8.1 w10%)查表5.2.4。d=6.0m(第層2.0m,第層4.0m) m=18.3kN/m3代入計算得:faz=100+1.518.3(6-0.5
4、)=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(chǔ)應(yīng)采用5.2.7-2公式計算: pz= ,首先根椐表5.2.7求應(yīng)力擴(kuò)散角值:已知ES1=16.0MPa (軟層之上,第層) ES2=3.5MPa(下臥層第層)ES1/ ES2=16.0/3.5=4.75,取5.0。注:當(dāng)ES1/ES23時,不能用規(guī)范中5.2.7-2和5.2.7-3式計算z=4.0m基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面的距離, b=2.2m,z/ b=4/2.2=1.80.5查5.2.7表 得=250。 PK=1
5、76.4kPa Pc=d=16.52=33.0kPaPc為基礎(chǔ)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(qiáng)度滿足要求。2、人工地基上的淺基礎(chǔ)(灰土墊層)根據(jù)建筑物使用要求及場地地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,建議采用灰土墊層法對地基進(jìn)行處理,即采用大開挖,挖除第層及部分第層,換填2.0m厚的3:7灰土墊層,在灰土墊層之上做獨(dú)立基礎(chǔ)?;彝翂|層的初步設(shè)計如下:(1)依據(jù)JGJ79-2002規(guī)范第4.2.1條,墊層的厚度Z應(yīng)根據(jù)下臥層的承載力確定,并符合下式:Pz+Pczfaz
6、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(xiàn)場載荷試驗確定,本工程的地基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級,當(dāng)3:7灰土墊層的壓實系數(shù)不小于0.95時,其承載力特征值fa可采用200kPa。(3)、計算基礎(chǔ)底面面積A: 根據(jù)基礎(chǔ)面積公式:條形基礎(chǔ)公式: b Fk/fa-d正方形基礎(chǔ)公式:b=L 矩形基礎(chǔ)公式: A=Lb Fk/ fa-d注:一般將有偏心荷載的建筑設(shè)為矩形,可先按中心荷載作用計算基底面積A ,根據(jù)偏心荷載的大小,將基底面積增大10-50%后,即:A=1.1-1.5A0,一般在設(shè)
7、基礎(chǔ)長寬比:n=l/b=1.5則有:基礎(chǔ)寬度:b= 基礎(chǔ)長度:L=1.5b就可以了。根椐基礎(chǔ)形式按下面公式求算A: 矩形基礎(chǔ)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(chǔ)埋深d=1.50m,基礎(chǔ)及上伏土的平均重度=20kN/m3。代入矩形基礎(chǔ)面積計算公式:A= = =17.64m2因需考慮有偏心荷載,需將基底面積增大30%,即A=17.61.3=22.88M2 基礎(chǔ)寬度b= =3.9m 基礎(chǔ)長度L=1.53.9=5.9m(4)、灰土墊層強(qiáng)度fak的驗算灰土墊層的強(qiáng)度要滿足GB5007-2002 規(guī)范中5.2.1-1式: fakp
8、k 求基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向壓力=3000kNGK基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重;矩形基礎(chǔ)GK=L.b.d. (式中: L、b、d分別為基礎(chǔ)礎(chǔ)的長度、寬度和埋深; 為基礎(chǔ)和上伏土的平均重度取20kN/m3)A基礎(chǔ)底面面積。取23.0m2基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)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(chǔ)底面處的平均壓力值Pk=160.44kPa, 灰土墊層的強(qiáng)度滿足要求,但基礎(chǔ)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
9、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(chǔ):pz= 式中:b矩形基礎(chǔ)底面的寬度=3.9mL矩形基礎(chǔ)的底面長度=5.9mPk基礎(chǔ)底面壓力=160.44kPapc基礎(chǔ)底面處土的自重壓力=d=1.518.2=27.3kpaz基礎(chǔ)底面下墊層的厚度=2.0m墊層的壓力擴(kuò)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3.5m,第層的平均重度為17.5kN/m3)pcz=3.518.2=63.7kPapz+pcz=63.45+63.7=127.15kPa、求墊層底面處土層經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值faz:可根椐下式計算:f
10、az=fak+dm(d-0.5) 式中:faz經(jīng)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(shù)=1.0m 基礎(chǔ)(墊層)底面以上土的加權(quán)平均重度=18.2kPad 灰土墊層底面的埋置深度=3.5m代入公式計算:faz=fak+dm(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(qiáng)度滿足要求。(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(chǔ)外緣寬度,不應(yīng)小于墊層的厚度,并不應(yīng)小于2.0m (6)墊層的施工 a、灰土墊
11、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15mm,宜用不含松軟雜質(zhì)的粉質(zhì)粘土,不宜使用塊狀粘土及砂質(zhì)粉土,灰土所使用的消石灰應(yīng)符合級以上標(biāo)準(zhǔn),石灰應(yīng)消解3-4天,并篩除生石灰塊后再使用。其粒徑不得大于5mm,灰土混合料應(yīng)拌合均勻,含水量適中,簡易別方法是:捏緊成團(tuán),落地開花。b、灰土墊層的碾壓機(jī)具及虛鋪厚度:應(yīng)選用12-16噸雙輪震動壓路機(jī),其虛鋪厚度應(yīng)控制為20-30mm。C、在地下水位以下的基槽(坑)內(nèi)施工時,應(yīng)采取排水措施,使在無水狀態(tài)下施工,入槽(坑)內(nèi)的灰土,不得隔日夯打碾壓,夯實后的灰土三日內(nèi)不得受水浸泡。(7)、灰土墊層的質(zhì)量檢驗:可采用環(huán)刀法(
12、采取原狀土試樣)貫入法、靜力觸探、型動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等方法進(jìn)行檢驗。一般采用環(huán)刀法:取樣點應(yīng)在每層厚度的2/3深度處,檢驗點數(shù):對大基坑每50-100m2應(yīng)有一個檢測點;對基槽每10-20m長度內(nèi)應(yīng)有一個檢測點;對每個獨(dú)立柱基內(nèi)應(yīng)有一個檢測點;質(zhì)量要求:灰土墊層的壓實系數(shù)c0.95 d=15.0kN/m3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(jìn)行灰土墊層施工,基坑開挖深度一般達(dá)3.5m,椐剪切試驗結(jié)果,按朗肯理論,粘性土側(cè)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(cè)壁土
13、體粘聚力, 取標(biāo)準(zhǔn)值22.2kpa -側(cè)壁土體內(nèi)摩擦角,取標(biāo)準(zhǔn)值19.50 -側(cè)壁土體的天然重度,取平均值18.5kN/m3經(jīng)驗算,側(cè)壁土層允許自立高度為3.4m,根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗,可以直立開挖,嚴(yán)禁在坡頂面進(jìn)行堆載和浸水。3、卵石墊層 卵石墊層的適應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)要求:要求采用級配卵石,其配比關(guān)系宜為4:3:3即:卵石4(礫徑50d20mm):圓礫3(礫徑20d2mm):中粗砂3(礫徑2d0.25mm)。最大礫徑不超過50mm,含泥量0.1mm顆粒含量不超過3%。(2)、
14、建議施工參數(shù):、 使用16-18噸振動壓路機(jī);、壓路機(jī)行駛度50m/min;、毎層壓實填料虛鋪厚度40cm;、毎層先靜壓兩遍,再振壓8遍。(3)、填層施工:根椐施工經(jīng)驗,施工前應(yīng)先將符合質(zhì)量要求的卵石填料人工拌合均勻后,運(yùn)至坑底虛鋪40cm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(jī)先靜壓2遍,再振壓8遍,碾壓時,先按長度方向行駛,然后補(bǔ)壓短邊沒壓到的地方,以保證卵石填料均勻獲得規(guī)定遍數(shù)的壓實功能。墊層的底面宜鋪設(shè)在同一標(biāo)高上,如深度不同,基底土層面應(yīng)挖成階梯或斜坡搭接,并按先深后淺的順序施工,搭接處應(yīng)碾壓密實。分段施工時,接頭處應(yīng)做成斜坡,每層錯開0.
15、5-1.0米,并應(yīng)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(yīng)在基坑底部及四側(cè)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(jī)雜物。在地下水位高于基坑(槽)底面施工時,應(yīng)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(yīng)有控制地注水或排水)。墊層鋪筑前,應(yīng)先驗槽,注意浮土應(yīng)清除,邊坡必需是穩(wěn)定的,以防塌土,如發(fā)現(xiàn)基槽(坑)兩側(cè)附近如有低于地基的空洞、溝、井、古墓穴等,應(yīng)在未做地基前加以填實處理。(4)、墊層施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)及方法: 主要有以下3種方法:、 靜載荷試驗法(按GB50007-2002規(guī)范
16、附錄C、D中的要求確定)、 N120超重型動力觸探法;(按有關(guān)經(jīng)驗:N120=3-6稍密;N120=6-10中密;N120=10-20密實;進(jìn)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(yīng)21.0kN/m3(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(shù)后,根據(jù)壓實系數(shù)按JGJ79-2002表4.2.6確定:當(dāng)壓實系數(shù)在0.94-0.97時,對于地基基礎(chǔ)設(shè)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
17、墊層的寬度的計算、確定方法相同。4、灰土樁復(fù)合地基(置換法、擠密法)灰土樁復(fù)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5-15m,當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%,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(yīng)用較多(特別是置換法),方法是:用洛陽鏟成孔,然后向樁孔內(nèi)分層填入3:7灰土,采用夾桿式偏心輪夯實機(jī)進(jìn)行夯實,錘重可采用110kg,落距0.8m,連續(xù)夯擊,毎分鐘夯擊次數(shù),應(yīng)在檢驗灰土的干重度滿足設(shè)計要求后再確定(灰土的干重度一般應(yīng)不小于15.5kN/m3)?;彝粒ㄖ脫Q
18、)樁的具體評價內(nèi)容a、 灰土樁的適宜性 根據(jù)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(jìn)行整片加固處理。 b、灰土樁的初步設(shè)計與施工根據(jù)設(shè)計要求,處理后的復(fù)合地基承載力特征值fspk180kPa,基礎(chǔ)埋深1.5m,根據(jù)場地地質(zhì)條件,選擇樁的入土深度8.0m,以第層黃土狀粉質(zhì)粘土為樁端持力層。根據(jù)置換法復(fù)合地基承載力的經(jīng)驗公式,確定復(fù)合地基的面積置換率m :fsPk=mfpk+(1-m)fsk m=fspk-fsk/fpk-fsk式中:m面積置換率 fspk復(fù)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(shè)計時,由經(jīng)
19、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:m=0.18 取0.20又:根據(jù)m=Ap/Ae式中:Ap樁的截面積; Ae一根樁所承擔(dān)的處理面積;設(shè)樁徑d=0.4m,樁間距s按2.0倍樁徑,取0.85m,按等邊三角形布樁,則:Ap=1/4d2=0.125 Ae=sin60s2=0.626 m=0.20復(fù)合地基的平面處理范圍應(yīng)超出基礎(chǔ)邊緣2.5m,超出部分的樁距可取0.7m,在樁孔內(nèi)夯填3:7灰土,要求處理后灰土的平均干重度15.5kN/m3,灰土樁復(fù)合地基承載力特征值180kPa?;彝翗?/p>
20、施工完后,在樁頂和基礎(chǔ)之間鋪設(shè)600mm3:7灰土墊層(墊層的壓實系數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95)。施工工藝:建議采用機(jī)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(jī),夯實機(jī)所選錘重,落距可根據(jù)設(shè)備情況具體選定。為使3:7灰土樁的壓實系數(shù)0.96,其對應(yīng)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值592.2KJ/m3相同,因此,在實際施工中在選擇錘重、落高、次填料厚度時,應(yīng)滿足下式要求:wHn/Fh592.2KJ/m3式中:w夯錘重量 KNH夯錘高度 mn每次填料后的夯次數(shù)F樁孔斷面面積 =1/4d2 (m2)h每次填料的厚度 m根據(jù)上式,若采用錘重w=1
21、.2kN(120kg) 夯錘高度H=1.0m 每次填料后的夯次數(shù)n=15次 樁孔斷面面積 F=1/4d2 (d取0.4m) =0.12566(m2)每次填料的厚度 h=0.2m 代入計算:單位體積夯實功=716.2KJ/m3根據(jù)干重度的要求,在施工前,應(yīng)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。最終確定施工參數(shù)(即3:7灰土的虛鋪厚度和夯實擊數(shù)等)。C、質(zhì)量檢驗對本工程(丙類建筑),應(yīng)檢測處理深度內(nèi)樁體和樁間土的干重度;抽檢數(shù)量不應(yīng)少于樁總數(shù)的1%;竣工驗收時,承載力的檢驗應(yīng)采用復(fù)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
22、中填入2:8或3:7灰土,加以夯實而成。經(jīng)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(shè)計時,對灰土擠密樁復(fù)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(fù)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(gòu)造要求:樁身直徑一般為300-450mm,深度5-15m,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(yīng)每邊超出基礎(chǔ)寬0.2倍,樁頂一般設(shè)0.5-0.8m厚的2:8或3:7灰土墊層,其壓實系數(shù)不應(yīng)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(jù)
23、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(yīng)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(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)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(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%(飽和黃土含水量小于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(dāng)IP25時,由于土太粘,易在攪拌頭葉片上形成泥團(tuán),無法完成水泥土的拌和,也不太適宜。水泥固化劑一般
24、適應(yīng)于正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土(避免產(chǎn)生負(fù)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(dāng)加固粗粒土?xí)r,應(yīng)查明有無明顯的地下水流,以防固化劑尚未硬結(jié)而遭地下水流沖失)。二、 水泥土攪拌法的設(shè)計主要確定攪拌樁的置換率m和樁長L。從承載力角度考慮,提高m比增加樁長的效果好,樁愈長,對樁身強(qiáng)度要求越高,但過高的樁身強(qiáng)度對復(fù)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(dá)強(qiáng)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(qiáng)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
25、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(yīng)設(shè)計長些,應(yīng)穿透軟弱土層,達(dá)到下臥土層強(qiáng)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(qiáng)度較低,根據(jù)場地地質(zhì)條件及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗,建議采用水泥深層攪拌法對地基進(jìn)行加固處理。第層黃土狀粉質(zhì)粘土不具濕陷性,呈可塑狀,強(qiáng)度相對較高,可做為樁端持力層,基礎(chǔ)埋深為1.8m,攪拌樁有效樁長為7.2m,土層平均壓縮模量Es1-2=7.0Mpa??芍辉诨A(chǔ)平面范圍內(nèi)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0.5m。2、初步設(shè)計時,水泥攪拌樁單樁
26、豎向承載力特征值的確定根據(jù)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(cè)阻力特征值(呈可塑軟塑狀,qs取平均值12kPa)Li樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度,樁長L=7.2ma樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)取0.4qp樁端地基土未經(jīng)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(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值fcu: Ra=fcu Ap fcu= Ra/Ap式中:樁身強(qiáng)度折減系數(shù),取0.25。Ra由上式計算出的單樁豎向承載力特征值
27、=151.65kNAp樁的截面積=0.196fcu水泥土無側(cè)阻抗壓強(qiáng)度平均值(kPa)經(jīng)計算:fcu=3095kPa故:fcu需要大于3095kPa方可滿足要求。4、室內(nèi)配比試驗 根據(jù)規(guī)范要求,水泥摻入量若為加固土重的16%(土體平均容重為1730g/cm3)。水泥用425#普通硅酸鹽水泥(可加入等量粉煤灰),水灰比若選用0.55。經(jīng)計算,平均每延m水泥摻入量為:水泥摻入量=173016%1/4d21=54.25kg/m,取55kg/m5、攪拌樁的置換率的確定 根據(jù)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,加固后復(fù)合地基承載力特征值fspk要求180kPa,所以攪拌樁置換率m根據(jù)規(guī)范9.2.5式得: m=(fspk
28、-fsk)/(Ra/Ap-fsk)式中:fspk復(fù)合地基承載力特征值=180kPa樁間土承載力折減系數(shù)取0.4(具體應(yīng)根據(jù)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單樁豎向承載力特征值取151.65kN代入計算后得:m=0.1950.206、求樁距s:樁距一般由置換率m控制(對于水泥深層攪拌樁可取2.2倍樁徑。根據(jù)一般求置換率公式m=Ap/Ae式中:Ap樁的截面積=1/4d2 Ae 一根樁所承擔(dān)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(m)根據(jù)以上公式,已知置換率m和樁徑d可求出Ae,即可求出樁距s。本工程中,m=0.2
29、0 d=0.5m Ap=0.196Ae=0.196/0.20=0.98 由Ae=0.866s2求:s= Ae/0.866 =1.06m, 取1.10m。7、設(shè)置褥墊層 豎向承載攪拌樁復(fù)合地基應(yīng)在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置200300mm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+dm(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(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)取1.0(按表5.2.4查得基底下土的類別確定) d基礎(chǔ)埋深,此處即樁入土深度
30、,取9.0m m基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度(水下取浮重度)取17.3kN/m3代入計算:faz=130+117.3(9-0.5)=277.05kPa、本工程為底框結(jié)構(gòu),最大單樁荷載為2500kN。根據(jù)Fk=2500kN fak=180kPa d=1.8m =20kN/m3基底面積A:A=LbFk/( fak-d)=2500/(180-1.820)=17.36m2取矩形:L=4.2m b=4.2m求基底壓力:Pk=(Fk+Gk)/A=(2500+4.24.21.820)/( 4.24.2)=177.72kPa復(fù)合地基fak=180kPa fakPk 強(qiáng)度滿足要求。、求下臥層頂面處的附加壓力值P
31、z:按應(yīng)力擴(kuò)散角的概念確定,即將復(fù)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(yīng)力擴(kuò)散角取260。按GB50007-2002中 5.2.7-3式:Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2ztg)(l+2ztg)式中:L、b矩形基礎(chǔ)的長度和寬度,均取4.2m。 Pk基底壓力取177.72kPa Pc基礎(chǔ)底面處土的自重壓力取d=17.01.8=30.6kPa 地基壓力擴(kuò)散角tg260=0.49 z基礎(chǔ)底面至下臥層頂面的距離,取7.2m 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=9M1
32、7.0=153kPa(地面至下臥層頂面距離為9.0m,重度取平均值17.0kN/m3)、按下式驗算強(qiáng)度:Pz+Pczfaz式中:faz下臥層第層修正后的承載力特征值=274.5kPa 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(qiáng)度滿足設(shè)計要求。 8、變形計算:豎向承載攪拌樁復(fù)合地基的變形包括攪拌樁復(fù)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(fù)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(fù)合土層頂面
33、的附加壓力值 =Fk+Gk/A=177.72kpa pzl攪拌樁復(fù)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樁長=7.2mEsp攪拌樁復(fù)合土層的壓縮模量,按下式:Esp=mEP+(1-m)Es計算M 置換率=0.2 EP 攪拌樁的壓縮模量,可?。?00-120)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=12.67mm、樁端以下末加固土層的變形S2:計算方法按GB
34、50007-2002規(guī)范中5.3.5式s2=sp0/Esi(Ziai-Zi-1ai-1)式中:S2最終變形量mms沉降經(jīng)驗系數(shù)P0基礎(chǔ)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(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù),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(chǔ)寬度=4.2米,代
35、入計算為8.1米,即應(yīng)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=17.1m 按該深度,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(shù)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(chǔ)的中點來說,應(yīng)分成四塊相同的小面積,使小面積的角點與原基礎(chǔ)的中點重合,同時查得的平均附加應(yīng)力系數(shù)a應(yīng)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(m)L/bZ/b(b=b/2)aIzIaI(mm)zIaI-zI-1aI-1(mm)P0/Esi=0.15/Esis(mm)isi(mm)si/si0.02500100
36、.254=100017.313.480. 12314=0.49241713.61713.60.02136.028.113.860. 11144=0.445617206.40.0210.1336.130.004、沉降計算系數(shù)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=7.0Mpab、 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
37、S2最終沉降量=36.131.0=36.13mm復(fù)合地基的總沉降量S=S1+S2=12.67+36.13=48.8mm9、質(zhì)量檢驗水泥土攪拌樁的施工質(zhì)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0.5m),目測檢查攪拌的均勻性,量測成樁直徑。檢查量為總樁數(shù)的5%。b、成樁后3d內(nèi),可用輕型動力觸探(N10)檢查每m樁身的均勻性。檢驗數(shù)量為總樁數(shù)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(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗和單樁載荷試驗。荷載試驗必須在樁身強(qiáng)度滿足荷載條件時,并宜在成樁28d后進(jìn)行。檢驗數(shù)量為樁總數(shù)的0.5-1%,且每項單體工
38、程不應(yīng)少于3點。經(jīng)觸探和載荷試驗檢驗后對樁身質(zhì)量有懷疑時,應(yīng)在成樁28d后,用雙管單動取樣器鉆取芯樣作抗壓縮度檢驗,檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%,且不少于3根。對相鄰樁搭接要求嚴(yán)格的工程,應(yīng)在成樁15d后,選取數(shù)根樁進(jìn)行開挖,檢查搭接情況?;坶_挖后,應(yīng)檢驗樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量,如不符合設(shè)計要求,應(yīng)采取有效補(bǔ)強(qiáng)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(jié)的素填土等地基。由于場地土層較軟弱,強(qiáng)度較低,根據(jù)場地巖土工程地質(zhì)條件及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗建議選用素混凝土水泥樁(CFG樁)。a、初步設(shè)計為:本工程底層為框架結(jié)構(gòu),上部磚混,單柱最大荷重為3000
39、kN,可采用獨(dú)立基礎(chǔ),在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁,以第層做為樁端持力層,有效樁長取6.0m,樁徑取400mm;樁距s建議取2.5倍樁徑(宜取3-5倍樁徑),即s=2.50.4=1.0m;復(fù)合地基的置換率:m=Ap/Ae式中:Ap樁的截面積=1/4d2;Ae一根樁所承擔(dān)的處理面積;(按正方形布樁Ae=s2=1.0m),則m=0.12566樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)200mm厚的中粗砂褥墊層;初步設(shè)計時水泥樁的復(fù)合地基承載力特征值按下式估算:fspk=mRa/Ap+(1-m)fsk式中:fspk復(fù)合地基承載力特值; m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(shù),取0.75; f
40、sk取天然地基承載力特征值100kPa; Ra單樁豎向承載力特征值;按下式估算: Ra=dqsiLi+qpAp式中:qsi、qp樁周第i層土的側(cè)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=6.0m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(qiáng)平均值應(yīng)達(dá)到下式要求:fcu3 Ra/Ap4655kPa地基處理后的變形驗算應(yīng)按JGJ79-2002規(guī)范中第9.2.8及9.2.9條要求進(jìn)行。(當(dāng)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(nèi)容要求。b、施工根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗可采用機(jī)械洛陽鏟成孔
41、;施工前應(yīng)按設(shè)計要求由試驗室進(jìn)行配比試驗,施工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(jī)械一天應(yīng)做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),測定其立方體抗壓強(qiáng)度。褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實法,當(dāng)基礎(chǔ)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(yīng)大于1%;對滿黨布樁基礎(chǔ),樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑;對條形基礎(chǔ),樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑,對單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。c、質(zhì)量檢驗CFG樁復(fù)合地基竣工驗收時,承載力特征值檢驗應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗。CFG樁基檢驗應(yīng)在樁身強(qiáng)度滿足試驗
42、荷載條件時,并宜在施工結(jié)束28d進(jìn)行。試驗數(shù)量不應(yīng)少于3點。并應(yīng)抽取總樁數(shù)的10的樁進(jìn)行低應(yīng)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10m。根椐地質(zhì)及水文地質(zhì)條件可選用夯實水泥土樁,對地基進(jìn)行加固處理,根椐上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計要求復(fù)合地基的承載力特征值fsp.k180kPa。有效樁長可取5.5m(承臺埋深1.5m,進(jìn)入第層),在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁,樁徑(宜為0.3-0.6m)取d=0.40m,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=1.2m,根椐JGJ79-2002規(guī)范中9.2.5公式求其面積置換率m
43、:m=(fspk-fs.k)/(Ra/Ap-fs.k)式中:fspk復(fù)合地基的承載力特征值;取180kPa m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(shù);=0.9 Ra單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值;初步設(shè)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(dāng)要求fsp.k=180kPa時,m=(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
44、得:s=1.08 e Ae=Ap/m=0.12566/0.10=1.25s=1.08 =1.21m 式中Ae_為一根樁承擔(dān)的處理面積; 樁距可取1.25m采用機(jī)動洛陽鏟成孔,夯實錘質(zhì)量25kg,落距1.5m樁孔內(nèi)填料采用塑性指數(shù)大于10的粘性土與水泥(干土質(zhì)量:水泥質(zhì)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(nèi),每層虛鋪厚度250mm,采用夯實機(jī)夯實,要求干重度大于15.5kN/m3,其壓實系數(shù)不應(yīng)小于0.93。樁施工完后,應(yīng)在樁頂鋪設(shè)200mm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
45、化土、受大氣影響深度內(nèi)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(dāng)有中粗砂土層時,支與盤應(yīng)放在其層的頂面處。 (4)、支盤樁的最小中心距應(yīng)取3d gn 1.5D的較大值,當(dāng)土質(zhì)較軟,可取D+1m。 (5)、支與盤應(yīng)設(shè)在土層結(jié)構(gòu)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(jìn)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,碎石土不宜小于1d,樁基以下硬持力層厚
46、度不宜小于4d。(注:如果條件許可,在樁端持力層設(shè)一擴(kuò)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(kuò)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(yīng)采用現(xiàn)場靜載荷試驗;2、二級建筑支盤樁宜采用現(xiàn)場靜載荷試驗;當(dāng)類似的試樁資料或地質(zhì)條件簡單時,可參照靜力觸探、標(biāo)貫試驗參數(shù)等綜合確定。3、三級建筑的支盤樁,宜根椐原位測試?yán)媒?jīng)驗參數(shù)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 qpia Api+qpa Ap式中:Ra單樁豎向承
47、載力特征值 KN d樁身直徑m qsia - 樁側(cè)阻力特征值 KpaLi第I層土的厚度 mpi支盤樁端阻力特征值修正系數(shù),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(xì)砂中粗砂修正系數(shù)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 m2=(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)成孔可采用長螺旋鉆或機(jī)械洛陽鏟成孔工藝;地下水位以下可采用
48、反循環(huán)鉆泥漿護(hù)壁成孔工藝。2、 正式施工前,宜進(jìn)行“試成孔”一個,以核實地質(zhì)資料、檢驗設(shè)備、工藝及技術(shù)要求是否適宜。(9)、質(zhì)量檢驗1、 采用低應(yīng)變動測法對成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測,其檢測數(shù)量應(yīng)為總樁數(shù)的20%。2、 單樁豎向承載力可采用高應(yīng)變動測法,其數(shù)量不宜小于總樁數(shù)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(shè)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(zhì)粘土 qsia=25kpa qpa=400kpa、4.5-13.5米 粉土 qsia=20kpa qp
49、a=400kpa、13.5-16.5米 礫砂 qsia=50kpa qpa=1200kpa2、根椐地質(zhì)條件,可設(shè)4個盤,樁身直徑d=600mm盤徑D=1400mm根椐DLGJ153-2000規(guī)范要求,最小盤間距為3d,即30.6=1.8m取2.0m,設(shè)樁入土深度14.5m,底部樁端進(jìn)入持力層第層礫砂層1.0m,盤均設(shè)在粉土層第層中,第一個盤設(shè)在地面下5.5米處,盤根高按0.5米計。各盤設(shè)計深度分別為5.5m 7.5m 9.5m 11.5m。按公式:Ra=dqsia Li+pi qpia Api+qpa Ap分別計算:摩阻力: =d3*25+0.5*20+(1.5*3)+2*20+1*50 =4
50、99.5kN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(fù)合載體夯擴(kuò)樁根據(jù)場地巖土工程地質(zhì)條件,可采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁對地基進(jìn)行加固處理,初步設(shè)計如下;91 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁持力層的選擇場地內(nèi)第層卵石層,埋深較淺(地面下4-5m左右),強(qiáng)度高,厚度大,分布穩(wěn)定,是良好的樁端持力層,可做為復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的樁端持力層。92 樁基參數(shù)的確定各土層的樁側(cè)阻力特征值qsia,可依據(jù)地區(qū)經(jīng)驗按下表采用
51、: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(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計規(guī)程JGJ/T135-2001中的4.2.2條規(guī)定確定:qpa(fa)=fak+dm(d-1.5)式中:qpa(fa)復(fù)合載體下地基土經(jīng)深度修正后的地基持力層承載力特征值,按現(xiàn)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(shù)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;m基底以上土的加權(quán)平均重度m=17.5kN/m3;d基礎(chǔ)埋深,即復(fù)合載體夯擴(kuò)樁底深度取4.5m;計算:qpa=300+4.417.5(4.
52、5-1.5)=530.0kPa9.3 單樁豎向承載力的確定初步設(shè)計時,單樁豎向承載力特征值可按JGJ/T135-2001規(guī)范4.2.2式確定:Ra=dqsiaLi+qpaAe式中:Ra單樁豎向承載力特征值(kN);d樁身直徑,取0.4m;qsia樁側(cè)阻力特征值;Li樁身穿越第i層土的厚度;qpa復(fù)合載體地基土經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值, qpa=530.0kPa;Ae等效樁端計算面積,按JGJ/T135-2001規(guī)范按表4.2.2取值。Ae=1.5m2(卵石層的三擊貫入度按10cm考慮);以3#孔處地層分布情況為例,樁身直徑d取0.4,樁端入土深度取5.0米,考慮樁長較小,故不計樁側(cè)阻力,
53、計算結(jié)果如下:Ra= qpaAe=530.01.5=795.0kN采用兩樁承臺可滿足上部荷載(1200kN)的要求,依據(jù)JGJ/T135-2001規(guī)范第3.0.3條要求及樁端持力層性質(zhì),樁間距不應(yīng)小于1.6m。9.4 單樁完整性及承載力檢測、可采用低應(yīng)變動側(cè)法對工程樁進(jìn)行樁身質(zhì)量的檢驗。抽檢樁數(shù)應(yīng)為總樁數(shù)的10-20%,并不少于10根。、單樁豎向承載力的特征值,最終應(yīng)由單樁靜載荷試驗確定,每個單體工程不應(yīng)少于3根。、在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求的前提下,從成樁到開始檢驗的間歇時間:對于砂及碎石土不應(yīng)少于10天。10、建筑場地土層剪切波速及場地類別的確定方法剪切波速的測量要求按GB50011-2
54、001規(guī)范4.1.3條中的1、2執(zhí)行。在地質(zhì)報告中,對丁類建筑(分類標(biāo)準(zhǔn)見3.1.3條規(guī)定)及層數(shù)不超過10層,且高度不超過30m的丙類建筑(或初步設(shè)計階段的甲、乙、丙類的構(gòu)筑物),估計土層剪切波速的方法有以下3種:(1)、按GB50011-2001規(guī)范根據(jù)巖土名稱和性狀,按表4.1.3劃分土的類型,再利用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗在表4.1.3的剪切波速范圍內(nèi)估計各土層的剪切波速,具體方法是:按表4.1.3對中硬、中軟和軟弱土,分別取相應(yīng)場地土平均剪切波速范圍的中間值,如370、200和100m/s,并根據(jù)實際情況??紤]土的軟硬而適當(dāng)增減,由此估計出各土層的剪切波速值。(二)、按工程地質(zhì)手冊第三版中表6.6.
55、4中公式估算: VSi=aHib式中:VSI第i層土的剪切波速m/s Hi第i層土中點處的深度m a 、b分別為土層剪切波速的計算系數(shù)和指數(shù)(三)、根據(jù)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗,按巖土工程試驗監(jiān)測手冊中公式: vs=91.347N0.3471估算。式中:N標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗實測錘擊數(shù)。剪切波速確定之后,應(yīng)按規(guī)范4.1.5條,求土層的等效剪切波速,按下式: VSe=d0/t t= (di/vsi)式中:VS 土層等效剪切波速(m/s)d0 計算深度(m)取復(fù)蓋層厚度和20m二者的較小值,(注計算深度由89規(guī)范的15m修正為20m)t 剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間土層剪切波速計算系數(shù)a和計算指數(shù)b 土名
56、和狀態(tài)計算系數(shù)和指數(shù)土 的 名 稱粘性土粉細(xì)砂中粗砂礫卵碎石固結(jié)較差的流塑、軟塑粘性土,松散、稍密的砂土a7086(90)78(80)b0.3130.2430.28軟塑、可塑粘性土,中密、稍密的砂、礫、卵、碎石a104125125175b0.3130.2430.280.234硬塑、堅硬的粘性土,密實的砂、礫、卵、碎石a154(130)183(150)204(150)279(200)b0.3130.2430.280.234再膠結(jié)的砂、礫、卵、碎石,風(fēng)化巖石Vs=300-500m/s末風(fēng)化巖石Vs500m/sdi計算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度(m)vsi計算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速(m/s)n計
57、算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)由計算的等效剪切波速,按表4.1.5和4.1.6就可確定場地土的類型(GB50011-2001規(guī)范未做規(guī)定,地質(zhì)報告中可不評定場地土的類型)。根據(jù)場地土層的復(fù)蓋層厚度,(復(fù)蓋層厚度按4.1.4條的要求確定)就可確定場地類別了。舉例:某一場地鉆孔深25.0m,地層巖性及狀態(tài)、土層厚度di、承載力特征值、估計的各土層剪切波速VSi及土的類型,如下表所示:地層序號及深度地層巖性及狀態(tài)土層厚度di(m)承載力特征值fak ( kPa)土的類型估計的土層剪切波速 vsi(m/s) 0-2m雜填土,松散無結(jié)構(gòu)性2.0m80軟弱土100 2-7m粉質(zhì)粘土,可塑5.0m140中軟土19
58、0 7-15m粉質(zhì)粘土,可塑-硬塑8.0m160中軟土200 15-22m中砂,中密、稍濕7.0m220中硬土370 22-25m卵石,稍密中密3.0m300中硬土380由估算的各土層剪切波速值vsi根椐規(guī)范4.1.5條,求土層的等效剪切波速vse:vse=d0/t t= 式中: d0計算深度(m),取復(fù)蓋層厚度和20m二者的較小值,(本例中在25m深度范圍內(nèi)各土層的剪切波速vsi均小于500m/s,故復(fù)蓋層厚度大于20m,計算深度取20m)t剪切波速在地面止計算深度之間的傳播時間,本例的具體計算為: t= =(2/100+5/190+8/200+5/370)=0.0998則等效剪切波速vse
59、=d0/t=20/0.0998=200.34m/s由等效剪切波速vse=200.34m/s按表4.1.6求出本場地類別為類。11、樁的負(fù)摩阻力的計算方法及應(yīng)用 根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94第5.2.14條、5.2.15條、5.2.16條規(guī)定,對松散填土、自重濕陷性黃土等(主要結(jié)合三門峽自重濕陷性黃土場地)在地質(zhì)報告中要具體計算樁側(cè)負(fù)摩阻力及其引起的下拉荷載。a、 單樁負(fù)摩阻力特征值按下列公式計算:qsin=nqsin第i層土樁側(cè)負(fù)摩阻力特征值n樁周土負(fù)摩阻力系數(shù),按規(guī)范5.2.16-1表中查得:(見表一) 負(fù)摩阻力系數(shù)n (表一)土類n飽和軟土0.15-0.25粘性土、粉土0.25-0
60、.4砂土0.35-0.5自重濕陷性黃土0.2-0.35樁周第i層土平均豎向有效應(yīng)力,按下式計算:=iZi式中:i為第i層土層的重度; Zi自地面算起的第i層土的中點深度;注:中點深度Z=(第i層土厚度H2)+上伏土層的土重:Hiib、中性點深度Ln的確定方法中性點深度Ln應(yīng)根據(jù)樁端持力層性質(zhì)按表二確定: 中性點深度Ln 表二持力層性質(zhì)粘性土、粉土中密以上砂礫石、卵石基巖中性點深度比Ln/L00.5-0.60.7-0.80.91.0表中的L0為樁周沉降變形土層下限深度,如果是自重濕陷性場地,其下限深度應(yīng)放在非濕陷性土層之上。一般將自重濕陷性土層均視為樁周沉降變形土層,且樁穿越自重濕陷性黃土層時L
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