換土墊層法地基處理工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書（詳細(xì)）

1、郵電與信息工程學(xué)院巖土工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書課題名稱： 換土墊層法設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)號(hào)： 0944510108 專業(yè)班級(jí)： 09建筑工程技術(shù)01班 學(xué)生姓名： 李 宜 學(xué)生成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 張曉敏 換土墊層法地基處理工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、地基處理方案 論證由于建筑地基大 部分在暗濱區(qū)域,因此必須進(jìn)行處理.若打鋼筋混凝土短樁,費(fèi)用比較昂貴;若采用水泥混凝土攪拌樁,由于暗濱土中有機(jī)物含量較高,因此處理效果可能不好;若采用基礎(chǔ)梁跨越低,則因暗濱寬度 太大 而不可能,故采用砂墊層處理,置換暗濱填土,則既可滿足建筑物對(duì)地基水載力的 要求,又可達(dá)到改善排水途徑及控制下臥層壓力的 目的 .因此,對(duì)各種地基處理方案

2、進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,決定采用砂墊層處理方案 .二、計(jì)算墊層厚度 對(duì)于砂墊層厚度 的 確定,可先假設(shè)一個(gè)墊層的 厚度 ,然后再根據(jù)下臥層地基承載力,按公式進(jìn)行驗(yàn)算,若不符合要求,則改變厚度 ,重新再驗(yàn)算,直到滿足要求為止.由于暗濱深度 為2.8米,基礎(chǔ)埋深d=1.3米,因此砂墊層厚度 假設(shè)為1.5米,其干密度 要求大 于1.6t/米21計(jì)算基礎(chǔ)底面平均壓力Pk:基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)以上的 土重Gk=GAd-wAhw =201.31.39.81.3(1.30.5)=27.3kN 故荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),基礎(chǔ)底面平均壓力Pk=(Fk+Gk)/A=(145+27.3)1.3=132.6kPa2計(jì)算基礎(chǔ)底面處土的

3、 自重壓力Pc:Pc=ihi=18.50.8+(18.59.8)0.5=19.2kPa3計(jì)算墊層底面處土的 自重壓力Pcz: Pcz=ihi=(18.69.8)2.0+18.50.8 =32.2kPa4計(jì)算墊層底面處的 附加壓力Pz:由砂石墊層厚度 z=1.5米,基礎(chǔ)寬b=1.3米,得z/b=1.5/1.3=1.150.5取壓力擴(kuò)散角=30,則墊層底面處的 附加應(yīng)力Pz=b(PKPC)/(b+2ztan)=1.3(132.619.2)/(1.3+21.5tan30)=40.87kPa5計(jì)算下臥層地基承載力設(shè)計(jì)值由表1可得砂墊層底面處淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的 地基承載力特征值Fak=68kPa,再經(jīng)深度

4、 修正后可得下臥層地基承載力設(shè)計(jì)值為：faz=fak+b(b3)+ d米(d+z0.5)=68+0+1(18.59.8)2+18.50.8(2.80.5)/2.8=94.5kPa6下臥層承載力驗(yàn)算墊層的 厚度 應(yīng)滿足作用在墊層底面處土的 自重壓力與附加壓力之和不大 于下臥層地基承載力的 要求,即：Pz+ Pcz=48.7+32.2=80.9faz=94.5kPa,滿足設(shè)計(jì)要求故砂石墊層厚度 取1.5米四、確定墊層寬度 墊層的 寬度 除要滿足應(yīng)力擴(kuò)散的 要求外,還應(yīng)防止墊層向兩邊擠動(dòng).如果墊層寬度 不足,四周側(cè)面土質(zhì)又較軟弱時(shí),墊層就有可能部分?jǐn)D入側(cè)面軟弱土中,使基礎(chǔ)沉降增大 .寬度 計(jì)算通常可

5、按擴(kuò)散角法.b=b+2ztan=1.3+21.5tan30=3.0米,按1:1.5邊坡開挖五、沉降計(jì)算換土墊層后建筑物的 地基沉降由墊層自身的 變形量s1和下臥層的 變形量s2兩部分組成,其中： 式中 h砂墊層厚度 (米).對(duì)條形基礎(chǔ),壓力擴(kuò)散系數(shù)可按下式計(jì)算： =1.3/(1.3+21.5tan30)=0.429(1)對(duì)砂墊層壓縮模量Es可取20米Pa,則砂墊層自身的 變形S1為：=(132.6+0.429132.6)1.3103/(220103)=6.16米米(2)下臥層土的 變形量s2可按分層總合法分層總和法規(guī)范修正公式計(jì)算, S2= 墊層底面處的 附加壓力P0=Pz=48.7,因而,可

6、計(jì)算：Z=02米(第二層土)：=Z=27.7米(第三層土)：=47.8米米確定Zn：由表2知,Z=13米深度 范圍內(nèi)的 計(jì)算變形量=99米米,相應(yīng)于Z=12.413米的 土層的 計(jì)算量2.199=0.00210.025,滿足要求,故可確定地基變形量的 計(jì)算深度 Zn=13米.確定：由公式確定Zn的 深度 范圍內(nèi)的 壓縮模量的 當(dāng)量值： = =2.5米pa 表1： 下臥層土的 變形量S2的 計(jì)算結(jié)果(一)土層號(hào)自墊層往下的 深度 2L/b2Z/bESii=4i22.0101.33.870.874637.7105.12.130.5336410.0106.71.930.4560412.0108.01

7、.930.4080412.4108.31.930.3894413.0108.71.930.3864表3： 下臥層土的 變形量S2的 計(jì)算結(jié)果(二)土層號(hào)21.749212.5841.749222.022.034.108722.8642.359553.975.944.556025.2330.447311.387.244.896025.2330.34008.695.844.940225.2330.04421.196.945.023225.2330.08302.199.0查表6-4(土力學(xué)教材)P00.75fak 的 ,因而地基的 沉降量S2： 99=108.9米米所以綜上地基的 最終沉降量： S=

8、六、施工設(shè)計(jì)1墊層材料 墊層材料為砂石墊層,應(yīng)選用級(jí)配良好,質(zhì)地堅(jiān)硬的 中砂材料,材料中不得含有植物質(zhì)殘?bào)w、垃圾等雜物質(zhì),且含泥量不超過5(排水砂石墊層不應(yīng)超過3),該墊層的 總厚度 為1.5米2施工機(jī)具墊層施工應(yīng)根據(jù)不同的 換填材料選擇合適的 機(jī)具,此工程中為砂石墊層,宜采用平板振動(dòng)器、蛙式夯、平碾或插入式振動(dòng)器3含水量要求為獲得最佳夯實(shí)效果,宜采用墊層材料的 最優(yōu)含水量,作為施工的 控制含水量.對(duì)于砂石墊層,當(dāng)使用平板振動(dòng)器時(shí),含水量可取1520;當(dāng)使用平碾或挖夯時(shí),含水量可取8%12%;當(dāng)使用插入式振動(dòng)器時(shí),砂石材料則宜為飽和.4分層厚度 砂石墊層的 分層鋪填厚度 以及每層壓實(shí)的 遍數(shù)宜

9、根據(jù)墊層材料、施工機(jī)械設(shè)備及設(shè)計(jì)要求等通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定.一般情況下墊層的 分層厚度 可取200300米米,在不具備試驗(yàn)條件的 場(chǎng)合可按下表選用：施工設(shè)備每層鋪填的 厚度 (米米)每層壓實(shí)遍數(shù)平碾(812t)20030068蛙式行(516t)200250816平板振動(dòng)器150250插入式振動(dòng)器1502505.墊層施工基坑開挖時(shí)應(yīng)避免坑底上層受擾動(dòng),可保留約200米米 厚的 土層暫不挖去,侍鋪填墊層前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高.嚴(yán)禁擾動(dòng)墊層下的 軟弱土層,防止其被踐踏.受凍或受水浸泡.在碎石或卵石墊層底部宜設(shè)置150300米米 厚的 砂墊層或鋪一層土工織物,以防止軟弱土層表面的 局部破壞,同時(shí)必須防止基坑邊坡

10、坍土混入墊層.換填墊層施工應(yīng)注意基坑排水,除采用水撼法施工砂墊層外,不得在浸水條件下施工,必要時(shí)應(yīng)采用降低地下水位的 措施.墊層竣工驗(yàn)收合格后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)施工與基坑回填七、質(zhì)量控制與檢驗(yàn)砂墊層的 質(zhì)量必須分層控制及檢驗(yàn),并且以滿足設(shè)計(jì)要求的 最小 密度 控制為標(biāo)準(zhǔn).質(zhì)量的 檢驗(yàn)方法主要有環(huán)刀法和貫入測(cè)定法;另外對(duì)于墊層的 填筑工程竣工質(zhì)量驗(yàn)收還可用：動(dòng)測(cè)法、靜立觸探法和標(biāo)準(zhǔn)貫入法等其中的 一種方法檢驗(yàn).墊層底面應(yīng)鋪設(shè)在同一標(biāo)高上,各分層搭接的 位置應(yīng)錯(cuò)開0.51.0米,施工時(shí)應(yīng)按先深后淺的 順序進(jìn)行.墊層施工前應(yīng)驗(yàn)槽,浮土應(yīng)清除,邊坡必須穩(wěn)定,如發(fā)現(xiàn)孔、洞、溝、穴或軟弱土層,應(yīng)挖除后填實(shí).

11、在本工程中的 砂墊層中,對(duì)于中砂,要求最小 干密度 ;對(duì)于粗砂,要求最小 干密度 ;檢查施工過程中的 各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)和施工記錄,不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)補(bǔ)夯或采取其他有效措施.采用環(huán)刀法檢驗(yàn)墊層的 施丁質(zhì)量時(shí),取樣點(diǎn)應(yīng)位于每層厚度 的 2/3 深度 處.檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量,對(duì)大 基坑每50100米2 不應(yīng)少于1 個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn);對(duì)基槽每1020米 不應(yīng)少于1 個(gè)點(diǎn);每個(gè)獨(dú)立柱基不應(yīng)少于1 個(gè)點(diǎn).采用貫入儀或動(dòng)力觸探檢驗(yàn)墊層的 施工質(zhì)量時(shí), 每分層檢驗(yàn)點(diǎn)的 間距應(yīng)小 于4米.墊層的 施工質(zhì)量檢驗(yàn)必須分層進(jìn)行.應(yīng)在每層的 壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后鋪填上層土.竣工驗(yàn)收承載力檢驗(yàn)的 數(shù)量,應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地復(fù)雜程度 和建筑物的 重要

12、性確定,對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的 一般建筑物,每個(gè)建筑地基的 載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3 點(diǎn); 對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)地或重要建筑地基應(yīng)增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù).強(qiáng)夯置換地基載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)和置換墩著底情況檢驗(yàn)數(shù)量均不應(yīng)少于墩點(diǎn)數(shù)的 l%,且不應(yīng)少于3 點(diǎn).八、主要參考文獻(xiàn)1鄭俊杰地基處理技術(shù)武漢：華中科技大 學(xué)出版社,2004;2葉書麟,葉觀寶地基處理北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003;3袁聚云等土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南(巖土工程分冊(cè))北京：中國(guó)水利水電出版社,1999;4地基處理編寫委員會(huì)地基處理手冊(cè)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000;5中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ792002)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000;6