課程設(shè)計計算書換土墊層法

1、郵電與信息工程學(xué)院巖土工程課程設(shè)計計算書課題名稱： 換土墊層法設(shè)計 學(xué)生學(xué)號： 0944510108 專業(yè)班級： 09建筑工程技術(shù)01班 學(xué)生姓名： 李 宜 學(xué)生成績： 指導(dǎo)教師： 張曉敏 課題工作時間：2011年12月19日至2011年12月28日武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院巖土工程課程設(shè)計計算書一、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地基水載力的要求，又可達(dá)到

2、改善排水途徑及控制下臥層壓力的目的。因此，對各種地基處理方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，決定采用砂墊層處理方案。二、計算墊層厚度對于砂墊層厚度的確定，可先假設(shè)一個墊層的厚度，然后再根據(jù)下臥層地基承載力，按公式進(jìn)行驗算，若不符合要求，則改變厚度，重新再驗算，直到滿足要求為止。由于暗濱深度為2.8m，基礎(chǔ)埋深d=1.3m，因此砂墊層厚度假設(shè)為1.5m,其干密度要求大于1.6t/m21計算基礎(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 =20×1.3×1.39.8×1.3×（1.30.5）=27.3kN 故荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面平均壓力Pk=

3、(Fk+Gk)/A=(145+27.3)÷1.3=132.6kPa2計算基礎(chǔ)底面處土的自重壓力Pc:Pc=ihi=18.5×0.8+（18.59.8）×0.5=19.2kPa3計算墊層底面處土的自重壓力Pcz: Pcz=ihi=(18.69.8)×2.0+18.5×0.8 =32.2kPa4計算墊層底面處的附加壓力Pz:由砂石墊層厚度z=1.5m，基礎(chǔ)寬b=1.3m，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）/(

4、1.3+2×1.5×tan30°)=40.87kPa5計算下臥層地基承載力設(shè)計值由表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)深度修正后可得下臥層地基承載力設(shè)計值為：faz=fak+b(b3)+ dm(d+z0.5)=68+0+1×（18.59.8）×2+18.5×0.8×（2.80.5）/2.8=94.5kPa6下臥層承載力驗算墊層的厚度應(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)

5、計要求故砂石墊層厚度取1.5m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。如果墊層寬度不足，四周側(cè)面土質(zhì)又較軟弱時，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。寬度計算通?？砂磾U(kuò)散角法。b=b+2ztan=1.3+2×1.5×tan30°=3.0m,按1:1.5邊坡開挖五、沉降計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(m)。對條形基礎(chǔ)，壓力擴(kuò)散系數(shù)可按下式計算： =1.3/（1.3+2×1.5×tan30°）=0.429(1)對

6、砂墊層壓縮模量Es可取20MPa，則砂墊層自身的變形S1為：=(132.6+0.429×132.6)×1.3×103/(2×20×103)=6.16mm（2）下臥層土的變形量s2可按分層總合法分層總和法規(guī)范修正公式計算, S2= 墊層底面處的附加壓力P0=Pz=48.7，因而，可計算：Z=02m（第二層土）：=Z=27.7m（第三層土）：=47.8mm確定Zn：由表2知，Z=13m深度范圍內(nèi)的計算變形量=99mm，相應(yīng)于Z=12.413m的土層的計算量2.199=0.00210.025，滿足要求，故可確定地基變形量的計算深度Zn=13m。確定：

7、由公式確定Zn的深度范圍內(nèi)的壓縮模量的當(dāng)量值： = =2.5Mpa 表1： 下臥層土的變形量S2的計算結(jié)果（一）土層號自墊層往下的深度2L/b2Z/bESii=4i22.0101.33.870.874637.7105.12.130.5336410.0106.71.930.4560412.0108.01.930.4080412.4108.31.930.3894413.0108.71.930.3864表3： 下臥層土的變形量S2的計算結(jié)果（二）土層號21.749212.5841.749222.022.034.108722.8642.359553.975.944.556025.2330.447311

8、.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=108.9mm所以綜上地基的最終沉降量： S=六、施工設(shè)計1墊層材料 墊層材料為砂石墊層，應(yīng)選用級配良好，質(zhì)地堅硬的中砂材料，材料中不得含有植物質(zhì)殘體、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1.5m2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，宜采用平板振動器、蛙式夯、平碾或插入式振動器3

9、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。對于砂石墊層，當(dāng)使用平板振動器時，含水量可取1520；當(dāng)使用平碾或挖夯時，含水量可取8%12%；當(dāng)使用插入式振動器時，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)宜根據(jù)墊層材料、施工機(jī)械設(shè)備及設(shè)計要求等通過現(xiàn)場試驗確定。一般情況下墊層的分層厚度可取200300mm，在不具備試驗條件的場合可按下表選用：施工設(shè)備每層鋪填的厚度（mm）每層壓實(shí)遍數(shù)平碾（812t）20030068蛙式行（516t）200250816平板振動器150250插入式振動器1502505.墊層施工基坑開挖時應(yīng)避免坑底上層

10、受擾動，可保留約200mm 厚的土層暫不挖去，侍鋪填墊層前再挖至設(shè)計標(biāo)高。嚴(yán)禁擾動墊層下的軟弱土層，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150300mm 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，同時必須防止基坑邊坡坍土混入墊層。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，必要時應(yīng)采用降低地下水位的措施。墊層竣工驗收合格后，應(yīng)及時進(jìn)行基礎(chǔ)施工與基坑回填七、質(zhì)量控制與檢驗砂墊層的質(zhì)量必須分層控制及檢驗，并且以滿足設(shè)計要求的最小密度控制為標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量的檢驗方法主要有環(huán)刀法和貫入測定法；另外對于墊層的填筑工程竣工質(zhì)量驗收還可用：動測法

11、、靜立觸探法和標(biāo)準(zhǔn)貫入法等其中的一種方法檢驗。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)錯開0.51.0m,施工時應(yīng)按先深后淺的順序進(jìn)行。墊層施工前應(yīng)驗槽，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)。在本工程中的砂墊層中，對于中砂，要求最小干密度 ;對于粗砂，要求最小干密度 ；檢查施工過程中的各項測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設(shè)計要求時應(yīng)補(bǔ)夯或采取其他有效措施。采用環(huán)刀法檢驗墊層的施丁質(zhì)量時，取樣點(diǎn)應(yīng)位于每層厚度的2/3 深度處。檢驗點(diǎn)數(shù)量，對大基坑每50100m2 不應(yīng)少于1 個檢驗點(diǎn)；對基槽每1020m 不應(yīng)少于1 個點(diǎn)；每個獨(dú)立柱基不應(yīng)少于1 個點(diǎn)。采用貫入儀

12、或動力觸探檢驗墊層的施工質(zhì)量時， 每分層檢驗點(diǎn)的間距應(yīng)小于4m。墊層的施工質(zhì)量檢驗必須分層進(jìn)行。應(yīng)在每層的壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計要求后鋪填上層土?？⒐を炇粘休d力檢驗的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)場地復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定，對于簡單場地上的一般建筑物，每個建筑地基的載荷試驗檢驗點(diǎn)不應(yīng)少于3 點(diǎn)； 對于復(fù)雜場地或重要建筑地基應(yīng)增加檢驗點(diǎn)數(shù)。強(qiáng)夯置換地基載荷試驗檢驗和置換墩著底情況檢驗數(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)計指南（巖土工程分冊）北京：中國水利水電出版社，1999；4地基處理編寫委員會地基處理手冊北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000；5中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ792002）北京：中國建筑工業(yè)出版社