地基處理課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、地基處理課程設(shè)計(jì)計(jì)算書武漢濱江住宅區(qū)2#住宅樓地基處理工程設(shè)計(jì)（編號(hào)B3D3F3）目錄一、設(shè)計(jì)說(shuō)明1、設(shè)計(jì)目的2、設(shè)計(jì)依據(jù)3、設(shè)計(jì)要求4、設(shè)計(jì)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(fù)合地基設(shè)計(jì)1、樁長(zhǎng)及樁徑的選擇2、布置方式的設(shè)計(jì)3、承載力計(jì)算4、沉降計(jì)算5、施工設(shè)計(jì)五、設(shè)計(jì)總結(jié)1、施工圖2、質(zhì)量控制與檢驗(yàn)一、設(shè)計(jì)說(shuō)明1、設(shè)計(jì)目的（1）提高地基承載力結(jié)構(gòu)的荷載最總都將傳到地基上，結(jié)構(gòu)建筑物的強(qiáng)度很大，而基礎(chǔ)能夠承受的強(qiáng)度卻很小，壓縮性很大。通過(guò)適當(dāng)?shù)拇胧?，改善和提高土的承載能力。（2）改善剪切特性 地基的剪切破壞以及在土壓力

2、作用下的穩(wěn)定性，取決于地基土的抗剪強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)（塑性流動(dòng)）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(yùn)動(dòng)會(huì)引起地基出現(xiàn)一些問(wèn)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(dòng)力特性 地震時(shí)飽和松散粉細(xì)砂（包括一部分輕亞粘土）將會(huì)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(dòng)特性以提高地基的抗震特性 （6）改善特殊土的不良地基特性 主要是指消除或減少

3、黃土的濕陷性和膨脹性等特殊土的不良地基特性2、設(shè)計(jì)依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002）地基處理手冊(cè)（第三版）“中國(guó)建筑工業(yè)出版社 龔曉楠2008工程使用地基處理手冊(cè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2005.7建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ7-89）地基處理技術(shù)華中科技大學(xué)出版社 鄭俊杰2004地基處理中國(guó)建筑工業(yè)出版社 葉書麟 2003基礎(chǔ)工程北京高等教育出版社 趙明華20033、設(shè)計(jì)要求根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）和建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002），對(duì)比分析可選擇的地基處理方案，結(jié)合工程的要求和天然地基存在的主

4、要問(wèn)題，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的類型、荷載的性質(zhì)，并認(rèn)為主要考慮復(fù)合地基處理方法與均質(zhì)人工地基處理方法同時(shí)要求：（1）對(duì)所選用的地基處理的方案進(jìn)行比選后的可行性論證，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)、施工周期等各項(xiàng)條件進(jìn)行的必要分析；（2）繪制平面布置圖、剖面圖；（3）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份，內(nèi)容包含完整的計(jì)算說(shuō)明書，內(nèi)容參照設(shè)計(jì)要求，詳細(xì)敘述每一步設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)；書寫清楚，字體端正，列入主要過(guò)程的計(jì)算步驟，計(jì)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(shè)計(jì)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，因而設(shè)計(jì)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

5、況下，力爭(zhēng)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(jié)構(gòu)住宅樓，該住宅樓已經(jīng)考慮抗震構(gòu)造要求，設(shè)計(jì)了構(gòu)造柱和圈梁，總建筑面積3200平方米?；A(chǔ)型式采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬度B和基礎(chǔ)埋深D及設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)下地基承載力fspk見(jiàn)表1要求。表1：基礎(chǔ)寬度B/m基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)住宅樓，該住宅樓已經(jīng)考慮抗震構(gòu)造要求，設(shè)計(jì)了構(gòu)造柱和圈梁，總建筑面積3200平方米。該場(chǎng)地地勢(shì)平坦，地貌特征為長(zhǎng)江沖擊一級(jí)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

6、、淤泥質(zhì)黏土、粉砂，各土層物理力學(xué)指標(biāo)如表2所示。表2：各土層物理力學(xué)指標(biāo)：序號(hào)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(jié)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5.524.619.10.82942.719.18.84.2120三、地

7、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(wú)沖刷的軟弱土地基擠密壓實(shí)法表層壓實(shí)夯實(shí)及振動(dòng)密實(shí)法重錘夯實(shí)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(qiáng)夯法深層處理以上土質(zhì)、對(duì)飽和粘性土應(yīng)慎重砂樁擠密法深層處理各類土質(zhì)，對(duì)飽和軟粘土應(yīng)慎重振沖法深層處理各類砂土類及部分粘性土排水固結(jié)法砂井預(yù)壓法深層處理飽和軟粘土堆載預(yù)壓法滲透性稍好的軟粘土真空預(yù)壓法同砂井預(yù)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

8、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(jié)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(jìn)行處理。并對(duì)設(shè)計(jì)工程的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)分類如下：地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基問(wèn)題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體清況：表4：設(shè)計(jì)等級(jí)建筑和地基類型甲級(jí)重要的工業(yè)與民用建筑物 30層以上的高層建筑 體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過(guò)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(kù)、商場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等) 對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物 復(fù)雜地

9、質(zhì)條件下的坡上建筑物(包括高邊坡) 對(duì)原有工程影響較大的新建建筑物 場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物 位于復(fù)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(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求高的基坑工程乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的工業(yè)與民用建筑物 除甲級(jí)、丙級(jí)以外的基坑工程 丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)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(chǎng)地地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、基坑周邊環(huán)境條件簡(jiǎn)單、環(huán)境保護(hù)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(rèn)為本工程屬于以及建筑地基類型。若采用排水法，因工程消耗的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，短期內(nèi)固結(jié)效果不理想，因而

10、不采用。若采用用換土墊層法，則對(duì)此類基礎(chǔ)剛度較大，對(duì)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(chǔ)，則費(fèi)用較昂貴性價(jià)比低。采用CFG樁復(fù)合地基處理可以有效提高地基土的承載力作用，同時(shí)樁身與地基土構(gòu)成復(fù)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(fù)合地基處理方法。四、復(fù)合地基設(shè)計(jì)1、樁長(zhǎng)及樁徑設(shè)計(jì)對(duì)于復(fù)合地基中加固樁體長(zhǎng)度的選擇，應(yīng)該根據(jù)土層分布、工程要求等因素確定，當(dāng)相對(duì)應(yīng)層的埋藏深度不大時(shí)，應(yīng)按相對(duì)應(yīng)層的埋藏深度確定；當(dāng)相對(duì)應(yīng)層的埋藏深度較大時(shí)，應(yīng)按建筑物地基的變形確定；在可液化的地基中，樁長(zhǎng)應(yīng)按

11、要求的抗震處理深度確定。根據(jù)工程使用地基處理手冊(cè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2005.7中附表確定樁長(zhǎng)表:5由上表確定：樁徑：500mm樁長(zhǎng)4.5m2、布置方式設(shè)計(jì)表6：常見(jiàn)的布置方式：基礎(chǔ)形式常用的布樁方式注意事項(xiàng)對(duì)于擠密樁，以等邊三角形優(yōu)于正方形布樁樁位布置應(yīng)對(duì)于基礎(chǔ)中心和縱橫軸線樁位應(yīng)重合于基礎(chǔ)軸線，或與基礎(chǔ)軸線對(duì)稱，且在轉(zhuǎn)角處及構(gòu)造柱部位均宜布樁整片基礎(chǔ)等邊三角形、正方形單獨(dú)基礎(chǔ)等邊、等腰三角形、正方形條形基礎(chǔ)單排、三角形雙排、正方形雙排、當(dāng)邊三角形或正方形三排根據(jù)本工程基礎(chǔ)情況為條形基礎(chǔ)，且基礎(chǔ)寬為1.8m；深為2.1m；所以認(rèn)為可以使用正方形雙排布置，間距取2d=1.0m。施工方法為長(zhǎng)螺旋

12、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(jì)算（1）確定樁土面積置換率表7：樁基本參數(shù)樁長(zhǎng)（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(jì)算：（2）單樁承載力計(jì)算水泥土攪拌樁、旋噴樁等半鋼性樁的承載力計(jì)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(yīng)分別按樁體材料強(qiáng)度和土對(duì)樁的支撐力計(jì)算，并取其中的較小值，即：按樁體材料強(qiáng)度計(jì)算：其中的取值如表8表8：樁身強(qiáng)度這件系數(shù)值資料來(lái)源：工程使用地基處理手冊(cè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表B5-4根據(jù)上表，=0.33 ，同時(shí)由樁徑d=500，我們可以通過(guò)查表得出其

13、他經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表9表9：樁體幾何參數(shù)匯總表資料來(lái)源：工程使用地基處理手冊(cè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表E5-1由d=500得，按土對(duì)樁的承載力計(jì)算：，或 因?yàn)楸竟こ藽FG樁選用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁，所以可以依據(jù)下表查出對(duì)應(yīng)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(lái)源：工程使用地基處理手冊(cè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表F5-1表11：長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注CFG樁資料來(lái)源：工程使用地基處理手冊(cè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2005.7 附表F5-3因?yàn)閝p=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)

14、阻力淤泥質(zhì)粘土端阻力21（KPa）18（KPa）12（KPa）220（KPa）由此可以計(jì)算樁的承載力特征值為：因而（3）復(fù)合地基承載力計(jì)算根據(jù)公式有：當(dāng)使用的是CFG樁復(fù)合地基時(shí)，公式中的取值一般可以根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可以取0.750.95之間，天然地基承載力較大時(shí)，取大值。本工程認(rèn)為可以取=0.85，因此復(fù)合地基承載力為：結(jié)果明顯的看出，（4）復(fù)合地基軟弱下臥層驗(yàn)算從工程地質(zhì)條件可以得到基礎(chǔ)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(fù)合地基的應(yīng)力擴(kuò)散角根據(jù)下表可查得：表13：復(fù)合地基應(yīng)力擴(kuò)散角Z/bEsp/Es備注3510Esp為復(fù)合地基壓縮模量，Es為軟弱

15、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(jì)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(duì)于復(fù)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(fù)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(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)sEs（MPa）2.54.07.015.020.0s1.11.00.70.40.2使用分層總和法進(jìn)行計(jì)算：分層厚度：表15：地基沉降計(jì)算62.15m

16、m備注：17層是經(jīng)過(guò)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(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行修正，其中s可以取1.0，s=ss=62.15mm根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）規(guī)定體型簡(jiǎn)單的建筑基礎(chǔ)的平均沉降量不得大于200mm。本工程沉降驗(yàn)算滿足要求。5、施工設(shè)計(jì)（1）施工工藝的選擇：水泥粉煤灰碎石樁的施工，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)地基土的性質(zhì)、地下水埋深、場(chǎng)地周邊是否有居民、有無(wú)對(duì)振動(dòng)反應(yīng)敏感的設(shè)備等多種因素選用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁。長(zhǎng)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(shí)以上的砂土;長(zhǎng)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

17、及對(duì)噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地;長(zhǎng)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(shí)以上的砂土屬非擠土成樁工藝，該工藝具有穿透能力強(qiáng)，無(wú)振動(dòng)、低噪音、無(wú)泥漿污染等特點(diǎn)，但要求樁長(zhǎng)范圍內(nèi)無(wú)地下水，以保證成孔時(shí)不塌孔。長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝.是國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)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(qiáng)、低噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)泥漿污染、施工效率高及質(zhì)量容易控制等特點(diǎn)。長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁和長(zhǎng)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(duì)周圍居民和環(huán)境的不良影響較小。（2）施工前的準(zhǔn)備工作施工前應(yīng)具備下列資料和條件:1）建筑物場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察報(bào)告。2）CF

18、G樁布樁圖。圖應(yīng)注明樁位編號(hào)以及設(shè)計(jì)說(shuō)明和施工說(shuō)明。3)建筑場(chǎng)地鄰近的高壓電纜、電話線、地下管線、地下構(gòu)筑物及障礙物等調(diào)查資料。4)建筑物場(chǎng)地的水準(zhǔn)控制點(diǎn)和建筑物位置控制坐標(biāo)等資料。5）具備“二通一平”條件。（3）長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓施工工藝施工設(shè)備 長(zhǎng)螺螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝是山長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)組成的完整的施工體系其中長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)是該工藝設(shè)備的核心部分。施工步驟：1）鉆機(jī)就位CFG樁施工時(shí)，鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于l%2)混合料攪拌混合料攪拌要求按配合比進(jìn)行配料，計(jì)量要求準(zhǔn)確，上料順序?yàn)?先裝碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加劑，最