地基处理设计

湘潭大学兴湘学院2011年上学期2008级《地基处理》课程考查提报告班级：土木工程三班组员名单：刘鹏童鹏程朱健平曹琪琦陈先球任课教师：陈铖时间：2011年5月7日某4层砖混结构房屋，条形毛石基础，基础埋深2m，条形基础底面宽度1.8m，基地压力为150kpa，基底以上基础回填土的重度为19.0kN/m³,该场地0~8m深为软粘土，重度为18kN/m³；地基承载力特征值为110kPa。试选择地基加固方案，并进行相应的设计计算，施工组织及质量检验。1.地基承载力验算因为此地基条件下：kG3G=rdA=19.0kN/m*2*1.8*1.068.4mmmkN68.4150150.038.01.8*1.0188.0110kkkaFGkNpkpakpakpaAAmmkpafkpaaf——地基承载力特征值kFGrkG——基地压力——基底以上基础及回填土的平均重度——基底以上基础及回填土重kp——基础底面处的平均压力值A——基础底面积d____基础埋深所以此地基的承载力不满足要求，必须进行地基加固处理。2.选择地基加固方案因为此场地0～8m深为软粘土，所以适应场地的加固方法有多种，如强夯置换法、排水固结法、水泥土搅拌法等方法，但从地基条件、环境影响、施工条件等方面考虑，强夯置换法有着施工简单、使用经济、环境污染少等其优点，这是它方法所不能具备的。所以用强夯置换法加固此地基。3.设计计算（1）强夯置换墩材采用级配良好的碎石，且其料径大于300mm的颗料含量不超过全量的百分之三十；置换墩体深度穿透软黏土。(2）.墩顶铺一层厚度为1000mm的压实垫层，垫层材料与墩体相同，粒径不大于100mm。（3）.确定软黏土强夯置换处理后的地基承载力特征值时，只考虑墩体，不考虑墩间土的作用，其承载力通过现场单墩载荷试验确定(但桩体承载力特征值必须大于或等于188kpa/0.4=470kpa)；＞=188.0kpa—基础底面处的平均压力值--置换桩复合地基承载力特征值（kpa）;spkpkf=mf=0.35*600kpa=210kpakpspkf--桩体承载力特征值（kpa），通过单桩载荷试验确定，这里取600kpa＞470kpa;m—面积置换率，一般采用025～0.4，这里取0.35；满足承载能力要求。（4）.强夯置换地基的变形计算，根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007）的有关规定。复合土层的压缩模量可按下式计算：pkf=[1+0.35*(3－1)]*9.0Mpa=15.3Mpa式中：—复合土层压缩模量（MPa）；—桩间土压缩模量（MPa），宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基压缩模量,这里取9.0Mpa；m—面积置换率,一般采用025～0.4，这里取0.35；n—桩土应力比，在无实测资料时，对粘性土可取2～4，这里取3.0。E[1(1)]spsmnEEspsE4.施工组织第一步.施工前必要取得场地相关资料，如：强夯地基处理设计文件及图纸会审记录等。第二步.施工机械采用履带式起重机，夯锤采用直径为1.5m的圆形带有气孔的锤，且夯锤的锤底接地静压力取150Kpa.强夯置换法的单击能应通过试验确定。第三步.进行强夯试验，强夯试验面积取20m*20m，测试的内容主要有：a.最佳夯击能、夯距、夯击次序、夯击遍数及间歇时间；b.强夯有效影响深度及地下水与强夯的关系；c.地层竖向压应力及侧向挤压应力；d.填料的最佳级配、土层压缩、地面沉降及隆起；e.待强夯结束一至数周后对试夯场地进行检测，并与夯前测试的数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数，如夯前夯后各进行大压板静载试压等；第四步.清理并平整施工场地，当表层土松软时，铺设一层厚度为1.0m的砂石类施工垫层；第五步.标出第一遍夯点位置，用白灰洒出夯位轮廓线，并测量场地高程；并墩位布置沿房屋纵横墙下的条形基础采用点线插档法布置，墩位的间距取0.6倍夯锤的直径（即1.6*1.5m=2.4m）；地基处理范围是每边超出条形基础的外缘的宽度为0.6m，即处理宽度为3.0m，如点线插档法布置下图：第六步.夯机就位，起吊吊钩至设计落距高度，将吊钩牵引钢丝绳固定，锁定落距；将夯锤平稳提起置于夯点位置，测量夯前锤顶高程；第七步.夯击并逐击记录坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击；当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；第八步.按由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；如下图：第九步.用方格网测量场地高程，计算本遍场地抬升量。当抬升量超过场地设计标高时，应用推土机将超高的部分推除；第十步.在规定的间隔时间后，按上述步骤完成下遍夯点的夯击。第十一步.施工质量检测如下介绍：施工过程中的要求：1）.整个施工过程中安排专人负责下列监测工作：a.开夯前应检查夯锤质量各落距，以确保单击夯击能量符合要求；b.在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正，并及时检查置换深度；2）.夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，并应同时满足下列条件：a.墩体穿透软弱土层，且达到设计墩长；b.累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍;c.最后两击夯沉量平均值不宜大于下列数值：当单击夯击能小于4000kN.m时为50mm；当单击夯击能为4000kN.m～6000kN.m时为100mm；当单击夯击能大于6000kN.m时为200mm。5.质量检验（1）.强夯地基竣工验收质量检测项目，包括主控项目和一般项目，并符合表5.1的规定。表5.1强夯地基竣工验收质量检验标准项序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1地基强度设计要求按规定方法2地基承载力设计要求按规定方法一般项目3夯锤落距mm±300钢索设标志4锤重kg±100称重5夯击遍数及顺序设计要求计数法6夯点间距mm±500钢尺量7夯击范围（超出基础范围距离）设计要求钢尺量8前后两遍间歇时间设计要求9弹性模量设计要求钢尺量10加固深度设计要求钢尺量（2）.地基处理后的地基竣工验收承载力检验，应在施工结束后间隔时间取28d；强夯置换地基载试验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的1％，且不应少于3点；（3）.强夯置换后的地基竣工验收时，承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用重型动力触探或超重型动力触探等有效手段查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化（4）.夯前夯后大面积静载试验对比：（以下表中数据仅供参考）静载的荷载板3m*3m,用钢锭加载，夯前原状的静载荷试验数据见表5.2。夯后静载试验数据见表5.3。夯前3m*3m静载荷试验数据见表5.2级数加压总荷载（kN）单位面积荷载（Kpa）累计沉降（mm）级数加压总荷载（kN）单位面积荷载（Kpa）累计沉降（mm）110011.11.6570077.8120.1230033.318.6680088.9164.1350055.061.871000111.1220.5460066.791.1由表5-2可见，加载至第7级，总荷载为1000kN时，地基土已呈破坏状态，此时单位面积荷载为111.1kpa,仅及将来使用荷载的3/5，其累计沉降量已达220.5mm,显然天然地基不能满足使用要求，遂终止试验。夯后静载试验数据见表5.3级数加压总荷载（kN）单位面积荷载（Kpa）累计沉降（mm）级数加压总荷载（kN）单位面积荷载（Kpa）累计沉降（mm）1510605.204135015015.112810906.715162018022.573108012010.256189021025.53由表5-3可见，加载至第6级，单位面积荷载为210kpa,相应于将来的使用荷载，其累计沉降量只有25.53mm,而夯前在111.1kpa压力下沉降量已达220.5mm，预计夯后的沉降量只及夯前的12%一下。