地基基础课程设计指导书2007628.doc

地基处理课程设计指导书基本知识：一、水泥搅拌桩复合地基的工程勘察 对于准备采用水泥搅拌桩工程的场地，除了常规的工程地质勘察外，尚应查明：1. 填土层的结构，特别要查明大块障碍物(石块、树根等)的尺寸和含量；2水泥搅拌桩加固深度范围内土的天然含水量；3. 有机质土层及有机质性质和含量；4. 地下水的侵蚀性。因为许多种普通水泥不适应硫酸盐的结晶性侵蚀，甚至会丧失强度。二、设计参数的选择(一) 水泥1. 水泥强度等级。水泥土强度随水泥强度等级的提高而提高，一般选用42.5号普通矿渣水泥。 2. 水泥掺合量。表示水泥掺合量的掺合比在1020之间，一般用W=15%。（二）水泥搅拌桩置换率（m） 置换率的大小直接影响复合地基承载力的大小，也影响建筑物沉降量的大小。从最佳的技术经济指标衡量，一般选用m20较为恰当。三、复合地基承载力水泥搅拌桩复合地基承载力原则上应通过现场复合地基载荷试验确定，也可按下式计算： （1-1） 式中 复合地基承载力特征值(Kpa)m 面积置换率； Ap 水泥搅拌桩单桩截面积(m2) 桩间土承载力标准值(Kpa) 桩间土承载力折减系数，当桩端土软土时；=0.10.4；当不考虑桩间软土作用时；=0； 单桩竖向承载力特征值，原则上应通过单桩载荷试验确定，也可用下列两式计算，取其中较小者 （1-2） （1-3） 式中 与水泥搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内水泥土试块(70.7mm 70.7mm70.7mm立方体或50mm50mm50mm立方体)在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值(kPa)； 桩身强度折减系数，干法0.200.30，湿法0.250.33； 桩周第i层土侧摩阻力特征值，对于淤泥=47Kpa；淤泥质土=612kPa；软塑粘性土1015kPa；可塑粘性土1218kPa； 水泥搅拌桩周长(m)； i 桩长范围内第i层土的厚度 (m)； 桩端地基土未经修正的承载力特征值（kPa），可按规范取值； 桩端天然地基土的承载力折减系数，=0.4-0.6。四、下卧层强度验算 水泥搅拌桩复合地基往往以承台下群桩的形式出现，群桩中的桩与单个桩的工作状态不尽相同。当桩距不大时，亦即搅拌桩的置换率较大 (譬如m=20)且非单行排列，而桩端以下仍然存在较软弱的土层时；应验算下卧层的地基强度。设想搅拌桩与桩间土为一假想实体基础，则下卧层强度可按下式验算 式中 水泥搅拌桩复合地基承载力特征值(kPa)； F 基础(承台)总面积(m2)，详见图1；G 假想实体基础自重(kN)； 假想实体基础侧壁上的平均摩阻力特征值(kPa)； | U 假想实体基础侧面积（m2） 假想实体基础边缘软土的承载力特征值（kPa）；F1 假想实体基础的底面积(m2)， fs 假想实体基础底面修正后的地基承载力特征值(kPa)； 设 计 实 例一、工程概况某5层办公楼，砖混结构体系。楼、地、屋面均采用预应力多孔板。240mm厚砖墙采用烧结普通砖实砌。钢筋混凝土条形基础；500mm水泥搅拌桩复合地基。基础剖面构造如图1-2所示。上部结构线荷载(算至室外地坪)如图1-3所示。 图1-2 基础剖面 本工程地处软弱场地地基自然地坪(同室外地坪)下50cm范围为耕植土，其下粉质粘土层厚1m，再往下则为“深不见底”的流塑状淤泥质粘士层。各土层的主要物理力学性质指标详见表1-1。常年平均地下水位在地表下1m深处。地下水无侵蚀性。 各土层物理力学性质指标 表1-1土层名称厚度（m）含水量（%）重度r（kN/m3）比重ds（g/cm3）塑性指数Ip压缩模量Es（MPa）地基承载力特征值qp（kPa）桩侧摩擦力特征值qs（kPa）耕植土0.518.0粉质粘土135.318.52.7315.93.378012.0淤质粘土28.551.118.02.7419.71.68557.0图1-3 上部结构线荷载平面二、确定基础平面尺寸及复合地基承载力1 复合地基承载力估算，假定桩长L=10m置换率m15，则单桩承载力特征值(不考虑桩端土承载力)为：以下两者中取小者： 复合地基承载力标准值(桩间土地基承载力折减系数=0.8)为： 2按计算条基宽度B 由图2，基础自重按20kPa计算。根据图3上部结构线荷载平面图，条基宽度计算如下； (1) 轴条基宽度轴的最大线荷载为82kNm，若取B1 m，则基底压力为82+20 102kPa40qu（kPa）200300400500六、水泥搅拌桩复合地基载荷试验要点：(一)复合地基载荷试验的压板可用方形或矩形。单桩复合地基载荷试验压板的面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验压板的尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。(二)压板底高程应与基础底面设计高程相同，压板下宜设中粗砂找平层。(三)加荷等级可分为812级，总加载量不宜少于设计要求值的两倍。(四)每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后每隔半小时读一次沉降。当加载量尚未超过设计要求值时，一小时内沉降量小于0.1mm才可加下一级荷裁；当加载量大于设计要求值后，一小时内沉降量小于0.2mm即可加下一级荷载。(五)当出现下列现象之一时，可终止试验： 1. 沉降s急剧增大，土被挤出或压板周围出现明显的裂缝；2. 总加载量已为设计要求值的两倍以上； 3. 累计的沉降量已太于压板宽度的l0。满足第1种情况时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。以上载荷试验要点引自软土地基深层搅拌加固法技术规程。参 考 文 献1. 地基处理手册编写委员会. 地基处理手册。北京：中国建筑工业出版社，19882. 黄自彬，陈嘉寿，尹雄云.深层搅拌单桩多点位移测试资料分析城市改造中的岩土工程问题学术讨论论文集，19903. 中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范(JGJ792002)北京：中国建筑工业出版社，20024. 天津港湾工程研究所(译). 水泥系深层拌和法(CDM)工法设计和施工手册摘录. 深层搅拌祛设计与施工经验交流会论文集北京：中国铁道出版社；19935. 顾尧章，周焕桥水泥搅拌桩承载力与临界桩长市三届全国地基处理学术讨论会论文集杭州；浙江大学出版社，19926. 顾尧章，缪凌峰，周焕桥上部复搅的水泥搅拌桩承载力深层搅拌法设计、施工经验交流会论文集. 北京：中国铁道出版杜，19937. 顾尧章，徐萍复合地基的变形模量及其非线性表达式. 浙江省市五届土力学及基础工程学术讨论会论文集杭州；浙江大学出版社，19928. 邱良佐水泥加固复合地基中王腐殖质的影响. 浙江省岩土力学学术会议论文集北京：中国铁道出版社；1993 9. 中华人民共和国行业标准软土地基深层搅拌加固法技术规程(YBJ22591). 北京：中国建筑工业出版社，199l 地基处理课程设计任务书一、计算书 1 .复合地基承载力计算 2 .计算条基宽度B 3 .计算不同置换率对应的总工作量 4 .桩位的布置 5 .下卧层强度验算 6 .地基变形验算二、施工要求 1 .施工机具的选择 2 .水泥浆制备 3 .成桩工艺 4 .质量检验 三、图纸 1 .基础剖面图2 .基础平面图3 .桩位平面布置图基础平面图比例：1：桩位平面布置图比例：1：设计说明基础剖面图比例：1：图签设计说明：图上不好或不能表达而施工单位必须执行意图或意见。如：水泥强度等级、垫层要求、桩端位置、单桩承载力的说明等。设计资料：一、 工程地质条件： 某公寓场地主要为高压缩淤泥质粉质粘土，厚度超过32m，地下水位约为地表之下1.00 m。各土层物理力学性质指标见表2-1。 土层物理力学性质指标表 表2-1 土层名称原厚（m）含水量W（%）重度r（kn/m3）孔隙比e塑性指数Ip液性指数IL内摩擦角(o)粘聚力Ckpa压缩模 量Es(kpa)承载力设计值（kpa）填土00.518.2淤泥质粉质粘土0.5324717.41.311.41.7817.54209060二、工程概况某公寓6层砖混结构体系，楼、地、屋面均采用预应力多孔板，240厚砖墙采用烧结普通砖实砌，钢筋混凝土条形基础、500水泥搅拌桩复合地基，其截面积Ap=0.196m2.上部结构线荷分布（算至室外地坪）。如下图2-1。图2-1上部结构线荷载平面根据室内实验水泥土中不同时的fcu.k如表2-2： 水泥土与fcu.k关系 表2-2（%）101214151820fcu.k(kpa)90011001300150018002100同时：E50=126fcu