方案及变形计算

1西安北寨子村城中村改造地基与基础处理方案论证及变形计算一、工程概况：1、拟建1#~6#高层建筑住宅楼，地上33层，地下1层，总高度98.90m，基础埋深6.7m，剪力墙结构，拟采用筏板基础，基底压力相应于荷载效应标准组合为600kpa。2、拟建场地可不考虑地裂缝及不良地质作用的影响，适宜建筑。3、拟建场地属自重湿陷性黄土场地。地基湿陷等级为二级（中等）。4、场地的地质结构及其有关的参数，详见《岩土工程勘察报告》。5、为了计算方便，拟定建筑物的基底面积为38×35m。二、地基及基础处理方案--素混凝土夯扩桩加灰土挤密桩组合式复合地基方案：1、设计参数：素混凝土夯扩桩以第⑥层为持力层，桩长为15.0m，桩径为：450mm，桩间距为1.8m，按等边三角形均匀布设；再在素混凝土夯扩桩的三角形型心布置一根灰土（3：7）挤密桩，成桩直径为550mm，桩长为10.0m。2、单桩竖向极限承载力特征值Ra计算Quk=upΣqsik×hi+Ap×qpk经计算：Quk=3.14×0.45×15×70+3.14×0.82/4×3200=1484.0+1607.7=3091KN2建议安全取Quk=2600KN，Ra=13000KN。3、处理后复合地基承载力标准值fsp计算经过灰土挤密桩处理后的基底土，其地基土承载力特征值fak=220kpa。当素混凝土夯扩桩径450，桩距1.80m，采用正三角形布桩时的承载力计算如下：fsp=m(Ra÷Ap)+β(1-m)fkm——桩置换率m=0.0567Ra——单桩竖向极限承载力特征值取1300KNAp——桩身断面积Ap=0.159㎡β——桩间土承载力折减系数取β=0.7～0.8取0.75fak——桩周土承载力标准值取fak=220kpa经计算：fsp=640kpa＞600kpa⑴复合地基设计参数素砼夯扩桩设计参数：桩径450，夯扩体直径D≥800，填料为干硬性砼，桩身砼C30，桩长15.00m（桩顶标高-6.70m），采用正三角形满堂布桩，桩距1800mm，排距1557mm；再在三角形型心布置一个灰土挤密桩，，沉管挤土成孔，成孔直径为450mm，3：7灰土分层夯填，成桩直径550mm，处理后复合地基承载力标准值fsp≥600kpa。⑵垫层设计：机配砂石或粗砂，最大桩径≤3㎝，密实度0.87-0.90，厚度300㎜。三、地基变形计算：以1＃楼为例，计算基础变形。该楼的基础轮廓尺寸按48×35m3计算，开挖的深度为－6.7m。1、变形深度Zn：Zn＝b×（2.5－0.4lnb）式中：基础宽度b=35m,经过计算：Zn＝35×{2.5－0.4ln(35)}＝32.5m2、基础以下分层土的厚度及基本物理参数：以1＃钻孔资料计算分层的厚度如下：项目第③层第④层第⑤层第⑥层天然容重（KN/m3）15.517.917.418.7基础以下厚度（m）3.13.84.73.6项目第⑦层第⑧层第⑨层--天然容重（KN/m3）19.219.219.2--基础以下厚度（m）3.98.74.8--3、基础底面处的附加压力Po（Kpa）：根据《勘查报告》取Po＝600（Kpa）。4、分层土的自重压力与附加压力：项目第③层第④层第⑤层第⑥层自重压力（Kpa）48.0568.0281.7867.32附加压力（Kpa）600.00648.05716.07797.85自重压力与附加压力之和（Kpa）648.05716.07797.85865.17项目第⑦层第⑧层第⑨层第⑩层自重压力（Kpa）74.88167.0492.16--附加压力（Kpa）865.17940.051107.09--自重压力与附加压力之和（Kpa）940.051107.091199.25--5、基础底面距各层土底面的距离：项目第③层第④层第⑤层第⑥层距离（m）3.16.911.615.2项目第⑦层第⑧层第⑨层第⑩层距离（m）19.127.832.6--46、经过桩基处理的深度为设计桩长15.00m,即在此范围内的基底土可视为无变形土。那么计算变形的土即为桩端以下的土，变形深度为17.5m。那么，其变形计算仅仅计算第⑥层～第⑨层土的变形。7、根据变形计算公式：S=ψs·S′=ψs·∑(Po/Esi)(Ziαi-Zi-1αi-1)（1）Esi取值：项目第③层第④层第⑤层第⑥层Esi（Mpa）7.1412.569.5316.30项目第⑦层第⑧层第⑨层第⑩层Esi（Mpa）15．5921.2122.5722.02项目l/bz/b附加应力系数α底面距基底的距离（m）第⑥层1.37140.4340.2415.2第⑦层1.37140.5460.23619.1第⑧层1.37140.7940.21227.8第⑨层1.37140.9310.2032.6经计算，Es＝18.92。（2）ψs取值：0.247。（3）第⑥层土的变形：第⑥层土底面处：l/b=1.3714，z/b=0.434。查均布矩形荷载角点的平均竖向附加应力系数α＝0.24,计算得到：S=0.6mm.（4）第⑦层土的变形：5第⑦层土底面处：l/b=1.3714，z/b=0.794。查均布矩形荷载角点的平均竖向附加应力系数α＝0.212,计算得到：S=6.733mm.（5）第⑧层土的变形：第⑧层土底面处：l/b=1.3714，z/b=0.546。查均布矩形荷载角点的平均竖向附加应力系数α＝0.236,计算得到：S=10.86mm（6）第⑨层土的变形：第⑨层土底面处：l/b=1.3714，z/b=0.794。查均布矩形荷载角点的平均竖向附加应力系数α＝0.212,计算得到：S=4.9mm.（5）变形累计：S=4×23.09mm=92.3mm＜200mm.满足规范对于沉降的要求。四、结论：上述叠加组合式复合地基方案，其承载力和沉降变形均能满足规范要求，是安全可靠的。