《地基处理》课程设计指导

《地基处理》课程设计指导指导教师：汪中卫刘加才CH1-2内容简介第一部分地基处理第二部分复合地基基本理论第三部分水泥土搅拌法第四部分某住宅楼水泥土搅拌法地基处理设计示例CH1-3第一部分地基处理1.1地基处理定义：地基处理是指天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的设计要求，而地基需经过人工处理后再建造基础者。（Groundimprovement;Groundtreatment）地基处理的对象是：软弱地基和特殊土地基软弱地基：淤泥，淤泥质土，冲填土，杂填土或其它高压缩性土；特殊土地基：湿陷性黄土，膨胀土，红粘土，季节性冻土CH1-4第一部分地基处理1.2地基处理目的：地基处理目的是采取各种地基处理方法以改善地基条件。主要表现在：一、改善剪切特性二、改善压缩特性三、改善透水特性四、改善动力特性五、改善特殊土的不良地基特性CH1-5第一部分地基处理1.3地基处理方法：地基处理的基本方法：置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和冷热处理等。一种地基处理方法通常具有多种处理效果如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重效果。CH1-6第二部分复合地基基本理论2.1复合地基定义：经过地基处理形成的人工地基通常有三种类型：均质地基、复合地基、桩基复合地基是指由桩与桩体间的土体共同承担其上建筑物的荷载，由两类不同强度和刚度介质组成的人工地基。目前工程中常用的复合地基有碎石桩、砂桩、水泥土桩、石灰桩、CFG桩等。CH1-7第二部分复合地基基本理论2.2复合地基常用概念：一、面积置换率桩体的横截面积与桩体所承担的加固面积之比epAAm等边▲2232sdm224sdm正方形矩形2124ssdmCH1-8第二部分复合地基基本理论2.2复合地基常用概念：二、复合模量表征复合土体抵抗变形的能力spspEmmEE)1(推导的前提是桩与土体等应变，不存在向上和向下刺入。CH1-9第二部分复合地基基本理论2.2复合地基常用概念：三、应力扩散矩形基础复合土层底面附加应力计算公式tan2tan2hDhBBDppb条形基础复合土层底面附加应力计算公式tan2hBBppbCH1-10第二部分复合地基基本理论2.2复合地基常用概念：三、应力扩散Es1/Es2z/b0.250.536°23°510°25°1020°30°Es1为复合层模量，Es2为下卧层土模量1、z/b0.25时，＝02、z/b0.5时，不变CH1-11第二部分复合地基基本理论2.3复合地基承载力计算：m一、复合地基承载力应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计按下式处理后桩间土承载力特征值(kPa)，无经验时可取天然地基承载力skpaspkfmARmf1spkf面积置换率aR单桩竖向承载力特征值(kN)桩间土承载力折减系数，0.75~0.95，天然地基承载力高时取大值pA桩截面积(m2)skf复合地基承载力特征值CH1-12第二部分复合地基基本理论2.3复合地基承载力计算：siq二、单桩竖向承载力应通过现场载荷试验确定，初步设计按下式桩端天然地基土承载力折减系数，可取0.4~0.6桩周第i土层的侧阻力特征值，淤泥可取4～7kPa，淤泥质土可取6～12kPa，对软塑状的粘性土可取10～15kPa桩长范围内第i土层的厚度(m)桩端地基土未经修正的承载力特征值(kPa)pA桩截面积(m2)ppniisipaAqlquR1pu桩周长（m）ilpqCH1-13第二部分复合地基基本理论2.3复合地基承载力计算：二、单桩竖向承载力与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块（70.7mm或50mm立方体）在标准养护条件下90天龄期的抗压强度平均值(kPa)。pA桩截面积(m2)pcuaAfR桩身强度折减系数，干法可取0.2～0.3，湿法可取0.25~0.33cufCH1-14第二部分复合地基基本理论2.3复合地基承载力计算：二、单桩竖向承载力应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力CH1-15第二部分复合地基基本理论2.3复合地基承载力计算：三、软弱下卧层承载力验算当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应按现行中华人民共和国国家规范《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的规定进行下卧层承载力验算CH1-16第二部分复合地基基本理论2.4复合地基沉降计算：spzzElpps211一、搅拌桩复合土层的压缩变形s1搅拌桩复合土层顶面的附加压力值(kPa);zp1zp搅拌桩复合土层底面的附加压力值(kPa);spE搅拌桩复合土层的压缩模量(kPa);spspEmmEE)1(CH1-17第二部分复合地基基本理论2.4复合地基沉降计算：二、桩端下土层的变形量S2桩端下未加固土层的压缩变形量可采用分层总和法，按现行中华人民共和国国家规范《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的规定进行计算CH1-18第三部分水泥土搅拌法3.1概述：水泥土搅拌法是采用搅拌机械将原状土和水泥强行搅拌，使拌和体的强度可达1000kPa以上的一种地基加固方法，加固深度一般不小于5—6m，故而是一种深层加固土体的方法。大多数加固深度约在15m之内。国内以SJB型为代表的双轴搅拌头的加固截面呈8字型，其它单头机的加固截面为500，可扩大到700，均用电机带动。CH1-19第三部分水泥土搅拌法3.2设计计算步骤1、根据地质条件初步确定桩长，2、确定桩径、水泥掺入比及桩身强度（水泥掺入比未12%时桩身强度可达到1.0~1.2MPa），水泥强度等级提高10个等级，可降低水泥掺入比2％～3％。％被加固软土的湿重掺加水泥质量100waCH1-20第三部分水泥土搅拌法3.2设计计算步骤3、计算单桩承载力4、计算面积置换率及桩根数5、验证下卧层承载力是否满足要求，若不满足，则调整桩长重新计算6、计算复合地基变形，若不满足，则调整桩长重新计算