地基换填处理计算
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地基处理之换填地基灰土地基灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去,用一定比例的石灰与土,在最优含水量情况下,充分拌合,分层回填夯实或压实而成。
灰土地基具有一定的强度、水稳性和抗渗性,施工工艺简单,费用较低,是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。
适于加固深1〜4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等,还可用作结构的辅助防渗层。
1.材料要求(1)土料采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土,土内有机质含量不得超过5%。
土料应过筛,其颗粒不应大于15mm。
12)石灰应用III级以上新鲜的块灰,含氧化钙、氧化镁愈高愈好,使用前1〜2d消解并过筛,其颗粒不得大于5mm,且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质,也不得含有过多的水分。
2.施工工艺方法要点(1)对基槽(坑)应先验槽,消除松土,并打两遍底夯,要求平整干净。
如有积水、淤泥应晾干;局部有软弱土层或孔洞,应及时挖除后用灰土分层回填夯实。
(2)灰土配合比应符合设计规定,一般用3:7或2:8 (石灰:土,体积比)。
多用人工翻拌,不少于3遍,使达到均匀,颜色一致,并适当控制含水量,现场以手握成团,两指轻捏即散为宜,一般最优含水量为14%〜18%;如含水分过多或过少时,应稍晾干或洒水湿润,如有球闭应打碎,要求随拌随用。
(3)铺灰应分段分层夯筑,每层虚铺厚度可参见表7-1,夯实机具可根据工程大小和现场机具条件用人力或机械夯打或碾压,遍数按设计要求的干密度由试夯(或碾压)确定,一般不少于4遍。
灰土最大虚铺厚度表7-1(4)灰土分段施工时,不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝,上下两层的接缝距离不得小于500mm,接缝处应夯压密实,并作成直槎。
当灰土地基高度不同时,应做成阶梯形,每阶宽不少于500mm;对作辅助防渗层的灰土,应将地下水位以下结构包围,并处理好接缝,同时注意接缝质量,每层虚土从留缝处往前延伸500mm,夯实时应夯过接缝300mm以上;接缝时,用铁锹在留缝处垂直切齐,再铺下段夯实。
基底换填应力计算
垫层底面地基的承载力容许值fa=180.0kPa
基础底面压力标准值Pk=240.0kPa地基土的容许承载力[σ0]=180基础底面自重压力标准值Gk=27.00kPa地基土容许承载力宽度修正系数k1=0
垫层底面自重压力标准值Gsk=56.25kPa基底下持力层土的天然容重γ1=18
回填土容重γ=18.00KN/m3基础底面的最小边宽b=66砂砾垫层容重γs=19.50KN/m3地基土容许承载力深度修正系数k2=2
基底埋置深度h= 1.50m基础底面的埋置深度h= 3.3 3.3换填深度z= 1.50m
基础长度l=13.00m
基础宽度b= 1.90m
z/b=0.79
砂砾扩散角ф=30.00度
砂砾垫层长度A=14.73m
砂砾垫层宽度B= 3.63m
条形基础垫层底面附加应力标准值Pok=111.42kPa
矩形基础垫层底面附加应力标准值Pok=98.32kPa
条形基础垫层底面要求承载力Pok+Gsk167.67kPa
矩形基础垫层底面要求承载力Pok+Gsk154.57kPa
条形基础计算结果满足设计要求地基土修正后的容许承载力[σ0]=190.8
矩形基础计算结果满足设计要求
一个基础换填工程量113.41m3
453.63。
1.基础数据黄色填充区域为需输入的数据(其中会用到《路面工程》中的诺谟根据路面设计已知:路面设计弯沉为0.32mm =0.032cm ,结构层次为:7cm ,1000Mpa 中粒式沥青8cm ,800Mpa 粗粒式沥青36cm ,1300Mpa 水泥稳定碎石15cm ,200Mpa 级配碎石Eo=25Mpa现场取土作CBR 试验,得CBR= 1.2,根据JTJ014-97:土基回弹模量Eo=7.27CBR 0.823=8.45Mpa因为8.45Mpa<Eo =25Mpa ,故该段土基应换填。
2.计算步骤①计算假设:按三层连续体系作为计算体系p =0.7Mpad =21.3cmδ=10.65cm②确定上层厚度h 及回弹模量E1(将两层沥青砼换算为一层)h =7+8×(800/1000)1/2.4=14.3cmE1=1000Mpa30Mpah 14.3cm, E1=1000Mpa 上层h236cm, E2o=1300Mpa 中层,经过换算h315cm, E3=200Mpa 厚度为H,回弹模h4cm, E4=30Mpa 量为E2Eo=8.45MPa 地基③计算理论弯沉系数αlF=A F (l R ×Eo/pd)0.38=1.47×[0.032×8.45/(0.7×21.3)]0.38=0.320.32×1000/(0.7×21.3×0.32)= 6.71④换算中层厚度H /=×+()换算模量E2=500Mpa E2o =1300Mpa由E2/E1=500/1000=0.5h/δ=14.3/10.65= 1.34查表5-12得:a =7.8由Eo/E2=8.45/500=0.0169 h/δ= 1.34 查表5-12得:K1= 2.06则K2=αl/aK1= 6.71/7.8/2.06=0.42查表5-12得:H/δ=8.5则H=8.5δ=90.5cm⑤计算换填厚度h4由中层厚度换算公式路槽底土基换填厚度计算书则路面结构层次为:(设回填材料回填模量为αl =l R ×E 1/(pdF)=0.1×可导出=86cm3.因此,建议换填厚度为0.9m工程》中的诺谟图),其余自动计算。
建筑分院Xxx项目换填垫层法计算书(试讲)编制人 zhn免责声明:本次试讲的内容为本人工作快5年的个人经验总结,不代表是对规范完全正确的理解,本文所述项目存属虚构,请各位自行甄别。
由于经验有限,欢迎大家批评指正.换填垫层法计算书对于砂垫层厚度的确定,可先假设一个垫层的厚度或者根据需要置换软弱土层的深度或下卧土层的承载力确定,然后再根据下卧层地基承载力,按公式进行验算,若不符合要求,则改变厚度,重新再验算,直到满足要求为止。
依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)第4节换填垫层法。
三.参数信息本工程±0.000绝对高程为3.400,基础顶绝对高程为2.400,基础底绝对高程为1.800m上部结构传至基础顶面的竖荷载F=3776kN基底以上填土的平均重度γ=18.8kN/m3;基础与填土的平均重度γ0=20kN/m3;基础类型: 独立基础, 基础截面长度 l=8m,宽度 b=4m,高度0.6m;基础埋深 Hd=2.5m ;不考虑相邻基础影响,因相邻基础的距离 D=2.1m>2倍的(相邻基础高差为1m)=2m。
换垫层材料重度:17kN/m3;压缩模量:25Mpa(根据条文说明表7砂一般取值为20~30 Mpa);换填垫层承载力特征值:200kPa(砂夹石按照条文说明表6取值为200~250 kPa),换填垫层厚度:0.5m。
(砂夹石压实系数依据表4.2.4取值为≥0.97)回填土地基承载力特征值为 fak=0,粉质粘土地基承载力特征值 fak=225kPa;(来源地勘报告)基础宽度对地基承载力的修正系数ηb=0.15;埋深对地基承载力的修正系数ηd=1.4。
土层参数:──────────────────────────────────-——序号土层描述土层基地标高hi(m) 重度i(kN/m3) 压缩模量Ei(MPa)──────────────────────────────────-——1 回填土 0.60 18.8 13.3──────────────────────────────────-——2 粉质粘土 -6.0 18.3 5.85────────────────────────────────────四.垫层厚度验算1.厚度验算原理:(依据《建筑地基处理技术规范》第4.1.4条规定)换填垫层的厚度不宜小于0.5m,也不宜大于3m,且满足下式要求:式中 pz──相应于荷载效应标准组合时,垫层底面处的附加压力值(kPa),按下式计算(式4.2.2.-1)矩形基础:(式4.2.2.-3)pcz──垫层底面处土的自重压力值(kPa);faz──垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa):式中 b──矩形基础或条形基础底面的宽度(m);l──矩形基础底面的长度,取 l=8m;pk──相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压值(kPa);pc──基础底面处土的自重压力值(kPa);z──基础底面下垫层的厚度(m);──垫层的压力扩散角(度),由表查出。
---------------------------------------------------------------------- 计算项目: 地基处理计算 1---------------------------------------------------------------------- [ 计算简图 ]---------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ]---------------------------------------------------------------------- [ 基本参数 ]地基处理方法:换填垫层法[ 基础参数 ]基础类型:矩形基础基础埋深: 1.400(m)基础宽度: 4.800(m)基础长度: 7.050(m)基础覆土容重: 20.000(kN/m3)基底压力平均值: 220.0(kPa)基底压力最大值: 220.0(kPa)[ 土层参数 ]土层层数: 6地下水埋深: 18.420(m)压缩层深度: 18.000(m)沉降经验系数: 0.400地基承载力修正公式:承载力修正基准深度d0: 0.500(m)序号土类型土层厚容重饱和容重压缩模量承载力鏱鏳(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (MPa) (kPa)1 素填土 2.000 19.3 --- 10.780 20.0 0.000 1.0002 粘性土 0.500 18.5 --- 9.140 90.0 0.000 1.6003 粘性土 0.800 18.1 --- 8.920 130.0 0.000 1.6004 粘性土 0.700 18.7 --- 21.300 210.0 0.000 1.6005 粘性土 4.300 18.3 --- 16.990 150.0 0.000 1.0006 粘性土 6.000 19.0 --- 19.890 170.0 0.000 1.600***鏱-- 基础宽度地基承载力修正系数***鏳-- 基础深度地基承载力修正系数[ 换填垫层参数 ]材料类型: C***A类:中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、石屑、卵石、碎石、矿渣等***B类:粉质粘土、粉煤灰等***C类:灰土等压缩模量: 25.000(MPa)承载力: 220.000(kPa)厚度: 1.850(m)顶面宽度: 9.575(m)底面宽度: 6.800(m)顶面长度: 11.825(m)底面长度: 9.050(m)压力扩散角: 28.000(°)----------------------------------------------------------------------计算结果:----------------------------------------------------------------------1. 垫层承载力验算基底平均压力pk: 220.0(kPa)基底最大压力pkmax: 220.0(kPa)基底自重压力pc: 27.0(kPa)垫层承载力特征值fz: 247.8(kPa)pk <= fz, 满足!pkmax <= 1.2*fz, 满足!因此换土垫层承载力满足要求!2. 换填垫层底面处承载力验算垫层应力扩散角瑁 28.0(度)垫层底附加应力pz: 107.0(kPa)垫层底自重应力pcz: 61.4(kPa)垫层底pz + pcz: 168.4(kPa)垫层底地基土承载力特征值fz: 213.2(kPa)pz + pcz <= fz,垫层底面地基土的承载力满足要求!3. 垫层尺寸验算按照构造要求验算垫层顶面宽度和长度:基础底面宽度B: 4.800(m)垫层顶面宽度B1: 9.575(m)(B1-B)/2>=300mm,满足构造要求:垫层顶面宽度超出基础底边宽度不小于300mm!基础底面长度L: 7.050(m)垫层顶面长度L1: 11.825(m)(L1-L)/2>=300mm,满足构造要求:垫层顶面长度超出基础底边宽度不小于300mm!按应力扩散角验算垫层底面宽度和长度:垫层底面宽度B2: 6.800(m)基底压应力传递到垫层底面处的应力分布宽度B + 2ztg: 6.767(m) 垫层底面宽度B2 >= B + 2ztg,垫层底面满足应力扩散要求!垫层底面长度L2: 9.050(m)基底压应力传递到垫层底面处的应力分布长度L + 2ztg: 9.017(m) 垫层底面长度L2 >= L + 2ztg,垫层底面满足应力扩散要求!4. 下卧层承载力验算土层号深度pz pcz pz + pcz fz 是否满足(m) (度) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa)4 3.30 15.9 106.2 62.3 168.6 294.6满足!5 4.00 23.0 91.7 75.4 167.1 216.0满足!6 8.30 23.0 44.5 154.1 198.6 401.7满足!7 14.30 23.0 22.0 268.1 290.1 584.0满足!***-- 土层的应力扩散角***pz -- 下卧层顶面处的附加应力值***pcz -- 下卧层顶面处土的自重压力值***fz -- 下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值5. 沉降计算沉降计算点坐标(X0,Y0) = (0.000,0.000)层号厚度压缩模量 Z1 Z2 压缩量应力系数积分值 (m) (MPa) (m) (m) (mm) (z2a2-z1a1)1 0.60 25.000 0.00 0.60 4.62 0.59892 0.50 25.000 0.60 1.10 3.78 0.48953 0.75 25.000 1.10 1.85 5.30 0.68704 0.05 8.920 1.85 1.90 0.93 0.04305 0.70 21.300 1.90 2.60 5.06 0.55816 4.30 16.990 2.60 6.90 22.12 1.94727 11.10 19.890 6.90 18.00 12.15 1.2520压缩模量的当量值: 19.942(MPa)沉降计算经验系数: 0.400总沉降量:0.400 * 53.96 = 21.58(mm)***Z1 -- 基础底面至本计算分层顶面的距离***Z2 -- 基础底面至本计算分层底面的距离。