地基基础方案评价

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地基基础方案评价1、天然地基上的浅基础设计为六层住宅楼,砖混结构,拟采用天然地基上的浅基础,最大线荷载FK=300kN/m。

根椐场地地质条件对浅基础进行评价:①、属先确定持力层,根椐场地地质条件,第②层可做为基础的持力层,其承载力特征值fak=150kPa。

基础埋深d=2.0m。

②、求持力层修正后的承载力特征值fa(深度修正):根椐5.2.4公式: fa =fak+εdγm(d-0.5)式中:fak---持力层承载力特征值 =150kPaεd=1.6, (根椐基底下土的类别,查表5.2.4:e=0.821, I L=0.35)若为湿陷性黄土或新近堆积黄土(Q42)应按GBJ25-90规范表3.0.4确定。

γm-----基础底面以上土的加权平均重度=16.5kN/m3,d----基础埋深=2.0m代入计算为:fa=150+1.6×16.5×(2-0.5)=189.6kPa。

③、计算基础宽度b:根椐基础面积计算公式代入计算:A=Lb≥ = m取2.2m式中: FK---基础顶面的竖向力=300kN/mfa----修正后的地基承载力特征值=189.6kPaL、b---基础的长度和宽度(条基时,L取1.0米)γ---基础及上伏土的平均重度=20.0kN/m3④、求基底压力PK:根椐5.2.2-1 公式式中:Fk=300kN/mGk=L b dγ=1×2.2×2.0×20=88kNA=1×2.2m将参数代入计算后得p k =176.4kN/m 2(kPa)⑤、根椐5.2.1-1式:f a ≥p k 判定地基强度是否滿足要求。

以上计算的f a =189.6kPa, p k =176.4kPa,滿足5.2.1-1式f a ≥p k ,地基强度滿足要求。

⑥、验算下卧层的承载力 ⒈已知下卧层的f ak =100kPa⒉下卧层顶面以上地基土的加权平均重度为 : γm = = kN/m 3⒊求下卧层(第③层粉土)修正后的地基承载力特征值f a : f a =f ak +εd γm(d-0.5) 式中:f ak =100kPaεd =1.5 (第③层粉土I p =8.1 ρw >10%)查表5.2.4。

d=6.0m(第①层2.0m,第②层4.0m) γm=18.3kN/m 3代入计算得:f az =100+1.5×18.3×(6-0.5)=250.98kPa=251kPa ⒋求软弱下卧层顶面以上土的自重压力值p cz : p cz =2×16.5+4×19.2=109.8kPa ⒌求软弱下卧层顶面处的附加压力p z-:本例为条形基础应采用5.2.7-2公式计算: p z = ,首先根椐表5.2.7求应力扩散角ζ值:已知E S1=16.0MPa (软层之上,第②层) E S2=3.5MPa (下卧层第③层)E S1/ E S2=16.0/3.5=4.75,取5.0。

﹙注:当E S1/E S2<3时,不能用规范中5.2.7-2和5.2.7-3式计算﹚z=4.0m ﹙基础底面至软弱下卧层顶面的距离﹚, b=2.2m ,z/ b=4/2.2=1.8>0.5查5.2.7表得ζ=250。

P K =176.4kPa Pc=γd=16.5×2=33.0kPa﹙Pc为基础底面处土的自重压力值﹚代入公式得:pz=52.93kPa。

p z + pcz=52.93+109.8=162.73kPa < faz=251kPa符合公式: pz +pcz≤faz下卧层强度满足要求。

2、人工地基上的浅基础(灰土垫层)根据建筑物使用要求及场地地质、水文地质条件,建议采用灰土垫层法对地基进行处理,即采用大开挖,挖除第①层及部分第②层,换填2.0m厚的3:7灰土垫层,在灰土垫层之上做独立基础。

灰土垫层的初步设计如下:(1)依据JGJ79-2002规范第4.2.1条,垫层的厚度Z应根据下卧层的承载力确定,并符合下式:Pz+Pcz≤faz式中:Pz-垫层底面处的附加压力Pcz-垫层底面处土的自重压力faz-垫层底面处土层的地基承载力特征值(深度修正后)。

(2)、灰土垫层的承载力灰土垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定,本工程的地基础设计等级为丙级,当3:7灰土垫层的压实系数不小于0.95时,其承载力特征值fa可采用200kPa。

(3)、计算基础底面面积A:根据基础面积公式:条形基础公式: b ≥ Fk /fa-γd正方形基础公式:b=L ≥矩形基础公式:A=Lb ≥ Fk / fa-γ d注:一般将有偏心荷载的建筑设为矩形,可先按中心荷载作用计算基底面积A ,根据偏心荷载的大小,将基底面积增大10-50%后,即:A=1.1-1.5A,一般在设基础长宽比:n=l/b=1.5则有:基础宽度:b=基础长度:L=1.5b 就可以了。

根椐基础形式按下面公式求算A : 矩形基础的面积计算公式:A= ≥灰土垫层的地基承载力特征值﹙不做深度修正﹚f a =200kPa ,单柱荷重F k =3000kN ,基础埋深d=1.50m ,基础及上伏土的平均重度γ=20kN/m 3。

代入矩形基础面积计算公式:A= = =17.64m 2 ﹙因需考虑有偏心荷载,需将基底面积增大30%, 即A=17.6×1.3=22.88M 2 基础宽度b= =3.9m 基础长度L=1.5×3.9=5.9m﹚ (4)、灰土垫层强度f ak 的验算灰土垫层的强度要滿足GB5007-2002 规范中5.2.1-1式: f ak ≥p k 求基础底面处的平均压力值p k :按GB5007-2002 规范中5.2.2-1公式: 式中:F K----上部结构传至基础顶面的竖向压力=3000kN G K---基础自重和基础上的土重;矩形基础G K =L.b.d.γ(式中: L 、b 、d 分别为基础础的长度、宽度和埋深; γ 为基础和上伏土的平均重度取20kN/m 3)A----基础底面面积。

取23.0m 2基础自重和基础上的土重:G K =3.9×5.9×1.5×20=690.3 代入公式 = kPa灰土垫层的f a =200kPa≥基础底面处的平均压力值P k =160.44kPa, 灰土垫层的强度滿足要求,但基础面积过大,上部荷载如超过2500KN 时,地基承载力要求大于250Kpa 才行。

(4)灰土垫层厚度验算①、 求灰土垫层底面处的附加压力值P Z : 矩形基础:p z =式中:b---矩形基础底面的宽度=3.9m L---矩形基础的底面长度=5.9m P k ---基础底面压力=160.44kPap c ---基础底面处土的自重压力=d γ=1.5×18.2=27.3kpa z----基础底面下垫层的厚度=2.0mζ—垫层的压力扩散角灰土取28°(tan28°=0.53) p z = =②、求垫层底面处土的自重压力p cz _= (垫层底面到地面的距离为3.5m ,第①层的平均重度为17.5kN/m 3) p cz =3.5×18.2=63.7kPa p z +p cz =63.45+63.7=127.15kPa③、求垫层底面处土层经深度修正后的地基承载力特征值f az : 可根椐下式计算:f az =f ak +εd γm(d-0.5)式中:f az ---经深度修正后的下卧层承载力特征值; f ak ----下卧层的承载力特征值=100kPa εd -----承载力的深度修正系数=1.0γm --------- 基础(垫层)底面以上土的加权平均重度=18.2kPa d ------ 灰土垫层底面的埋置深度=3.5m 代入公式计算:f az =f ak +εd γm(d-0.5)=100+1.0×18.2(3.5-0.5)= 154.6kPa f az =154.6kPa≥p z +p cz =63.45+63.7=127.15kPa 下卧层强度滿足要求。

(5)灰土垫层的宽度整片垫层的平面处理范围,毎边超出建筑物外墙基础外缘宽度,不应小于垫层的厚度,并不应小于2.0m(6)垫层的施工a、灰土垫层土的填料要求:灰土垫层的灰、土体积比宜为2:8或3:7,土料粒径不得大于15mm,宜用不含松软杂质的粉质粘土,不宜使用块状粘土及砂质粉土,灰土所使用的消石灰应符合Ⅲ级以上标准,石灰应消解3-4天,并筛除生石灰块后再使用。

其粒径不得大于5mm,灰土混合料应拌合均匀,含水量适中,简易别方法是:捏紧成团,落地开花。

b、灰土垫层的碾压机具及虚铺厚度:应选用12-16吨双轮震动压路机,其虚铺厚度应控制为20-30mm。

C、在地下水位以下的基槽(坑)内施工时,应采取排水措施,使在无水状态下施工,入槽(坑)内的灰土,不得隔日夯打碾压,夯实后的灰土三日内不得受水浸泡。

(7)、灰土垫层的质量检验:可采用环刀法(采取原状土试样)贯入法、静力触探、型动力触探、标准贯入试验等方法进行检验。

一般采用环刀法:取样点应在每层厚度的2/3深度处,检验点数:对大基坑每50-100m2应有一个检测点;对基槽每10-20m长度内应有一个检测点;对每个独立柱基内应有一个检测点;质量要求:灰土垫层的压实系数λc ≥0.95 γd=15.0kN/m3垫层竣工验收若采用载荷试验检验其承载力时,每个单体工程不宜少于3点。

(7)基坑开挖及边坡稳定采用大开挖方式进行灰土垫层施工,基坑开挖深度一般达3.5m,椐剪切试验结果,按朗肯理论,粘性土侧壁允许自立高度HC按下式验算:HC=2c/γ[tna(45+φ/2)]式中:HC—允许自立高度(米)c---侧壁土体粘聚力,取标准值22.2kpaФ--侧壁土体内摩擦角,取标准值19.50γ--侧壁土体的天然重度,取平均值18.5kN/m3经验算,侧壁土层允许自立高度为3.4m,根据当地经验,可以直立开挖,严禁在坡顶面进行堆载和浸水。

3、卵石垫层卵石垫层的适应条件与灰土垫层基本相同,但不适宜于湿陷性黄土地基,其评价、计算方法与灰土垫层一样,只是填料不同而己,主要注意以下几点:(1)、卵石填料的标准要求:要求采用级配卵石,其配比关系宜为4:3:3即:卵石4(砾径50≥d≥20mm):圆砾3(砾径20≥d≥2mm):中粗砂3(砾径2≥d≥0.25mm)。

最大砾径不超过50mm,含泥量﹙<0.1mm颗粒含量﹚不超过3%。

(2)、建议施工参数:①、使用16-18吨振动压路机;②、压路机行驶度≤50m/min;③、毎层压实填料虚铺厚度≤40cm;④、毎层先静压两遍,再振压8遍。