换填承载力计算

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。

碎石换填承载力计算
碎石换填是一种常见的地基处理方法，用于增加地基的承载力。

在进行碎石换填承载力计算时，需要考虑多个因素。

首先，需要考
虑碎石的颗粒大小和形状，因为这些因素会影响填土的密实性和排
水性能。

其次，需要考虑填土层的厚度和覆盖范围，因为这些因素
会影响地基的承载能力。

此外，还需要考虑地基原有的土壤类型和
承载能力，以及碎石换填后的整体地基结构稳定性。

在进行承载力
计算时，通常会使用相关的地基工程计算方法和软件，如有限元分
析等工具来进行模拟和计算。

另外，还需要考虑地基处理的成本和
施工可行性等因素，以便进行综合评估和决策。

总之，碎石换填承
载力计算是一个复杂的工程问题，需要综合考虑材料特性、结构稳
定性、施工成本等多个方面的因素。

28m/120吨跨龙门吊基础计算龙门吊基础按照宽度0.8m，高0.6m条形基础计算，换填0.5m 深，1.5m宽卵石土，根据地质报告，地基承载力按100 kPa。

（1）换填地基承载力计算根据midas建模，各个内力如下：计算出地基反力为81KN，则：基础底面最大的竖向压应力为：Pkmax=81/0.5x0.8=202.5kPa采用换填法地基，换填材料采用卵石土，换填后压实系数λ>0.97地基承载力特征值大于200 kPa，换填深度为1.5m，厚度0.8m，基础埋深0.6m，扩散角θ=30°耕植图的天然重度按18kN/m3计算，基底土自重压力为：Pz=b(Pk – Pc)/(b+2ztanθ)=0.8x(202.5-18x0.6)/(0.8+2x1.5 tan30)=60.58 kPaPcz=18x1.5=27kPa垫层地面进行深度修正后的承载力特征值：as = ƒak+ηdγm（d-0.5）=100+1x18x（1.5-0.5）=118 kPaPz+Pcz=60.58+27=87.58 kPa<ƒa=118 kPa因此地基处理换填深度为1.5m，换填厚度为0.8m，基础埋深0.6m 的卵石土满足要求，要求换填压实系数λ>0.97，换填宽度为b’=b+2ztanθ= 0.8+2x1.5 tan30=2.5m.（2）基础配筋计算1）抗弯钢筋根据表中最大弯矩，基础截面底部配置二级钢HRB335级7Ф22,顶部配置4Ф22,相对界限受压区高度：ζb=β1/(1+ƒz/Esξcu)=0.8/(1+300/200000x0.00355)=0.56混凝土保护层厚度30mm，受压钢筋和受拉钢筋到截面边缘的距离：as=a’s=30+10=40mmAs=2659.58mm2 A’s=1519.76mm2Ho=600-50=550mm根据力的平衡方程：a1 ƒcbx= ƒyAs- ƒ’yA’s求得x=29.89mm<ζb Ho=0.56x550=308mmx< 2as =80mmρ= As/b Ho=0.00265958/0.8x0.55=0.604%>ρmin=0.2%该截面可以承受的正弯矩值M= ƒyAs（h- as-a’s）=300x1000x0.00265958x（0.55-2x0.04）=375 KN.m>300 KN.m 由于基础顶部钢筋少于基础底部钢筋，顶部受弯承载力为：M= ƒyA’s（h- as-a’s）=300x1000x0.00151976x（0.55-2x0.04）=214.29 KN.m>137.8 KN.m基础满足抗弯要求。

地基承载力计算公式的说明:f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值（kN/m2）ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数b－－基础宽度（m）d——基础埋置深度（m）γ－－基底下底重度（kN/m3）γ0——基底上底平均重度（kN/m3）地基的处理方法利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行：1）淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施；2）冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为持力层；3）对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。

局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。

在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。

对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时，基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础埋深的地基承载力修正系数取1.0；在受力范围内仍存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的地基承载力。

对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物，以及钢油罐、堆料场等，地基处理后应进行地基稳定性计算。

结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值；根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等，按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。

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。

地基承载力计算公式是什么地基承载力计算公式的说明:f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值（kN/m2）ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数b－－基础宽度（m）d——基础埋置深度（m）γ－－基底下底重度（kN/m3）γ0——基底上底平均重度（kN/m3）地基的处理方法利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行：1）淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施；2）冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为持力层；3）对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。

局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。

在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。

对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时，基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础埋深的地基承载力修正系数取1.0；在受力范围内仍存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的地基承载力。

对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物，以及钢油罐、堆料场等，地基处理后应进行地基稳定性计算。

结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值；根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等，按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。

一、换填1.垫层厚度的确定垫层厚度应根据垫层底部下卧土层的承载力确定，并符合下式要求。

zcz z f p p ≤+（1.1-1）式中）附加应力值（组合时，垫层底面处的—相应于荷载效应标准—pa K p z ；）压力值（—垫层底面处土的自重—kpa cz p ；）值（正后的地基承载力特征—垫层地面处经深度修—kpa z f 。

垫层底面处的附加压力值z P 也可按压力扩散角θ进行简化计算:①条形基础：θtan 2)(⋅+-=z b p p b p c k z （1.1-2）②矩形基础)tan 2)(tan 2()(θθ⋅+⋅+-⋅=z l z b p p l b p c k z （1.1-3）式中)m (底面的宽度—矩形基础或条形基础—b ；)m (—矩形基础底面的长度—l ；)kpa (平均压力组合时，基础底面处的—相应于荷载效应标准—k p ；)m (度—基础底面下垫层的厚—z ；采用可按表—垫层的压力扩散角—1-1),(︒θ。

)(压力扩散角︒θ表1-1注意：1.︒=︒=<03025.0/θθ外，其余材料均取时，除灰土仍取当b z 2.当值可内插求得时，θ5.0/25.0<<b z 2.垫层宽度的确定关于垫层宽度，目前还缺乏可靠的经验一般可按下式计算或根据当地经验确定：θtan 2z b b ⋅+≥'（1.2-1）式中—垫层底面宽度—b '取值。

时，仍按采用，当可按表—垫层的压力扩散角—25.0/25.0/1-1),(=<︒b z b z θ3.地基承载力修正当基础宽度大于3m 或埋置深度大于0.5m 时，从载荷试验或其他原位测试、规范表格等方法确定的地基承载力特征值，应按下式进行修正：)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη（1.3-1）式中特征值—修正后的地基承载力—a f ；—地基承载力特征值—ak f ；基底下土的类别确定基承载力修正系数，按—基础宽度和埋深的地—、d b ηη；效重度度，地下水位以下取有—基础底面以下土的重—γ；取值时按取值，大于按底宽度小于—基础底面宽度，当基—m m m m b 6633；重度水位以下的土层取有效均加权重度，位于地下—基础底面以上土的平—m γ；—基础埋置深度—d 。