换填垫层法地基处理计算书

道路换填垫层法计算，看完之后秒懂！
一、换填设计原则
1、原理及适用范围
换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料以及土工合成材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。

换填处理深度范围0.5m〜3m ，处理宽度至少比基础每侧宽0.5m〜1m。

换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。

2、各种垫层的承载力
垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按照下表选用，并应验算下卧层的承载力。

二、案例分析
案例分析
如圈地质资料,无地下水‘逋路采用换墳处理谶「换煩采用灰土换填r直表灰土垫雇承载力特征AS取bPOOIcp肯F灰土垫层重度取18KN/m* #道路填土高度为3m ’路珈面宽度为弓Om （填土及路面结构层重度取20KN/M ■问道路换煩深蛮多少能满足软弱下卧层淤泥质土层承哉力验算的蓉求？
f。

地基处理课程设计计算书武汉滨江住宅区2#住宅楼地基处理工程设计（编号B3D3F3）目录一、设计说明1、设计目的2、设计依据3、设计要求4、设计原则二、工程概况1、工程概述2、工程地质条件三、地基处理方案论证1、常用地基处理方案2、地基处理方法选择四、复合地基设计1、桩长及桩径的选择2、布置方式的设计3、承载力计算4、沉降计算5、施工设计五、设计总结1、施工图2、质量控制与检验一、设计说明1、设计目的（1）提高地基承载力结构的荷载最总都将传到地基上，结构建筑物的强度很大，而基础能够承受的强度却很小，压缩性很大。

通过适当的措施，改善和提高土的承载能力。

（2）改善剪切特性地基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性，取决于地基土的抗剪强度。

因此，为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。

（3）改善压缩特性主要是采用一定措施以提高地基土的压缩模量，藉以减少地基土的沉降。

另外，防止侧向流动（塑性流动）产生的剪切变形，也是改善剪切特性的目的之一。

（4）改善透水特性由于地下水的运动会引起地基出现一些问题，为此，需要采取一定措施使地基土变成不透水层或减轻其水压力。

（5）改善动力特性地震时饱和松散粉细砂（包括一部分轻亚粘土）将会产生液化。

因此，需要采取一定措施防止地基土液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震特性（6）改善特殊土的不良地基特性主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀性等特殊土的不良地基特性2、设计依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《地基处理手册（第三版）》——“中国建筑工业出版社龚晓楠2008《工程使用地基处理手册》——中国建筑工业出版社 2005.7《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）《地基处理技术》——华中科技大学出版社郑俊杰2004《地基处理》——中国建筑工业出版社叶书麟 2003《基础工程》——北京高等教育出版社赵明华20033、设计要求根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）和《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），对比分析可选择的地基处理方案，结合工程的要求和天然地基存在的主要问题，结合上部结构的类型、荷载的性质，并认为主要考虑复合地基处理方法与均质人工地基处理方法同时要求：（1）对所选用的地基处理的方案进行比选后的可行性论证，同时要考虑经济、施工周期等各项条件进行的必要分析；（2）绘制平面布置图、剖面图；（3）编写设计计算说明书一份，内容包含完整的计算说明书，内容参照设计要求，详细叙述每一步设计的细节；书写清楚，字体端正，列入主要过程的计算步骤，计算公式；（4）图件：布图合理，图面整洁，线条及字体规范，图中书写字体一律采用仿宋体4、设计原则考虑建筑地基处理工程存在工程量大、工期紧张、施工条件差等客观因素，因而设计原则上确保工期的情况下、在确保工程质量不受影响的情况下，力争做到好、快同步，又快又好。

---------------------------------------------------------------------- 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。

换填垫层法计算书项目名称_____________构件编号_____________设计_____________校对_____________审核_____________ 计算时间 2020年9月5日（星期六）13:46一、设计资料1.1地基处理方法：换填垫层法1.2基础参数：基础类型：矩形基础基础长度L：1.50m基础宽度B：1.50m基础覆土容重：18.00kN/m31.3荷载效应组合：标准组合轴力F k：70.00kN标准组合弯矩M x：7.00kN·m标准组合弯矩M y：-6.00kN·m准永久组合轴力F：60.00kN1.4垫层参数：垫层厚度：0.70m顶面长度L1：2.90m底面长度L2：2.10m顶面宽度B1：2.90m底面宽度B2：2.10m承载力特征值：60.00kPa压缩模量：2.00MPa计算附加压力用垫层压力扩散角：23.00°尺寸验算用压力扩散角：23.00°XY442140040021007121515001.5地基处理设计依据《建筑地基处理技术规范》 （JGJ79-2002 J220－2012）《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2011） 1.6土层参数:天然地面标高：0.00m 水位标高：-0.50m 基底标高：-1.20m5.003.503.00天然地面标高土层参数表格层号 土层名称 厚度m容重kN/m 3 压缩模量MPa承载力kPa ηd 1 填土 3.00 18.00 2.00 60.00 1.00 2 粉质粘土 3.50 19.90 7.90 230.00 1.00 3粉质粘土5.0020.006.20140.001.00注:表中承载力指天然地基承载力特征值(kPa)、ηd 基础埋深的地基承载力修正系数二、垫层地基承载力验算经处理后的地基，当考虑基础宽度和深度对地基承载力特征值进行修正时，一般宽度不作修正，即基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础深度的地基承载力修正系数取1.0。

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 。

换土垫层法地基处理工程课程设计计算书课题名称：换土垫层法设计学生学号：专业班级：学生姓名：学生成绩：指导教师：换土垫层法地基处理工程课程设计计算书一、地基处理方案论证由于建筑地基大部分在暗滨区域，因此必须进行处理。

若打钢筋混凝土短桩，费用比较昂贵；若采用水泥混凝土搅拌桩，由于暗滨土中有机物含量较高，因此处理效果可能不好；若采用基础梁跨越低，则因暗滨宽度太大而不可能，故采用砂垫层处理，置换暗滨填土，则既可满足建筑物对地基水载力的要求，又可达到改善排水途径及控制下卧层压力的目的。

因此，对各种地基处理方案进行技术经济比较，决定采用砂垫层处理方案。

二、计算垫层厚度对于砂垫层厚度的确定，可先假设一个垫层的厚度，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。

由于暗滨深度为2.8m，基础埋深d=1.3m，因此砂垫层厚度假设为1.5m,其干密度要求大于1.6t/m21．计算基础底面平均压力P k:基础自重和基础以上的土重G k=γG Ad-γw Ah w=20×1.3×1.3—9.8×1.3×（1.3—0.5）=27.3kN故荷载效应标准组合时，基础底面平均压力P k=(F k+G k)/A=(145+27.3)÷1.3=132.6kPa2．计算基础底面处土的自重压力P c:P c=∑γi h i=18.5×0.8+（18.5—9.8）×0.5=19.2kPa3．计算垫层底面处土的自重压力P cz:P cz=∑γi h i=(18.6—9.8)×2.0+18.5×0.8=32.2kPa:4．计算垫层底面处的附加压力Pz由砂石垫层厚度z=1.5m，基础宽b=1.3m，得z/b=1.5/1.3=1.15＞0.5取压力扩散角θ=30°，则垫层底面处的附加应力P z =b(P K —P C )/(b+2ztan θ)=1.3×（132.6—19.2）/(1.3+2×1.5×tan30°) =40.87kPa5．计算下卧层地基承载力设计值由表1可得砂垫层底面处淤泥质粉质粘土的地基承载力特征值F ak =68kPa,再经深度修正后可得下卧层地基承载力设计值为： f az =f ak +ηb γ(b —3)+ ηd γm (d+z —0.5)=68+0+1×[（18.5—9.8）×2+18.5×0.8×（2.8—0.5）]/2.8=94.5kPa 6．下卧层承载力验算垫层的厚度应满足作用在垫层底面处土的自重压力与附加压力之和不大于下卧层地基承载力的要求,即：P z + P cz =48.7+32.2=80.9＜f az =94.5kPa ，满足设计要求故砂石垫层厚度取1.5m四、确定垫层宽度垫层的宽度除要满足应力扩散的要求外，还应防止垫层向两边挤动。

塔吊基础下换填地基设计计算书
一、设计依据：建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002
二、计算内容：
1、垫层厚度根据置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定，并符合下式要求：
根据上式计算如下：P z=【5.3×5.3×（140-18）】/（5.3+2×Z×tg28）2
=3426.98/（5.3+1.063×Z）
P z+P cz≤ƒaz P z≤110-18=92KPa Z≈0.75
因此，Z值最小取值0.8m厚。

(b、l取值参见塔基基础说明书，P k、P C取值参见地基勘察报告)
2、垫层底面宽度要满足基础底面应力扩散的要求，可按下式计算确定：
根据上式计算如下：b′≥5.3+2×0.8×tg28=6.15m
整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。

垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上，按基坑开挖期间保持边坡稳定的坡度放坡确定。

垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。

垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定。

3、垫层选用材料：
灰土，体积配比为3：7。

土料宜为粉质粘土，不宜使用块状粘土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒不得大于15mm。

石灰宜用新鲜的消石灰，其颗粒不得大于5mm。

垫层的压实标准按下表选用：。