地基换填处理计算(2017版)
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此文档下载后即可编辑金堂县九龙新区安置点二期工程(C1区)地下室基础换填专项施工方案编制单位:四川瑞洋建筑工程有限公司编制人:审核人:审批人:2017年11月目录一、编制说明及依据 (1)1.编制依据 (1)二、工程概况 (2)2.1工程概况 (2)2.2地下室基础换填概况 (2)三、施工部署及施工准备 (3)3.1施工部署 (3)3.2施工准备 (3)四、主要施工方法 (4)4.1施工流程 (4)4.2施工方法 (5)五、施工注意事项和质量检验标准 (5)5.1施工注意事项 (5)5.2质量检验标准 (6)六、安全文明施工措施 (6)一、编制说明及依据1.编制依据1)、金堂县九龙新区安置点二期工程项目相关施工图纸2)、金堂县九龙新区安置点二期工程项目地勘报告3)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)4)、施工现场的实际情况二、工程概况2.1工程概况依据勘察资料:13#、14#、16#楼高层采用筏板基础,其持力层设置在中风化砂岩层上,基床系数K=55MN/m³;11#楼高层及局部地下室采用旋挖钻孔扩底和人工挖孔扩底嵌岩灌注桩,持力层为中风化砂岩层,其饱和抗压强度标准值frk=8.50MPa;纯地下室大部分采用独立柱基础,其持力层大部分为中风化岩砂层,局部为强风化砂岩层。
中风化砂岩层地基承载力特征值fak=800KPa,强风化砂岩层地基承载力特征值fak=320KPa。
地基基础设计等级:高层部分为乙级,纯地下室部分为丙级。
裙房和单层地下室的独立基础:当基坑挖至设计标高尚未达到持力层时,必须下挖至持力层后,超深部分用C15毛石混凝土(毛石含量不大于30%)原槽换填至设计标高。
三、施工部署及施工准备3.1施工部署3.1.1将基坑挖至持力层,且将基坑内的泥土、强/中风化乱石清理完成,地基验槽合格后方可进行换填处理,换填分为两个阶段。
第一阶段:基础部位换填,采用C15毛石混凝土进行换填,混凝土必须采用振捣棒振捣密实,混凝土浇筑至设计垫层底标高处。
地基处理-换填法换填法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、煤渣、矿渣等材料分层充填,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。
换土垫层与原土相比,具有承载力高、刚度大、变形小等优点。
按换填材料的不同,将垫层分为砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。
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、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。
换填法还适用于一些地域性特殊土的处理,用于膨胀土地基可消除地基土的胀缩作用,用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶等,用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
3.4 垫层的设计垫层的设计主要是确定以下四个参数:1、垫层的厚度2 、垫层的宽度3 、承载力4 、沉降1、垫层厚度的确定垫层的厚度一般根据垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力。
具体计算时,一般是先初步拟定的一垫层厚度,再验算,直到满足要求为止。
垫层厚度一般不宜大于3m,也不宜小于0.5m。
太厚施工较困难,太薄则换土垫层的作用不显著。
所垫层厚度的确定,除应满足计算要求外,还应根据当地的经验综合考虑。
2、垫层宽度的确定垫层的宽度除应满足基础地面应力扩散的要求外,还应考虑垫层侧面土的强度条件,防止垫层材料由于侧面土的强度不足或由于侧面土的较大变形而向侧边挤出,增大垫层的竖向变形,使建筑物沉降增大。
垫层宽度的取值,可按两种方法计算:一种是扩散角法;另一种是按垫层侧面土的地基承载力设计值确定垫层的宽度3、垫层承载力的确定经换填处理后的地基,由于理论计算方法尚不完善,垫层的承载力宜通过现场荷载试验确定,如对于一般工程可直接用标准贯入试验、静力触探和取土分析法等。
地基处理计算分析过程演示地基处理主要分为基础工程措施和岩土加固措施。
有的工程,不改变地基的工程性质,而只采取基础工程措施;有的工程还同时对地基的土和岩石加固,以改善其工程性质。
选定适当的基础形式,不需改变地基的工程性质就可满足要求的地基称为天然地基;反之,已进行加固后的地基称为人工地基。
地基处理工程的设计和施工质量直接关系到建筑物的安全,如处理不当,往往发生工程事故,且事后补救大多比较困难。
因此,对地基处理要求实行严格的质量控制和验收制度,以确保工程质量。
地基处理的方法很多,如换土法、碾压法、强夯法、爆炸压密、砂井、预压砂井(堆载预压砂井及真空预压砂井)、振冲法、灌浆、高压喷射灌浆等。
1、换填垫层法[计算简图][计算条件][基础参数]基础类型:基础埋深:基础宽度:基础长度:基础覆土容重:竖向荷载:弯矩Mx:矩形基础1.500(m)3.600(m)2.400(m)20.000(kN/m3)620.0(kN)16.0(kN.m)J 1 瑯淨[土层参数]土层层数: 5 地下水埋深: 50.000(m) 压缩层深度: 40.000(m) 沉降经验系数:0.400地基承载力修正公式: 匕 丨gm :*** 鏱--基础宽度地基承载力修正系数 *** 蹭--基础深度地基承载力修正系数[换填垫层参数]材料类型:A***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: 10.000(MPa) 承载力: 200.000(kPa) 厚度: 1.800(m) 顶面宽度: 6.600(m) 底面宽度: 5.600(m) 顶面长度: 5.400(m) 底面长度:4.400(m) 压力扩散角:20.000( °土类型 土层厚 容重饱和容重压缩模量 承载力(m)(kN/m A 3) (kN/m A 3)(MPa) (kPa) 素填土 1.200 18.0 --- 1.500 80.0 0.000 1.000 淤泥 1.860 17.7 --- 1.800 75.0 0.000 1.000 淤泥质土2.30017.0---2.200 82.0 0.000 1.000淤泥质土 7.000 17.2 --- 4.000 160.0 0.000 1.000 粘性土 10.000 17.7 --- 8.000 200.0 0.000 1.000承载力修正基准深度d0 :序号鏱10.500(m)计算结果:1. 垫层承载力验算基底平均压力pk:101.8(kPa)基底最大压力pkmax :106.4(kPa)基底最小压力pkmin :97.1(kPa)基底自重压力pc:26.9(kPa)垫层承载力特征值fz :217.9(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20.0(垫层底附加应力pz :35.5(kPa)垫层底自重应力pcz :58.7(kPa)垫层底pz + pcz :94.2(kPa)垫层底地基土承载力特征值fz :131.8(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: 3.600(m)垫层顶面宽度B1: 6.600(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 : 2.400(m)垫层顶面长度L1 : 5.400(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: 5.600(m) 基底压应力传递到垫层底面处的应力分布宽度B + 2ztg : 垫层底面宽度B2 >=B + 2ztg , 垫层底面满足应力扩散要求!4.910(m)垫层底面长度L2: 4.400(m) 基底压应力传递到垫层底面处的应力分布长度L + 2ztg : 垫层底面长度L2 >= L + 2ztg ,垫层底面满足应力扩散要求!3.710(m)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 5.36 23.0 17.8 93.6 111.4 244.9 满足!5 12.36 23.0 4.5 214.2 218.7 405.5 满足!6 22.36 23.0 1.5 390.8 392.3 582.1 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 1.56 10.000 0.00 1.56 10.26 1.37082 0.24 10.000 1.56 1.80 1.11 0.14803 2.06 2.200 1.80 3.86 25.56 0.75134 7.00 4.000 3.86 10.86 11.53 0.61655 29.14 8.000 10.86 40.00 2.57 0.2744压缩模量的当量值: 4.636(MPa)沉降计算经验系数:0.400总沉降量:0.400 * 51.03 = 20.41(mm)***Z1 --***Z2 -- 基础底面至本计算分层顶面的距离基础底面至本计算分层底面的距离2、砂石桩法[计算简图][计算条件][基础参数]基础类型:基础埋深:基础宽度:基础长度:基础覆土容重: 竖向荷载:弯矩Mx:矩形基础1.500(m)3.600(m)2.400(m)20.000(kN/m3) 620.0(kN)16.0(kN.m)承载力修正基准深度d0 : 0.500(m)(m)(kN/m A 3) (kN/m A 3)(MPa) (kPa)1素填土1.200 18.0 - -1.50080.0 0.000 1.000 2 淤泥 1.860 17.7 - -1.800 75.0 0.000 1.000 3 淤泥质土 2.300 17.0 -- -2.20082.0 0.000 1.000 4 淤泥质土7.000 17.2-- -4.000 160.0 0.000 1.000 5 粘性土 10.00017.7--8.000200.0 0.000 1.000*** 蹭--基础深度地基承载力修正系数[砂石桩参数]桩布置形式: 桩竖向间距: 桩水平间距: 桩直径: 桩长:三角形1.500(m) 1.500(m) 300(mm) 5.000(m)fg =硝上+(1 ■响以桩体承载力特征值(单位面积): 200.000(kPa)垫层厚度:400(mm) 垫层超出桩外侧的距离: 300(mm)[处理土层参数]土层 天然土层ff 提高系数k 桩间土 fsk 天然土层Es复合地基Es 天然土层 复合地基e2 75.0 1.100 82.5 1.800 1.800 18.5 18.5 382.01.10090.22.200 2.20023.023.0[土层参数]土层层数: 5 地下水埋深: 50.000(m ) 压缩层深度: 40.000(m ) 沉降经验系数:0.400地基承载力修正公式: .丨yjd序号 土类型 土层厚容重 饱和容重 压缩模量 承载力*** 鏱--基础宽度地基承载力修正系数 承载力计算公式:基础边缘外桩的排数(横向): 1 基础边缘外桩的排数(竖向):14 160.0 1.100 176.0 4.000 4.000 23.0 23.0 ***f***fsk -- ***Es -- -- 表示原始土层承载力特征值(kPa) 表示桩间土承载力特征值(kPa) 表示压缩模量(MPa)*** -- 表示压力扩散角( 度)*** 承载力提高系数和复合地基压力扩散角为交互参数;*** 天然土层的承载力、压缩模量为土层参数,列在这里便于对比;*** 天然土层的压力扩散角、桩间土fsk 和复合地基压缩模量为计算中间结果。
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。