课程设计计算书-换土垫层法

A 换土垫层法承载力计算A.1 已知条件： A.1.1 基础参数：基础长度l （y 向，条形基础取1m ），基础宽度b （x 向），基础自重及其上覆土容重20kN /m 3。

A.1.2 荷载参数：标准组合轴力F k （kN ），绕x 轴标准组合弯矩M kx （kN ·m ，条基取0），绕y 轴标准组合弯矩M ky （kN ·m ）。

A.1.3 垫层参数：垫层厚度z （m ），垫层材料，压力扩散角θ：A.1.4 土层参数：室内外高差△d ，基底埋深d ，基底以上原状土加权平均重度m γ（地下水位超过基础底面时取浮重度，且按水位分层计算），基底至垫层底面各土层加权平均重度z γ（地下水位超过垫层顶面时取浮重度，且按水位分层计算），垫层底面土层承载力特征值f azk （kP a ）。

A.1.5 基底尺寸未知时，先计算基底尺寸l 、b ：确定基础底面积、埋深时：0.0b η=， 1.0d η=（P7第3.0.4条）。

垫层承载力特征值f ak（kP a ），题中未能给出时，可大致取砂石类150 kP a 、灰土200 kP a 。

修正后的垫层载力特征值 f a = f ak +γm (d －0.50)。

条形基础取l ＝1m ，仅计算b 向，轴心受压：20(0.5)ka F bl f d d =-+∆；偏心受压：令20(0.5)k A F d d =++∆，2.4ab lf =6kx kM b e F =≤）。

矩形基础偏心受压假设l ＝1.2m 后，按两个方向分别计算。

A.2 垫层底面承载力验算：A.2.1 基础底面（垫层表面）的附加压力：基础及其上覆土自重压应力：G k = 20(d ＋0.5△d ) ，△d —室内外高差，d —基底埋深。

矩形基础基底压应力：轴心受压k k k F p G bl=+；偏心受压2266ky k kx k k M F M p G bllbl b=+++。

换土垫层法本章概述1．换土垫层的概念2．换土垫层适用条件3．换土垫层的五个作用4．换土垫层的设计5．换土垫层的施工要点6．换土垫层法的质量检验方法本章重点与难点重点掌握换土垫层的概念、适用条件及其五个作用；对砂垫层厚度、宽度的设计；换土垫层法的质量检验方法。

第二章换土垫层法第一节概述当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软土层的厚度又不很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并夯压（振实）至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法（Replacement Memod）。

换土垫层法常用作为浅层处理地基的方法．而重锤夯实法、机械碾压法和振动压实法，则是换土垫层法中采用不同的压实机具对换填地基土进行夯（压、碾）实的不同施工方法。

换土垫层法还包括低洼地域筑高（平整场地）或道路筑高（道路路基）。

对回填不同材料形成的垫层，可称之为该材料垫层、如碎垫层、干渣垫层、和粉煤灰垫层等。

换土垫层的作用是：（1）提高地基承载力，并通过垫层的应力扩散作用，减少垫层下．天然土层所承受的压力。

从而使地基强度满足要求；（2）垫层置换了软弱土层，从而可减少地基的变形量；（3）加速软土层的排水固结；（4）调整不均匀地基的刚度；（5）对湿陷性黄土、膨胀土或季节性冻土等特殊土，其目的主要是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性。

换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等地等地基土的浅层处理．常用于轻型建筑、地砰、堆料场和道路工程等地基处理工程中。

大面积填土产生的大范围地面负荷，其影响深度较大，地基土的压缩变形量大，沉降延续时间长，与换土垫层法浅层处理地基的特点不同，因而对大面积填土地基进行设计和施工时，地面堆载要力求均衡，避免大量、迅速、集中堆载，并应根据使用要求、堆载特点、结构类型和地质条件等来确定允许堆载量的大小和范围。

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。

换填垫层法课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解换填垫层法的基本原理，掌握其施工工艺及操作流程。

2. 学生能够掌握换填垫层法在道路、桥梁等工程中的应用场景及优势。

3. 学生能够了解换填垫层法的相关规范及质量标准。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析实际工程案例，提出合理的换填垫层方案。

2. 学生能够通过实验和实践，掌握换填垫层施工的技能，具备一定的实际操作能力。

3. 学生能够运用所学知识，解决实际工程中的问题，提高解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习换填垫层法，培养对工程建设的兴趣和热情，增强职业责任感。

2. 学生能够认识到工程质量对社会的重要性，培养严谨的工作态度和良好的职业道德。

3. 学生在学习过程中，能够树立团队合作意识，培养沟通协调能力。

本课程针对高年级土木工程专业学生，结合学科特点，注重理论联系实际。

课程目标旨在使学生掌握换填垫层法的基本知识和技能，培养解决实际工程问题的能力，同时注重培养学生的职业素养和团队协作精神，为今后的工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 换填垫层法基本原理：讲解换填垫层法的定义、作用及分类，使学生了解其基本概念和原理。

2. 换填垫层法的施工工艺：详细介绍换填垫层法的施工流程、操作要点及质量控制措施，包括土方开挖、垫层铺设、压实等环节。

3. 换填垫层法的应用场景：分析道路、桥梁、隧道等工程中换填垫层法的应用实例，使学生了解其适用范围和优势。

4. 换填垫层法相关规范及质量标准：学习国家及地方关于换填垫层法的规范要求，掌握工程质量验收标准。

5. 实践教学环节：组织学生进行施工现场参观，实际操作换填垫层施工，提高学生的实际操作能力。

教学内容安排与进度：1. 第1周：换填垫层法基本原理及分类。

2. 第2周：换填垫层法的施工工艺及操作要点。

3. 第3周：换填垫层法在各类工程中的应用场景。

4. 第4周：换填垫层法相关规范及质量标准。

5. 第5周：实践教学环节，包括施工现场参观和实际操作。

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。