1、2013 级土木工程专业地基处理课程设计任务书贵阳学院学院：城乡规划与建筑工程班级：土木工程指导老师： 小组成员： 小组成员学号：时间：2015 年 12 月 22 日地基处理2目录方案一 .4换土垫层法 .4一、设计说明 .41、设计目的 .42、设计依据 .43、设计要求 .44、设计原则 .5二、地基处理方案 .51、地基处理方法选择 .5三、施工 .51、施工原则 .52、施工要求 .5四、垫层设计及验算 .6（1 ）材料选用 .6（2 ）垫层厚度 Z 的确定 .7五、施工周期 .8六、垫层的经济分析及造价 .8七、质量检测 .8方案二 .10强夯置换法 .10强夯置换法的设计 .10
2、二、地基处理方案 .101、地基处理方法选择 .102、设计依据 .113、设计要求 .114、设计原则 .11三、强夯置换法施工 .11四、强夯置换法施工参数 .121、锤重 .122、有效加固深度 .123、夯锤与落距的选择 .124、夯击次数 .135、夯击点间距 .136、夯击遍数和间歇时间 .137、加固范围 .138、置换材料 .139、桩体参数 .1410、夯击次数 .1411、除以上还需满足 .14五、设计计算 .141、承载力值计算 .142、单桩极限承载力计算 .15地基处理33、复合地基承载力计算 .15六、施工周期 .15七、基础下打入桩及垫层的经济分析及造价 .16八
3、、强夯置换法施工工艺 .161、施工准备 .162、施工流程 .173、质量控制 .17九、质量检测 .17置换墩长的检测 .18复合地基承载力的检测 .18方案的比较 .18地基处理4方案一换土垫层法一、设计说明 1、设计目的 提高地基承载力 1结构的荷载最终都将传到地基上，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。 改善剪切特性 2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。 改善压缩特性 3主要是采用一定措施以提高地基土的压缩模量
4、，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。 改善透水特性 4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。改善动力特性 5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。2、设计依据地基处理中国建筑工业出版社 叶书麟 叶观宝 2004 年基础工程北京高等教育出版社 建筑地基基础设计规范 ，北京 中国建筑工业出版社，20023、设计要求 根据地基处理中国建筑工业出版社 叶书麟 2003 和基础工程北京高等教
5、育出版社 赵明华 2003，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，最终选择换土垫层法进行地基处理。地基处理54、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。二、地基处理方案1、地基处理方法选择根据基础下各类土的性质，选择换土垫层法进行地基处理.三、施工1、施工原则对地基持力层中存在的软硬不均点,要根据对持力层的稳定性及建筑物安全的影响确定处理方法。当不均
6、点范围小,埋藏很深,四周土层稳定,地基压缩没有影响时,对该不均点可不作处理。否则,应予挖除,并根据与周围土质及密实度均匀一致的原则,分层回填,夯压密实,以防地基持力层的不均匀变形对上部 建筑物造成破坏。对垫层底部的下卧层中存在软硬不均点,要根据对垫层稳定及建筑物安全的影响确定处理方法。对不均匀沉降要求不高的一般性建筑,当下卧层中不均点范围小,埋藏很深,处于地基压缩范围以外,且四周土层稳定时,对该不均点可不作处理。否则,应予挖除,并根据与周围土质及密实度均匀一致的原则,分层回填,并夯压密实,以防止下卧层的不均匀变形对垫层及上部建筑物产生危害。当垫层下卧层为软弱土层时,因其具有一定的结构强度,一旦
7、被扰动强度大量降低,变形大量增加,将影响垫层及建筑物的安全使用。通常的做法,是在开挖基坑时预留厚约 200mm 厚的保护层,待做好铺填垫层的准备后,对保护层挖一段随即用换填材料铺填一段,直到完成全部垫层,以保护下卧层的结构不被破坏。在软弱下卧层顶面设置厚 150300mm 的砂层防止粗粒换填材料挤入下卧层时破坏其结构。在同一栋建筑物下,应尽量保持垫层厚度相同;对于厚度不同的垫层,应防止垫层厚度突变;在垫层较深部位施工时,应注意控制该部位的压实系数,以防止或减少由于地基处理厚度不同所引起的差异变形。2、施工要求垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾 或羊足碾，
8、中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯。砂石等宜用振动碾。粉煤灰宜采用平碾、 振动碾、平板振动器、蛙式夯。矿渣宜采用平板振动器或平碾，也可采用振动碾。地基处理6垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。除接触下卧软 土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定厚度外，一般情况下，垫层的分 层铺填厚度可取 200300mm。为保证分层压实质量，应控制机械碾压速度。粉质粘土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量 opw2%的范围内，粉 煤灰垫层的施工含水量宜控制在 opw4%的范围内。最优含水量可通过击实试验确定，也可 按当地经验取用。当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基
9、础、暗塘等软硬不均的部位时，应根据建 筑对不均匀沉降的要求予以处理，并经检验合格后，方可铺填垫层。基坑开挖时应避免坑底土层受扰动，可保留约 200mm 厚的土层暂不挖去，待铺填 垫层前再挖至设计标高。严禁扰动垫层下的软弱土层，防止其被践踏、受冻或受水浸泡。在 碎石或卵石垫层底部宜设置 150300mm 厚的砂垫层或铺一层土工织物，以防止软弱土层 表面的局部破坏，同时必须防止基坑边坡坍塌土混入垫层。换填垫层施工应注意基坑排水，除采用水撼法施工砂垫层外，不得在浸水条件下施 工，必要时应采用降低地下水位的措施。垫层底面宜设在同一标高上，如深度不同，基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并 按 7先深后浅的
10、顺序进行垫层施工，搭接处应夯压密实。 粉质粘土及灰土垫层分段施工时，不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝。上下两层 的缝距不得小于 500mm。接缝处应夯压密实。灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压。灰土夯 压密实后 3d 内不得受水浸泡。粉煤灰垫层铺填后宜当天压实，每层验收后应及时铺填上层 或封层，防止干燥后松散起尘污染，同时应禁止车辆碾压通行。 垫层竣工验收合格后，应及时进行基础施工与基坑回填。铺设土工合成材料施工，应符合以下要求： 8a) 下铺地基土层顶面应平整，防止土工合成材料被刺穿、顶破； b) 土工合成材料应先铺纵向后铺横向，且铺设时应把土工合成材料张拉平整、绷紧，严禁有折皱； c) 土工
11、合成材料的连接宜采用搭接法、缝接法或胶接法，连接强度不应低于原材料抗拉12 强度，端部应采用有效固定方法，防止筋材拉出； d) 应避免土工合成材料暴晒或裸露，阳光暴晒时间不应大于 8 小时。四、垫层设计及验算（1 ）材料选用宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、细砂、碎石、石屑或其他工业废粒料。但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石，其掺量应按设计规定(含石量不应大于 50%)。所用砂石料，不得含有草根、垃圾等有机杂物。兼起排水固结作用时，含泥量不宜超过 3%。碎石或卵石最大颗粒不宜大于 50mm。故本次设计采用换土垫层法用细砂填料来置换部分粉质黏土，砂土按标准贯入试验锤击次数 N 查取承载力特
12、征值 =140kpa.akf（2 ）垫层厚度 Z 的确定假定设置换土垫层的厚度 Z=1.5m，取基础的单位面积作为计算单元。地基处理7则 。30故,5.1bZ荷载作用下的基础底面处的平均压力kpa2k基础底面处土的自重压力 kpa314.67 6.1875.06.184.08.17.0c ）（）（- =200-67.314=132.686kpa c垫层底面处土的自重压力kpa386.95.164.08. czp荷载作用下垫层底面处的附加应力 kpabckz 56.4)tan305.12()tan2(垫层底面经深度修正后的地基承载力特征值 kpapkazdrfczmakz 952.143956.
13、41270 )5.014()8606(.18130 满足要求确定单位面积下的垫层宽度 m732.tan05.12B 即 zb基础垫层的宽度 314基础垫层的长度 mL72.6tan05.26五、施工周期根据 2004 建筑定额规则，基础垫层按基础垫层底面积乘以厚度，以立方米计算。故其工程量：地基处理83742.15732.615.mV假定每天能铺填并夯实 ，则其施工的工期0m天15742n六、垫层的经济分析及造价估算做其垫层的造价其工程量： 3742.15732.615.mV人工工资 150 元/工日，每天铺填并夯实 ，根据造价信息及 2004 建筑定额规则有：0人工费：8600 元材料费：9
14、855 元机械费：6000 元则其垫层的大概造价为：24455 元七、质量检测对粉质粘土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的施工质量检验可用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验；对砂石、矿渣垫层可用重型动力触探检验，并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量。垫层的施工质量检验必须分层进行，应在每层的压实系数符合设计要求后铺设下层土。采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应位于每层厚度的 2/3 深度处。检验点数量，对大基坑每 50100 m2 不应少于 1 个检验点；对基槽每 1020m 不应少于 1 个点；每个独立柱基不应少于 1 个点。采用贯入仪或动
15、力触探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距应小于 4m。竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程不宜少于 3 点；对于大型工程 则应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数。在有充分试验依据时也可采用标准贯入试验或静力触探试验。对加筋垫层中土工合成材料应进行如下检验： a) 土工合成材料质量符合设计要求、外观无破损、无老化、无污染； b) 土工合成材料要求张拉平整、无皱折、紧贴下承层，锚固端锚固牢固； c) 上下层土工合成材料搭接缝要交替错开，搭接强度应满足设计要求。地基处理9方案二强夯置换法强夯置换法的设计1、强夯置换墩的深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达
16、较硬土层上，深度不宜超过 7m。2、强夯置换法的单击夯击能应根据现场试验确定。3、墩体材料可采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm 的颗粒含量不宜超过全重的 30%。4、夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，且应同时满足下列条件：墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长； 1累计夯沉量为设计墩长的 1.52.0 倍； 2最后两击的平均夯沉量不大于建筑地基处理技术规范第 6.2.2 条的规定值 35、墩位布置宜采用等边三角形或正方形。对独立基础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置。6、墩问距应根据荷载大小和原土的承载力选定，当满堂布置时可取夯锤直径的 23 倍。对独立
17、基础或条形基础可取夯锤直径的 1.52.0 倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.11.2 倍。7、当墩间净距较大时，应适当提高上部结构和基础的刚度。8、强夯置换处理范围应按建筑地基处理技术规范第 6.2.6 条执行。9、墩顶应铺设一层厚度不小于 500mm 的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于100mm。10、强夯置换设计时，应预估地面抬高值，并在试夯时校正。11、强夯置换法试验方案的确定，应符合本规范第 6.2.7 条的规定，检测项目除进行现场载荷试验检测承载力和变形模量外，尚应采用超重型或重型动力触探等方法，检查置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化。12、确定软粘性土中强夯置换
18、墩地基承载力特征值时，可只考虑墩体，不考虑墩间土的作用，其承载力应通过现场单墩载荷试验确定，对饱和粉土地基可按复合地基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。13、强夯置换地基的变形计算应符合建筑地基处理技术规范第 7.2.9 条的规定。二、地基处理方案1、地基处理方法选择根据基础下各类土的性质，选择强夯置换法进行地基处理.地基处理102、设计依据地基处理中国建筑工业出版社 叶书麟 叶观宝 2004 年基础工程北京高等教育出版社 建筑地基基础设计规范 ，北京 中国建筑工业出版社，20023、设计要求 根据地基处理中国建筑工业出版社 叶书麟 2003 和基础工程北京高等教育出版社 赵明
19、华 2003，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，最终选择换土垫层法进行地基处理。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。三、强夯置换法施工1、强夯锤质量可取 1040t，其底面形式宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取 2540kPa，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气
20、孔，孔径可取 250 300mm。强夯置换锤底静接地压力值可取 100200kPa。2、施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。3、当场地表土软弱或地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下 2m。坑内或场地积水应及时排除。4、施工前应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。5、当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取隔振或防振措施消除强夯对邻近建筑物的有害影响。6、强夯置换施工可按下列步骤进行:清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为 1.02.0m 的砂石施工垫层; 1标出夯点位置，并测量场地高程; 2起重机就位，夯锤置于夯点位置; 3测量夯前锤顶高程; 4
