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1、中央广播电视大学中央广播电视大学 毕毕 业业 论论 文文 题目题目 地基处理和基础设计的思考地基处理和基础设计的思考 专 业 土木工程 年 级 13 秋 学 号 学生姓名 指导教师 论文完成日期 2015 年 11 月 南京广播电视大学 毕业设计 论文 作业 课题审批表 教学单位 盖章 专业 13秋本科 土木工程 学生类别开放本科 课题名称地基处理和基础设计的思考 填报 时间 2015年 8月 5 日 课 题 内 容 简 介 1 1 引言 引言 在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基的处理 二者是密不可分的 地基处理的好坏将直接关系到基础的选型和造价 2 2 地基的处理方法 地基的处理方法
2、 常用的地基处理方法有 换填垫层法 强夯法 砂石桩法 振冲法等 3 3 基础结构选型 基础结构选型 3 1 刚性条形 3 2 柱下钢筋混凝土条形 3 3 交叉梁条形基础 3 4 筏板基础 等 4 4 实例分析 实例分析 以某工程地基设计和处理为实例 进行分析和论证 4 1 工程概况及地质情况 4 2 地基处理方案选择 4 3 基础选型及设计 4 4 设计效果 5 5 结论 结论 基础设计关键是上部荷载准确性 上部荷载准确性关键是结构选型 即结构计 算模型与软件的计算条件 模型 吻合程度 须用两种以上软件进行上部结构计算 对结果分析 手算综合确定上部荷载 指导教师姓名郭枫参加学生姓名郑宝源 指导
3、教 师意见 郑宝源同学选题结合专业实际 选题得当 同意按照此课题审批表 撰写论文 签名 郭枫 市校 审核 意见 审核部门盖章 年 月 日 地基处理和基础设计的思考 南京电大江宁分校 土木工程专业 郑宝源 1332101250412 内容摘要 在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基 的处理 二者是密不可分的 地基处理的好坏将直接关系到基础的 选型和造价 本文就地基的处理和基础设计进行的讨论 在地基基 础设计中 基础的选型必须根据上部结构的荷载 地基土体的承载 力和工程造价综合各方面的情况进行确定 关键词 软弱地基 地基处理 换填垫层法 基础设计 目 录 1 引言 1 2 地基的处理方法 1
4、3 基础的设计 5 4 实例分析 6 4 1 工程概况及地质情况 6 4 2 基础方案比较选择 8 4 3 基础设计 9 4 4 设计效果 10 5 结论 11 1 引言 基础是建筑物和地基之间的连接体 基础把建筑物竖向体系传来的荷载传 给地基 从平面上可见 竖向结构体系将荷载集中于点 或分布成线形 但作 为最终支承机构的地基 提供的是一种分布的承载能力 假如地基的承载能力足够 则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相 同 但有时由于土或荷载的条件 需要采用满铺的伐形基础 伐形基础有扩大 地基接触面的优点 但与独立基础相比 它的造价通常要高的多 因此只在必 要时才使用 不论哪一种情况 基础的概
5、念都是把集中荷载分散到地基上 使 荷载不超过地基的长期承载力 因此 分散的程度与地基的承载能力成反比 有时 柱子可以直接支承在下面的方形基础上 墙则支承在沿墙长度方向布置 的条形基础上 当建筑物只有几层高时 只需要把墙下的条形基础和柱下的方 形基础结合使用 就经常足以把荷载传给地基 这些单独基础可用基础梁连接 起来 以加强基础反抗地震的能力 只是在地基非常软弱 或者建筑物比较高 的情况下 才需要采用伐形基础 多数建筑物的竖向结构 墙 柱都可以用各 自的基础分别支承在地基上 中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的 基础连接构件 这样可以比独立基础更均匀地分布荷载 假如地基承载力不足 就可以判
6、定为软弱地基 就必须采取措施对软弱地 基进行处理 软弱地基系指主要由淤泥 淤泥质土 冲填土 杂填土或其他高 压缩性土层构成的地基 在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时 应按局 部软弱土层考虑 勘察时 应查明软弱土层的均匀性 组成 分布范围和土质 情况 根据拟采用的地基处理方法提供相应参数 冲填土尚应了解排水固结条 件 杂填土应查明堆积历史 明确自重下稳定性 湿陷性等基本因素 在初步计算时 最好先计算房屋结构的大致重量 并假设它均匀的分布在 全部面积上 从而等到平均的荷载值 可以和地基本身的承载力相比较 假如 地基的容许承载力大于 4 倍的平均荷载值 则用单独基础可能比伐形基础更经 济 假如地
7、基的容许承载力小于 2 倍的平均荷载值 那么建造满铺在全部面积 上的伐形基础可能更经济 假如介于二者之间 则用桩基或沉井基础 2 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
8、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 四周环境条件 材料供给情况 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
9、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 对地基变形答应值合理提出设计要求 地基处理后 建筑物的地基变形应满足 现行有关规范的要求 并在施工期间进行沉降观测 必要时尚应在使用期间继 续观测 用以评价地基加固效果和作为使用维护依据 复合地基设计应满足建 筑物承载力和变形要求 地基土为欠固结土 膨
10、胀土 湿陷性黄土 可液化土 等非凡土时 设计要综合考虑土体的非凡性质 选用适当的增强体和施工工艺 复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定 或采用增强体的载 荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定 常用的地基处理方法有 换填垫层法 强夯法 砂石桩法 振冲法 水泥 土搅拌法 高压喷射注浆法 预压法 夯实水泥土桩法 水泥粉煤灰碎石桩法 石灰桩法 灰土挤密桩法和土挤密桩法 柱锤冲扩桩法 单液硅化法和碱液法 等 1 换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理 其主要作用 是提高地基承载力 减少沉降量 加速软弱土层的排水固结 防止冻胀和消除 膨胀土的胀缩 2 强夯法适用于处理碎石土
11、 砂土 低饱和度的粉土与粘性土 湿陷 性黄土 杂填土和素填土等地基 强夯置换法适用于高饱和度的粉土 软 流 塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程 在设计前必须通过现场试验确定 其适用性和处理效果 强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度 减少压缩 性 改善土体反抗振动液化能力和消除土的湿陷性 对饱和粘性土宜结合堆载 预压法和垂直排水法使用 3 砂石桩法适用于挤密松散砂土 粉土 粘性土 素填土 杂填土等 地基 提高地基的承载力和降低压缩性 也可用于处理可液化地基 对饱和粘 土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理 使砂石桩与软粘土构 成复合地基 加速软土的排水固结 提高地基承载力 4 振
12、冲法分加填料和不加填料两种 加填料的通常称为振冲碎石桩法 振冲法适用于处理砂土 粉土 粉质粘土 素填土和杂填土等地基 对于处理 不排水抗剪强度不小于 20kPa 的粘性土和饱和黄土地基 应在施工前通过现场 试验确定其适用性 不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于 10 的中 粗砂地基 振冲碎石桩主要用来提高地基承载力 减少地基沉降量 还可用来 提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度 5 水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法 简称湿法 和粉体喷搅法 简 称干法 水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土 粘性土 粉土 饱和黄土 素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基 不宜用于处理泥 炭土
13、塑性指数大于 25 的粘土 地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基 若需采用时必须通过试验确定其适用性 当地基的天然含水量小于 30 黄土 含水量小于 25 大于 70 或地下水的 pH 值小于 4 时不宜采用于法 连续搭接 的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕 受其搅拌能力的限制 该法在地基承载 力大于 140kPa 的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度 6 高压喷射注浆法适用于处理淤泥 淤泥质土 粘性土 粉土 砂土 人工填土和碎石土地基 当地基中含有较多的大粒径块石 大量植物根茎或较 高的有机质时 应根据现场试验结果确定其适用性 对地下水流速度过大 喷 射浆液无法在注浆套管四周凝固等情况不宜
14、采用 高压旋喷桩的处理深度较大 除地基加固外 也可作为深基坑或大坝的止水帷幕 目前最大处理深度已超过 30m 7 预压法适用于处理淤泥 淤泥质土 冲填土等饱和粘性土地基 按 预压方法分为堆载预压法及真空预压法 堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆 载预压和天然地基堆载预压 当软土层厚度小于 4m 时 可采用天然地基堆载预 压法处理 当软土层厚度超过 4m 时 应采用塑料排水带 砂井等竖向排水预压 法处理 对真空预压工程 必须在地基内设置排水竖井 预压法主要用来解决 地基的沉降及稳定问题 8 夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土 素填土 杂填土 粘性土等地基 该法施工周期短 造价低 施工文明
15、造价轻易控制 目前在 北京 河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用 9 水泥粉煤灰碎石桩 CFG 桩 法适用于处理粘性土 粉土 砂土和 已自重固结的素填土等地基 对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适 用性 基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层 保证桩 土共同承担荷载形 成复合地基 该法适用于条基 独立基础 箱基 筏基 可用来提高地基承载 力和减少变形 对可液化地基 可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合 地基 达到消除地基土的液化和提高承载力的目的 10 石灰桩法适用于处理饱和粘性土 淤泥 淤泥质土 杂填土和素 填土等地基 用于地下水位以上的土层时 可采取减少生石灰用量和增加
16、掺合 料含水量的办法提高桩身强度 该法不适用于地下水下的砂类土 11 灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄 土 素填土和杂填土等地基 可处理的深度为 5 15m 当用来消除地基土的湿 陷性时 宜采用土挤密桩法 当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时 宜采用灰土挤密桩法 当地基土的含水量大于 24 饱和度大于 65 时 不宜采 用这种方法 灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面 效果基本相同 土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法 12 柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土 粉土 粘性土 素填土和黄土 等地基 对地下水位以下的饱和松软土层 应通过现场试验确定其适用性 地 基处理深度不宜超过 6m 13 单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透 系数为 0 1 2m d 的湿陷性黄土等地基 在自重湿陷性黄土场地 对 级湿 陷性地基 应通过试验确定碱液法的适用性 14 在确定地基处理方案时 宜 选取不同的多种方法进行比选 对复合地基而言 方案选择是针对不同土性 设计要求的承载力提高幅质 选取适宜的成桩工艺和增强体材料 3 基础的设计 房屋基础设
