基础工程地基处理课程设计

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1、CFG桩复合地基处理计算书一设计资料1.1工程地质资料某大学博物馆，基础为筏板基础，基础长度为40.5米，宽度为36.6米，埋 深为3.8米，场地天然地基土的基本统计特征见表1，由于含有软弱下卧层，须 进行地基处理，要求处理后的复合地基承载力特征值达到250kPa，选择地基处 理方案。表1场地天然地基土的基本统计特征序号土类型土层厚（m）容重（KN/m3）饱和容重（KN/m3）压缩模量（MPa）承载力（KPa）1杂填土1.00018.33.00080.02粉土3.60018.58.000160.03粘性土1.80019.94.500125.04粘性土2.60020.87.700160.05粉土

2、1.50018.36.500180.06细砂5.90019.519.515.000220.07粉土2.00019.719.78.300200.08粘性土1.70019.819.87.500200.01.2、设计内容及要求（1）选择桩型、桩长、桩径、桩距、布桩方式（2）软弱下卧层验算（3）地基变形验算（4）桩位平面布置图需提交的报告：计算说明书和桩布置施工图。计算说明书和桩基础施工图。建议 图纸采用A3幅面，表达要清楚；计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面 （包含信息：基础工程课程设计，专业班级，学号，姓名，日期）设计任务书，计算说明书，施工图（图纸折叠成A4大小）。二、设计资料：基础埋深为

3、3.8m，持力层为第二层粉土，其下第三层土粘性土为软弱下卧层， 需进行地基处理，CFG桩可广泛用于加固填土，饱和及非饱和粘性土，松散的沙 土，粘土等，因此采用CFG桩复合地基法进行处理。2.1地基处理方法：CFG桩法2.2基础参数：基础类型：筏板基础基础长度L: 40.50m基础宽度B: 36.60m褥垫层厚度：300mm2.4桩参数：桩型选择：采用CFG圆柱形桩布桩形式：正方形布置桩径的选择：CFG桩可只在基础范围内布置，桩径宜取350mm-600mm，取桩径 为 d=400mm桩距的选择：桩距宜取3-5倍的直径，即取1200-2000mm，取桩距为1600mm 纵向间距：1.60m,横向间

4、距：1.60m桩长选择：桩长取15.5m，桩顶面距基础底面300mm，留作褥垫层桩身混凝土采用C20，抗压强度：fcu=20.00MPa2.5确定桩数在长边方向n1 = M +1 = 26.3 牝 26在短边方向36.6n = 1 & +1 = 23.9，取 n = 23合计：n = 23 x 26 = 598三、CFG桩复合地基验算3.1确定CFG单桩承载力：根据公式R = u T q l + q Aupsi i p pi=1查表，相关参数如表1所示土层号土的类别q (KPa)l (m)q (KPa)A ( m 2)2粉土500.5-3粘性土601. 8-4粘性土702.6-5粉土451.5

5、-6细沙805.9-7粉土502.0-8粘性土651.2600兀C ,x 044单桩竖向承载力特征值计算R = 0.4兀(0.5 x 50 + 60 x 1.8 + 2.6 x 70 + 45 x 1.5 + 80 x 5.9 + 50 x 2 + 65 x 1.2)u+10.42 x 6004= 1372.18KN当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2,即- R 承载力特征值R =项=686kn3.2 CFG混合材料强度验算由建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002 J220-2002)式9.2.7，得3 R = 3 x 686 = 16385KPa A 兀 x 0.

6、22Ra桩身混凝土抗压强度 fcu= 20.00Mpa =20000KPa fcu 3Ap桩身砼强度满足规范要求。3.3 CFG桩复合地基承载力验算d2由建筑地基处理技术规范式7.2.8-2 m =无计算 d-桩身直径,d=0.40md2ede- 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径de=1.13 .橱S=.13x ；1.50x1.50=1.69ms、s -桩纵向间距、横向间距,s =1.60m、s =1.60 1、2 2、,2.、2 2，d 20.42一 =0.0489d 2(1.13s)2e以第2层土作为持力层，据建筑地基处理技术规范=m + g (1 - m) fg-桩间土承载力折减系数

7、，取g=0.8Askp桩土面积置换率m =/spk九口-处理后桩间土承载力特征值(kPa), f；kT60kPa=mJ + g (1 - m) fAskp-6860.489 x+ 0.8(1 - 0.0489)160 = 388.8KPa 250KPa丸 x 0.42 4满足要求。/spk四、软弱下卧层验算4.1第三层土验算。=25。，取基础底面附加应力P = 250KPa第三层土顶面的自重应力f = 18.3 x 1 +18.5 x 3.6 = 84.9 KPa第三层土顶面的附加应力Plb f 3z(l + 2 z tan 0 )(b + 2 z tan 0)=250 x4.5 x36.6=

8、 240.57 KPa(40.5 + 2 x 0.8 tan 25)(36.6 + 2 x 0.8 x tan 25)f k = m? + g (1 - m) f *p0.0489 x686 + 0.8(1 - 0.0489)125 = 362-1 KPa冗 c , x 0.424经深度修正后的复合地基承载力特征值f = f +M (d - 0.5)a3 spkd m=362.1 +1.5 x18.5 x (4.6 - 0.5)=476KPaf + f = 325.47KPa f = 476KPa满足要求4.2第4层土验算4 z (l + 2 z tan 0 )(b + 2 z tan 0)=

9、221.22KPaf = 18.3 x 1 +18.5 x 19.9 = 120.72KPa复合地基承载力特征值f = f+M (d-0.5)a3 spkd m=552.53KPa满足要求。五、处理后地基变形验算5.1确定沉降计算深度zn = 15.8 m5.2各层压缩模量计算地基处理后的变形计算应按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007的 有关规定执行。复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该 层天然地基压缩模量的&倍，Espi=& EsiEspi复合地基处理范围内第i层土修正后的压缩模量(MPa)Esi复合地基处理范围内第i层土原始的压缩模量(MPa)&值按建筑地

10、基处理技术规范(JGJ 79-2002 J220-2002)式(9.2.8-1)确定 各层处理后压缩模量如表2：序号土类型厚度E /MPaf k/KPaf pk/KPagE pi/MPa1杂填土13802粉土3.68160388.82.43019.443 粘性土 1.84 粘性土2.65 粉土1.56 细砂 5.97 粉土28 粘性土1.74.57.76.5158.37.5125362.12.900160390.572.430180405.772.240220436.171.975200420.972.096200420.972.09613.0518.7114.5629.6317.4015.7

11、2表2各处理后土层压缩模量5.3计算分层沉降量根据建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)表K.0.1-2可得到平均附加应力系数，各土层沉降量如表3所示：表3Z(m)libZbaZ aZ a - Z ai ii-1 i-1ES(MPa)si(mm) si(mm)0.31.10. 0160.9960.290889.109.10.81.10.04410.80.50619.446.515.52.61.10.14212.62.230.342.157.65.21.10. 2840.99525.22.62534.892.46.71.10.3700.99186.61.417.324116.412.

12、61.10.6800.968812.25.63447.2163.614.61.10.8000.963614.071.8719.326.9190.515.81.10.8600.997214.960.1934.1194.5往上取院-1m，即Z=14.8m，经计算这一土层的沉降量s - 3.02mm 0.025is =4.9mm所以计算深度取基础底面一下15.8m是可以的取沉降计算经验系数 = L0 s最终沉降量 s - 194.5mm200mm。i所以地基变形满足要求。六、褥垫层设计在基础和桩之间设置褥垫层，褥垫层厚度取300mm。其材料选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于30mm。七、桩位平面布置图见附图