地基处理.docx

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1、地基处理地基处理课程设计 系 别： 土木工程学院 专 业： 勘查技术与工程 专业方向： 岩土工程方向 班 级： 勘查1102 学 生： 丁文建 学 号： 3110604203 指导老师： 黄 建 华 目录 一、工程概况 二、工程地质情况 三、地基处理要求 四、地基处理方案 堆载预压排水固结 水泥搅拌桩 五、两种地基处理方案经济效益的分析比较 六、现场检测与监测技术设计要求和实施 一、工程概况 拟建220kv变电站场地站址主要属海积地貌单元，西侧150m为冲沟入海口，场地地形平坦，高程在1.202.92m之间，按4.9m整平标高，场地全部为填方区，现场地东北角种有蔬菜、果树和铁树苗，其余地段已经

2、三通一平。 根据区域地质资料，站址处主要岩性为花岗岩，场地范围内未发现活动断裂通过。场地附近未发现坟墓、文物、矿产等存在，场地交通条件较好。 二、工程地质情况 拟建场地西侧离冲沟入海口约150m，地下水位动态变化主要受海水的控制。钻探施工结束后，统一观测各钻孔混合地下稳定水位埋深为0.040.82m，标高为1.202.92m。拟建场地地下水主要为赋存于卵石层松散类孔隙潜水及赋存于、卵石层的孔隙承压水和赋存于风化岩层基岩裂隙承压水，基岩风化带孔隙裂隙中的基岩风化孔隙潜水。 含水层有卵石、层组成，各层之间由于介质结构松散，孔隙度大，且连通性好，因此透水性强。其中卵石地下水类型属孔隙潜水，且受上覆耕

3、植土相对隔水作用具微承压性；卵石、连通性好，透水性强，补给源远，富水性强，具承压性；地下水主要接受附近海水侧向补给，水量丰富。 含水层由风化岩层组成，导水性和富水性受构造裂隙的控制和影响，具各向异性，透水性一般较弱，总体风化带基岩裂隙承压水水量不大，但不排除局部破碎带存在导水性较强、富水性较好的可能。其余各土层淤泥、粉质粘土、淤泥质土及残积粘性土均属弱透水、弱微含水或相对隔水层。 地层剖面图 333333三、 地基处理要求 通过取淤泥进行渗透性分析，结果显示，水平渗透系数4.810-6cms，垂直渗透系数3.9710-6cms。通过高压固结试验，得出淤泥层先期固结压力为80.67KPa，300

4、KPa压力下水平固结系数平均值为2.4310-3cm2s，垂直固结系数平均值为2.0010-3cm2s。 根据场地特征情况，地基处理要求：工程堆载面标高不得大于5.30m；处理后淤泥固结度90%以上；处理后场地交工面承载力特征值约120KPa；采用堆载预压排水固结法和水泥搅拌桩法两种方法进行处理，并比较两种方案费用高低。 四、 地基处理方案 地基处理方案的选择：处理方法有两种，分别为：堆载预压排水固结、水泥搅拌桩。 、堆载预压排水固结 1、塑料排水板的设计 宽度：厚度：b=100mm2(b+d)2(100+3.5)=66mm pd=3.5mm 当量换算直径：dp=p=排水板间距l=1m，按正三

5、角形布置，则 de=1.05l=1.051=1.05m 排水板竖井直径dw可取dp，则 dede1.05103井径比n=16 dwdp66A总=15000m2 n=A总pd2e=415000p1.052=17323 4 n=17323根所以取： 2、堆载荷载设计 cv=2.0010-3cm2s ch=2.4310-3cm2s 22n23n2-11631-61=ln1-6=2. Fn=2ln(n)- 03222n-14n16-1164 a= 8p2=0.8 18Chp2Cv82.4310-3p22.0010-3-7b=+=+=8.73510(1s)=0.0755(1d)2222Fnde4H2.0

6、3105410003、分级加载计算 r0=18kN/m3 处理前淤泥土的抗剪强度：t0=8.4kPa 则第一级允许加载量：P1=5.52t0K=5.528.4=35.67kPa 1.3取第一级加载量：P1=35kPa，加载时间：t1=10d，恒载时间：Dt1=20d q1=p135=3.5kPadt110 p1=35=1.94m 18则加载速率： 第一级堆载重物的高度：h1= g0Dp=35kPa qia-bt(ebTi-ebTi-1) U30= (Ti-Ti-)e1-bDp =3.50.81-0.0755300.0755100-e(e-e) 350.0755 =0.874 在P1作用下，地基

7、抗剪强度达到 t1=t0+PU130tanj=8.4+350.874tan6=11.6kPa 则第二级允许加载量：p2=5.52t1k=5.5211.6=49.3kPa， 1.3取第二级加载量：P2=45kPa，加载时间：t2=10d，恒载时间：Dt2=20d q2=p245=4.5kPadt210 p2=45=2.5m 18则加载速率：第二级堆载重物的高度：h2=g0Dp=35+45=80kPa qia-bt(ebTi-ebTi-1) U60= (Ti-Ti-)e1-bDp3.50.81600.07551000󰀀e-0.0755e(-e)800.07554.50.8160.0

8、755400.0755 +0󰀀e-0.0755e(0e-)800.0755 =0.9240󰀀.9满足󰀀()=30Ptanj=11.6+450.924tak=nP6 t2=t1+ a162U60 则第三级允许加载量：p3=5.52t2k=5.5216=67.9kPa 1.3p总=p1+p2+p3=35+45+67.9=147.9kPa120kPa (满足) 预压过程图 4、沉降量计算 P0=35+45-17.50.4=73kPa 堆载预压的最终沉降量： s=p0HSiESi=73(28+)=262mm 182.3H总=H1+H2=1.94+2.5=

9、4.44m 堆载高度： H=H总-s=4.44-0.26=4.18m120kPa 7、软弱下卧的强度验算 取单位面积bl=1m1m的基础进行计算 下卧层上层土的压缩模量： ES1=182+2.38+206+5.74=9.86MPa 2+8+6+4下卧层土的压缩模量：ES2=3.6MPa ES19.86=2.74 ES23.6 z0.50b 查基础工程表2-7可知q=23，tanq=0.424 软弱下卧层的承载力需要满足要求的条件：sz+sczfaz Fk=12011=120kN Gk=gGAd-gwAhw=201112.9-101110=158kN pk=Fk+Gk120+158=278kPa

10、 A11 scd=gh=182.9+(20-10)2+(16.7-10)8=125.8kPa 下卧层顶面处的附加应力： sz=bl(pk-scd)11(278-125.8)=1.7 kPa(l+2ztanq)(b+2ztanq)(1+2100.424)(1+2100.424) 下卧层顶面处的自重应力： scz=gh=182.9+(20-10)2+(16.7-10)8+(20.5-10)6+(19.2-10)4=225.6kPa 下卧层承载力特征值： gm=sczd+z=225.6=9.85kN/m3 22.9faz=fak+hdgm(d-0.5)=60+1.09.85(22.9-0.5)=28

11、0.6kPa sz+scz=1.7+225.6=227.3kPafaz=280.6kPa 故软弱下卧层承载力满足要求。 8、沉降验算 水泥土搅拌桩复合地基的变形 桩间土的压缩模量：ES=182+2.38=5.44MPa 2+8搅拌桩的压缩模量：Ep=105fcu=1053.56=373.8MPa pz=120+182.9=172.2kPa pzl=pz+Gk1-scz =120+2012.9-182.9+(20-10)2+(16.7-10)8 =252.2kPa Esp=mEP+(1-m)Es=0.114373.8+(1-0.114)5.44=47.43MPa (pz+pzl)l172.2+2

12、52.210s=0.045m=45mm 3 12Esp247.4310 桩端下未加固复合土层的变形 下卧层顶面处的有效附加应力值为p0=pzl=252.2kPa Z(m) 0.0 6.0 10.0 12.0 lbz b0.0 6.0 a 0.2500 0.0805 za 0 0.483 0.514 zai-zai-1Esi(MP) 0.483 0.031 20 5.7 3.6 Dsi(mm)Ds(mm)i 6.09 7.46 8.02 1.0 1.0 6.09 1.37 0.56 1.0 10.0 0.0514 1.0 12.0 0.0435 0.522 0.008 查表可知经验系数Ys=1.

13、4， s2=Yss=Ysi=14p0ziai-zi-1ai-1=1.48.02=11.2mm Esi() 则总沉降量s=s1+s2=45+11.2=56.2mm 五、两种地基处理方案经济效益的分析比较 经查阅资料知，直径600mm的搅拌桩每米大约需53元，而处理1.5万平方米的场地大概需要搅拌桩6050根，每根桩长10m，而塑料排水板每米大约需18元，而处理1.5万平方米的场地大概需要塑料排水板17323根，每根长是10m。 造价计算： S桩=53106050=3206500元 S板=181017323=3118140元 因为S桩S板，所以采用堆载预压排水固结法进行地基处理时经济效益更好。 通

14、过对两种方案进行简单的分析知：当采用堆载预压排水固结法进行地基处理时，处理效果会更好，经济效益也更好，但是需要的时间比较久；当采用水泥搅拌桩法进行地基处理时，处理效果会比堆载预压排水固结法差，经济效益也较差，但是需要的时间短。 综合上面所述，在工期条件允许情况下，采用堆载预压排水固结法的方案会比较好。 六、 现场检测与监测技术设计要求和实施 1、现场监测设计 堆载预压排水固结法现场监测项目一般包括地面沉降，地表水平位移观测和地基土体中孔隙水压力观测，如有条件也可进行地基中深层沉降和水平位移观测。 地面沉降观测点可沿堆载面积纵横布置，以测量荷载作用范围内地面沉降、荷载作用范围外地面沉降或隆起。在

15、荷载过程中，如果地基沉降速率突然增大，说明地基中可能产生较大的塑形变形区。若塑性区持续发展，可能发生地基整体破坏。一般情况下，沉降速率应控制在1020mm/d。 地面水平位移观测点一般布置在堆载的坡脚，并根据荷载情况，在堆载作用面外再布置23排观测点。通过水平位移观测限制加荷速率，监视地基的稳定性。当堆载接近地基极限荷载时，坡脚及外侧观测点水平位移会迅速增大。每天水平位移值一般应控制不超过4mm。 地基中孔隙水压力测点一般布置在堆载中心线和边线附近堆载面以下地基不同深度处。通过地基中孔隙水压力观测资料可以反算土的固结系数，推算地基固结度，计算地基土体强度增长，控制加荷速率。 深层沉降测点一般布

16、置在堆载轴线下地基的不同土层中，一个深层沉降测点只能测一点的竖向位移。若采用分层沉降标，则可连续得到一竖直线上个点竖向位移情况。通过深层沉降观测可以了解各层土的固结情况，以利于更好地控制加荷速率。 深层侧向位移测点一般布置在堆载坡脚或坡脚附近。通过测斜仪测量预先埋设于地基中的测斜管在不同深度的水平位移得到地基中土体的水平位移沿深度后变化情况。通过深层侧向位移观测可更有效地控制加荷速率。保证地基稳定。 2、质量检验 塑料排水带必须在现场随机抽样送往实验室进行性能指标的测试，其性能指标包括纵向通水量、复合体抗拉强度、滤膜抗拉强度、滤膜渗透系数和等效孔径等。 对预压工程，应进行地基竖向变形、侧向位移和孔隙水压力等项目的监测。 预压法竣工验收检验应符合的规定 排水竖井处理深度范围内和竖井底面以下受压土层，经预压所完成的竖向 变形和平均固结度满足设计要求。 应对预压的地基土进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。