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1、地基处理与加固 课程设计要求：1、明确地基处理的作用与目的。2、了解地基处理的基本方法和各种方法的作用功效。3、了解地基处理与建筑物特征的关系及地基处理的重要性。4、以实际地基条件和建筑物特征作一次地基处理措施的选择、设计与施工工艺说明，巩固所学的课程内容。题目（一）一栋八层砖混结构住宅,承重墙下为条形基础,宽1.2m,埋深为1.0m,上部建筑物作用于基础的荷载为120kN/m,基础的平均密度为2.0t/m3。地层岩性自地表向下第一层为粉质粘土,厚1.0m,密度为1.75t/m3;第二层为淤泥质粘土,层后为15.0m,密度1.78t/m3,含水量w为6
2、5%;第三层为密实砂砾石层,地下水距地表为1.0m,根据工程地质条件作地基处理方案设计(进行方案比较后,选择适宜处理方案)。设计方案的分析与比较1.换土垫层当建筑物基础下的持力层较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,常用换土垫层法来处理软弱地基,这时先将基础下一定深度范围内的土层挖出,然后回填强度较大的砂﹑碎石﹑素土等,并夯击密实。实践证明,换土垫层方法可以有效地处理荷载不大的建筑物地基问题。在这里,采用砂垫层为宜,它的作用主要表现在以下几个方面:(1)提高浅基础下地基的承载力:一般来说,地基中的剪切破坏是从基础底面开始的,并随着应力的增大逐渐向纵部
3、发展。因此,以强度较大的砂代替可能产生剪切破坏的软土,就可以避免地基的破坏。(2)减少沉降量:一般情况下,基础下浅层地基的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。同时由侧向变形引起的沉降,在理论上也是浅层部分所占的比例较大,以密实的砂土代替上部软土层,那么就可以减少这部分的沉降量。由于砂垫层对应力的扩散作用,作用在下卧土层上的压力较小,这样会相应地减少下卧层的沉降量。(3)加速软土层的排水固结:建筑物的不透水基础直接与软土接触时,在荷载的作用下,软土地基中的水被迫绕基础两侧排出,因而使基低下的软土不容易固结,形成较大的空隙水压力,还可能导致由于基础强度
4、降低而产生的塑性沉降量破坏的危险。砂垫层提供了基底下的排水面,不但可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散,避免基础土的塑性破坏,还可以加速砂垫层下软土层的固结以及其强度的提高.但是固结的效果只限于表层,对于深部的影响就不那么显著了。2.桩基设计1.确定在的类型和几何尺寸如果采用第二层淤泥质粘土为持力层,可以试用短桩处理;因为持力层为软弱土体,故采用摩擦桩,桩长2m左右。2.单桩承载力确定按静荷载上试验s—logt曲线确定单桩容许承载力3.桩数确定及布置4.承台设计采用现浇板式承台,其厚度为300mm,承台混凝土为150号,共计5个承台,每个承台为5根短桩(
5、其中中间一个承台考虑应力集中,短桩布置为6根)。从安全性方面考虑,采用第三层最好,因为该层为密实砂砾石层,承载力好。2.砂桩挤密法利用机械振动或冲击荷载在软弱土体中成孔,再将砂桩挤入土中形成较大直径挤密砂桩,以提高地基强度的处理方法.对淤泥土可达到200Kpa。1.加固原理(1)置换作用；桩周围的软土被较大体积的砂体置换,即软土的强度被桩体的强度所置换,形成复合地基。(2)排水作用；砂土的透水性远远优于软土,砂桩相当于排水井的作用.即通过砂桩可以降低整个软土中的含水量,土体失去水固结。(3)挤密作用；砂桩的沉桩或或少对软土有一定的挤密作用,且砂桩周边大
6、部分砂体都有挤入土中现象。砂垫层的设计方案:1.砂垫层厚度2.砂垫层宽度题目（二）某高层住宅楼，设计地上26～28层，地下2层，设计要求地基承载力特征值(不做深度修正)为465kPa，建筑物的绝对沉降量小于等于60mm，差异沉降量符合国家现行规范要求。基础底面以下各土层的物理力学指标见下表。基础底面以下各土层的物理力学指标见下表某高层住宅楼，设计地上26～28层，地下2层，设计要求地基承载力特征值(不做深度修正)为465kPa，建筑物的绝对沉降量小于等于60mm，差异沉降量符合国家现行规范要求。基础底面以下各土层的物理力学指标见下表。孔隙比液性指数压缩
7、模量地基承载力特征值地基处理方案采用CFG桩复合地基，CFG桩桩径400mm，桩长16.5m，正方形布桩，桩距1.55m，设计桩身强度等级C20。此外，该工程在基坑开挖结束，验槽时发现,地基土表面有一层软弱土夹层。补勘得到其相应物理力学指标为：粉质粘土③层，孔隙比＝0.85，液性指数＝0.78，压缩模量＝5.5MPa，侧阻力特征值18kPa,地基承载力特征值110kPa，土层厚度1.1m。根据工程地质条件作重做地基处理方案设计。由于有软弱夹层③存在，如果不采用辅助处理措施，则CFG桩设计时，桩间土的承载力特征值只能取110kPa，明显造成浪费。因此应先
8、进行一定的辅助处理，使软弱夹层的承载力特征值达到或接近④土的180kPa，再作CFG桩复合地基
