地基處理畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 礦渣水泥。 由于夯實水泥土樁的樁體模量相對較高，為了調節樁與樁間土的承擔荷載的比例，減小基礎地面應力集中，須鋪設一定厚度的墊層，根據當地經驗，褥墊層材料為小于 30mm 的級配砂卵石或中、粗砂，鋪設厚度為 30cm。 第 15 頁 共 48 頁 夯實水泥土的配合比 拌合料固化后的強度，無論何種土料，誰泥土的強度均隨著水泥摻合量的增加而增大，只 是減小不同，增大速率不等。但當水泥摻入量小于 5%時，水泥與土的反映過弱，固化強度偏低，因此，根據大量資料及當地經驗，夯實水泥土樁的水泥摻入量要大于 5%，為便于準確計算施工中宜采用重量比，故本工程配比采用最低配比，即水泥與土的重量比為 1： 5。 夯實水泥土樁沉降計算 具體計算過程見干振碎石樁沉降計算部分，最后結果為 ，滿足規范要求。 技術可行性分析中的設計計算結果小結： 干振碎石樁：樁徑 800mm，樁長 ，樁間距 ，排距 ，等邊三角形滿堂布樁，面積置換率 ，樁總根數 2864 根，復合地基承載力達 ，沉降變形量為 。 水泥粉煤灰碎石樁（ CFG 樁）：樁徑 400mm，樁長 ，樁間距 ，沿基礎軸線下雙排布樁，面積置換率 ，樁總根數 1884 根，復合地基承載力達 ，沉降變形量為 。 夯實水泥土樁：樁徑 400mm，樁長 ，樁間距 ，沿基礎軸線下雙排布樁，面積置換率 ，樁總根數 1385 根，復合地基承載力達 ，沉降變形量為。 經濟合理性分析 通過技術可行性分析，三種方 案都能滿足工程設計要求（承載力要求及沉降變形要求），僅此還不能選擇出更好的方案，須進行下一步分析 —— 經濟合理性分析。在進行對比過程中，由于這三種方案在吉林“九三”定額中沒有，故以下造價估算除了運用當地價格外還套用吉林“九三”定額和上海“九三”定額。 干振碎石樁 估算工程量 加固總面積： ? ? ? ? ? ?? ? 3)( ???????????????? 第 16 頁 共 48 頁 = 制樁根數： 2864 根 制樁總長： 2864 =21480m 樁總體積： 2864= 加 固總體積： = 鋪設墊層體積： = 施工造價估計 機械費： 元 /m3 = 元 人工費： 元 /m3 = 元 材料費： 元 /m3 = 元 鋪設墊層費按 50 元 /m3計 成樁費： ++= 元 墊層費： 50= 元 施工直接費估算為： += 元，約 60 萬。 水泥粉煤灰碎石樁（ CFG樁） 估算工程量 加固總面積： ? ? ? ?? ? 1 0 0 ????? = 制樁根數： 1884 根 制樁總長： 1884 =14130m 制樁總體積： 1884= 加固總體積： = 鋪設墊層體積： = m3 施工造價估計 樁體材料費（包括水 、水泥、砂、卵石、粉煤灰）由設計配合比知每種材料的單方用量或者是每種材料的體積，然后查吉林省 93 年版定額得到下列材料費： 用水體積：（ 156 ）247。 1000= 用水費用： = 元 水泥用量： = 第 17 頁 共 48 頁 用水泥費用： = 元 粉煤灰用量： = 用粉煤灰費用： = 元 用卵石體積：（ ）247。 2020= 用卵石費用： = 元 用砂體積：（ 487 ）247。 1900= 用砂費用： = 元 ? 材料費用為： 元（即樁體材料價為 元 /m3） 機械費： 元 /m3 = 元 人工費： 元 /m3 = 元 鋪設墊層按 50元 / m3算 成樁費： ++= 元 墊層費： 50= 元 施工直接費估算為： += 元， 夯實水泥土樁 估算工程量 加固總面積： ? ? ? ?? ? ???? = 制樁根數： 1385 根 制樁總長： 1385 = 樁總體積： 1385= 加固總體積： = 鋪設墊層體積： = m3 施工造價估計 樁體材料費：根據查閱的相關資料及實際施工配比，選用水泥摻入比為 10%，則其費用為：（ 元 /m32 元 /m3） = 元 人工費： 元 /m3 = 元 機械費： 元 /m3 = 元 墊層費： 50= 元 第 18 頁 共 48 頁 施工直接費估算： ++= 元 通過經濟合理對比分析，三種方案干振碎石樁、水泥粉煤灰碎石樁、夯實水泥土樁估算造價分別約為 60萬元、 30萬元、 10萬元。可以看出，干振碎石樁與水泥粉煤灰碎石樁造價較高，夯實水泥土樁相對便宜，故從經濟合理性對比來看可以排除干振碎石樁與水泥粉煤灰碎石樁。 工程可靠性分析 通過前面技術可行與經濟合理分析對比，最后選出本工程地基加固處理方案為夯實水泥土樁。由于夯實水泥土樁也是一種施工簡單、施工周期短、造價低、 施工文明、質量容易控制的地基處理方法，且其施工工藝對現場條件來說極為有利，故選用此法對本工程而言是比較適合的。 根據本工程建筑物的特點（六層磚混結構）及場地條件，進行夯實水泥土樁施工完全有一套當地簡單的施工設備與施工工藝，處理后不但滿足建筑物對復合地基承載力要求，地基最終變形值也在規范規定值內，而且較經濟。可見采用此法對本工程的可靠性來說是有保障的。 3 工程設計計算 夯實水泥土樁設計計算 加固機理 夯實水泥土樁復合地基適用于地下水位以上的粘性土、粉土、粉細砂土 、雜填土、素填土等復合地基處理 。它是界于柔性樁與剛性樁之間的一種樁體，是將水泥與土按一定的比例拌和后，填入已鉆好的孔中，分層夯實成樁，其作用原理是水泥與土經過物理的、化學的作用形成強度達到 C4～ C6左右的固體樁體，同時水泥與樁周土通過膠結作用形成摩阻力，利用夯實水泥土樁樁體材料模量較高和具有良好的縱向傳遞荷載能力的特點，將上部荷載很好的傳遞到樁端處，使樁的端承效應得以發揮。樁通過側阻力和端阻力將荷載傳至深層土中，樁和土共同承擔荷載，使土中應力區增大，從而提高地基的承載能力。 樁徑 d的確定 根據規范、土層條件與成孔設備，本工程設計樁徑 為 400mm。 第 19 頁 共 48 頁 樁長 l的確定 根據土層條件知，場地標高以下不深處存在粘土層，承載力較高，可作為樁端持力層，但該層土以下有不厚的相對軟弱土層，為減小下臥層沉降變形量，應穿越這些軟弱層，讓樁端坐落于松散或稍密卵石土層上，很厚，是較理想的樁端持力層，故初步確定樁長為 。 單樁承載力 Ra計算 夯實水泥土樁的單樁承載力應依據《建筑樁基技術規范》中樁基豎向承載力設計值和關于水泥土樁計算的有關資料確定。但在設計工程中可按下式估算： pcua AfR ??? 31 式中 cuf —— 樁體混合料試塊邊長 150mm 立方體標準養護 28 天立方體抗壓強度平均值， KPa，夯實水泥土樁的 fcu強度為 C4～ C6之間，根據當地經驗及現場試驗配比，現確定為 cuf =6000Kpa； pA —— 樁體截面面積， m2， ； 所以 maxaR =1/3 6000 =。 單樁影響面積 sA 計算 根 據公式 sA =skspkpska ff AfR ?? ??? ?? 式中 aR —— 單樁豎向承載力值， KN， aR =； ? —— 天然地基土發揮能力系數，一般取 ～ ，這里取 參與計算； skf —— 處理后樁間土承載力特征值， KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基土承載力特征值，這 里按當地經驗取 160Kpa； pA —— 樁體截面面積， m2， ； spkf —— 復合地基承載力特征值， KPa，設計要求 spkf ≥ 260Kpa； 代入數據計算得 sA =； 樁間距 S的確定 根據規范，夯實水泥土樁也是沿基礎軸線布樁，本工程設計兩排布樁，大致呈等 第 20 頁 共 48 頁 邊三角形，則樁間距 S= SA =，初步確定為 。 復合地基承載力驗算 根據公式 spkf =mpaAR +? ? ? skfm?1 與 m = 22ded 式中 spkf —— 復合地基承載力特征值， Kpa； m —— 面積置換率， m = 22ded ，其中樁徑 d =400mm，等效影響半徑 ed =，計算得 m =； ? —— 樁間土承載力折減系數，宜按地區經驗取值，這里取用 ； pA —— 單樁 截面面積， m2， ； aR —— 單樁豎向承載力特征值， KN， aR =； skf —— 處理后樁間土承載力特征值， KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基土承載力特征值，這里按當地經驗取 160Kpa； 代入相關數據得 spkf =260KPa，滿足設計要求。 樁總根數計算 根據式子 N =pAAm 總? 代入面積置換率 m =，總面積 總A =，單樁截面面積 pA =，計算得樁總根數為 1385 根。 樁體材料、褥墊層材料及鋪設厚度 夯實水泥土樁的樁體材料就是均質土與水泥拌和后的混合固體，根據現場條件，均質土可用成孔時取出來的土，而水泥，主要有 礦渣水泥與普通硅酸鹽水泥兩種，根據所選用的均質土來選擇水泥。由于場地土大部分為粘土，故水泥選用 礦渣水泥。 由于夯實水泥土樁的樁體模量相對較高，為了調節樁與樁間土的承擔荷載的比例，減小基礎地面應力集中，須鋪設一定厚度的墊層，根據當地經驗，褥墊層材料為小于 30mm 的級配砂卵石或中、粗砂，鋪設厚度為 30cm。 第 21 頁 共 48 頁 夯實水泥土的配合比 拌合料固化后的強度，無論何種土料，誰泥土的強度均隨著水泥摻合量的增加而增大，只是減小不同，增大速率不等。但當水泥摻入量小于 5%時，水泥與土的反映過弱，固化強度偏低，因此，根據大量資料及當地經驗 ，夯實水泥土樁的水泥摻入量要大于 5%，在 7%～ 15%之間為宜，本工程取用水泥摻入比為 10%。 夯實水泥土樁沉降變形計算 （ 1）加固區變形量 S1 ① 計算基底平均附加壓力 0p 根據式子 hrpp m??0 式中 p —— 基底平均壓力， Kpa， ?p AGF? 其中 F —— 作 用在基礎上的豎向力， KN，由于建筑物屬磚混結構，按一層 15KN/m2估算，故六層為 90KN/m2 ； A —— 基底面積， m2，由于基礎形式為條基，長方向上按每延 米算，而寬為 ，則基底面積為 ； mr —— 基底標高以上天然土的加權平均重度， KN/m3， 19 KN/m3； h —— 從天然地面算起的基礎埋 深， m， ； 計算得 p =138Kpa， 0p =。 ② 計算 S1 根據公式 ?1Sini spii HEP??10 與 00 pp ii ?? 式中 ip0 —— 第 i層土的平均附加壓力， Kpa； spiE —— 加固區第 i 層土的復合摸量， KPa， ? ?? ? sspi EnmE 11 ??? ，根據地勘報告可求； iH