强夯地基处理方案

1、精选合福高速铁路泾县及旌德制梁场地基处理设计方案山东志合建筑设计院有限公司二零一零年十月十六日一、 工程概况新建工程中铁六局合福高速铁路泾县及旌德制梁场，位于安徽省泾县及县旌德境内，毗邻合福高速铁路，场地狭窄，场地为山区填土地基；主要建(构)筑物有制梁台座、存梁台座等，山区填土地基承载力偏低，沉降量较大，因此接受换填法与振冲法、强夯法、深层搅拌法地基处理方式，来提高地基的承载力，处理面积约为5000m2，。以减小台座扩大基础的面积，从而削减混凝土的数量。二、 设计依据接受规范与检算依据(1)混凝土结构设计规范（GB50010-2002）(2)建筑地基和基础设计规范（GB50007-2002）(

2、3)建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(4)建筑地基处理技术规范（JDJ79-2002）(5)通桥（2005）2322-II；跨度31.5m；(6)铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）三、 存梁台座基础1地基承载力的计算荷载：每侧基础承重Gl=824.8/2=412.4t，基础自重V=40.3m3, Gj=40.3×2.4=96.72t。基础底压应力PK9.8×（GLGj）/S9.8×（412.4+96.72）/(3.8×8.7)=151.0kPa基础埋深d=0.8m，基础底持力层fak120kPa，

3、重力密度17kN/m3，修正后地基承载力fafakd×m×(d-0.5)=120+1×17×(0.8-0.5)=125.1 kPa基础底压应力PK=151.0kPa新填土地基容许承载力考虑未固结、施工中受到推土机的碾压等因素取fak70kPa，地基承载力不满足要求，应对地基进行换填处理，基底接受换填Z=0.8m厚3：7灰土垫层，压实系数c应不小于0.95，承载力特征值取用fak200kPa，压力集中角为28度。灰土垫层修正后地基承载力fa=fakd×m×(d-0.5)=200+1×17×(0.8-0.5)=205.

4、1kPa基础底压应力PK=151.0kPa灰土垫层承载力满足要求。压力集中角=280垫层底面处附加压力值PZ=b×L×( PK PC )/(b+2×Z×tg)/(L+2×Z×tg)=3.8×8.7(151.0-17×0.8)/(3.8+2×0.8×tg28)/(8.72×0.8×tg28)=102.3 kPa。垫层底面处的自重压力值Pcz=16×0.8+18.2×0.8=27.4 kPa垫层底面处的总压力为PZ+ Pcz=102.3+27.4=129.7

5、kPa灰土湿密度=18.2Kn/m3。在d1.6m以上土的平均重力密度：（1.6×0.818.2×0.6）/1.617.1KN/故经深度修正后垫层地基承载力的特征值：fa= fakd×m×(d-0.5) =80+1×17.1×(1.6-0.5) =98.8 kPa<垫层底面处的总压力为PZ+ Pcz=129.7 kPa垫层底面地基承载力不满足要求，应对垫层底新填土地基处理。2沉降计算 梁端双支点位于同一整体基础上，地基经过换填处理后均匀受力，不存在不均匀沉降的问题。梁体四支点支撑实为梁两端双支撑，为简支结构，能够满足存梁使用要求

6、。四、 制梁台座基础1、受力荷载计算：荷载a：梁体砼V=317.22m3，湿重Gl=317.22×2.6=824.8t。荷载b：模型自重212.2t，（外模137.8t，内模38.3t，端模6.04t，底模30t）。荷载c：设备及人员等帮助力取13t合计： 824.8+212.2+13=1050t。台座基础顶面荷载P=(a+b+c)×9.8=10290KN。2、制梁台座基础工况1：浇注阶段设计跨中部分：拟接受三条条型基础。基础图见附图。基础每延米：Gj=4.38t，GM每延米>fak =80地基承载力不满足要求，进行换填处理。工况2：初张拉阶段 基础图见附图，基础埋深

7、大于0.8m，基础埋深取用d=0.8m，基础底持力层fak80kPa，重力密度17kN/m3，修正后地基承载力fafakd×m×(d-0.5)=80+1×17×(0.8-0.5)=85.1 kPa在张拉后，端部受载为最不利的状况，此时模型已拆除，每侧梁重为412.4t。基础图见附图：可知，端部基础自重Gj=103.6t。底模估值按均重偏大原则取3t，则>fa =85.1 kPa地基不满足承载力要求。进行地基处理。五、 地基处理方案：1. 振冲法方案主要目的是提高地基土的强度和降低压缩性，使地基承载力趋于均匀，削减地基的沉降。依据建筑地基处理技术规范

8、接受55kW振冲器，等边三角形布桩，间距接受S=1.4m，桩径d=0.8m，de=1.05S=1.05×1.4=1.47m。初步设计时复合地基的承载力特征值按下式估算Fspk=1+m(n-1)fsk=1+0.296×(4-1) ×70=132.2 kPa>存梁台座基础垫层底面处的总压力为PZ+ Pcz=129.7 kPa>初张拉阶段制梁台座基础底压力振冲桩支撑相对硬层上。依据以上计算资料，在正式施工前通过现场试验确定其复合地基承载力特征值和沉降量后，对振冲法分案进行调整。2. 强夯法方案2.1 地基承载力不满足要求，应对地基进行处理；拟接受强夯地基处理

9、方式，主要目的是提高地基土的强度和降低压缩性，使地基承载力趋于均匀。 （1）依据基础中点的地基变形计算深度的简化公式：Zn=B×(2.5-0.4lnB)（B是拟接受的基础宽度）=3.8×(2.5-0.4ln3.8)7.5m.（2）依据强夯地基处理的阅历公式，加固影响深度为 式中H加固影响深度（m）W锤重（kN） h落距（m）系数，其值为0.51.0；国内学者认为一般粘性土取用0.5。由地基变形计算深度Zn7.5m，取用地基处理加固影响深度H=7.5m，依据强夯地基处理的阅历公式初步计算单击夯击能WH（3）确定地基加固的深度和单击夯击能建筑地基处理技术规范第6.2.1 “强夯

10、法的有效加固深度应依据现场试夯或当地阅历确定”。由表6.2.1查得，对于粘性土，有效加固深度6.07.0m的单击夯击能为3000KNM。因此接受单击夯击能为3000KNM作为试夯区的夯击能。试夯区夯击后经对试夯区的测试，第十击和第九击之间的沉降差在2cm左右，小于建筑地基处理技术规范第6.2.2 “最终两击的平均夯沉量的数量不宜大于：当单击夯击能小于4000KNM时，平均夯沉量为4cm”的要求。依据对试夯区的地基测试，此时地基承载力达到250 Kpa以上，故确定夯击次数为10次，强夯单击夯击能为3000KN.m，地基强夯后承载力特征值fak250Kpa。地基强夯后承载力见地基测试报告。强夯地基处理后，修正地基承载力fa=fakd×m×(d-0.5)=250+1×17×(0.8-0.5)=255.1kPa基础底压应力PK=151.0kPa强夯地基处理后，地基承载力满足要求22夯点间距设计要求标准依据锤底直径2.5m设计。23依据现场状况，制梁台座接受等腰三角形布点，接受隔夯法，第一遍先夯两个边排夯点，其次遍夯中排夯点，为了提高地基的挤密效果，能级为3000KN·M，锤击击数第一遍10击，其次遍10击，停夯要求为最终两击平均沉降量不大