地基基础方案评价

地基基础方案评价1、天然地基上的浅基础设计为六层住宅楼，砖混结构，拟采用天然地基上的浅基础，最大线荷载FK=300kN/m。根椐场地地质条件对浅基础进行评价：、属先确定持力层，根椐场地地质条件，第②层可做为基础的持力层，其承载力特征值fak=150kPa。基础埋深d=2.0m。、、求持力层修正后的承载力特征值f（深度修正）:a根椐5.2.4公式：fa=f「dYm（d-0.5）式中：七---持力层承载力特征值=150kPad=1.6,（根椐基底下土的类别，查表5.2.4：e=0.821,"=0.35）若为湿陷性黄土或新近堆积黄土（Q：）应按GBJ25-90规范表3.0.4确定。m基础底面以上土的加权平均重度=16.5kN/m3,d——基础埋深=2.0m代入计算为：f=15O+1.6X16.5X（2-0.5）=189.6kPa。a、计算基础宽度b:根椐基础面积计算公式代入计算：A=LbN=m取2.2m式中：Fk---基础顶面的竖向力=300kN/mfa——修正后的地基承载力特征值二189.6kPaL、b---基础的长度和宽度（条基时，L取1.0米）—基础及上伏土的平均重度=20.0kN/m3、求基底压力P:K根椐5.2.2-1公式式中：F=300kN/mkG=LbdY=1X2.2X2.0X20=88kNkA=1X2.2m将参数代入计算后得Pk=176.4kN/m2（kPa）、根椐5.2.1-1式：faNpk判定地基强度是否满足要求。以上计算的fa=189.6kPa,Pk=176.4kPa,满足5.2.1-1式faNPk,地基强度满足要求。、验算下卧层的承载力已知下卧层的fak=100kPa下卧层顶面以上地基土的加权平均重度为:Ym==18.3kN/m3求下卧层（第③层粉土）修正后的地基承载力特征值f:afa=fak+dYm（d-0.5）式中：fak=100kPad=1.5（第③层粉土I=8.1pw>10%）查表5.2.4。d=6.0m（第①层2.0m,第②层4.0m）ym=18.3kN/ms代入计算得：faz=100+1.5X18.3X（6-0.5）=250.98kPa=251kPa求软弱下卧层顶面以上土的自重压力值p：czp=2X16.5+4X19.2=109.8kPa求软弱下卧层顶面处的附加压力p:Z-本例为条形基础应采用5.2.7-2公式计算：pz二，首先根椐表5.2.7求应力扩散角Z值：已知ES1=16.0MPa（软层之上，第②层）ES2=3.5MPa（下卧层第③层）5152Es1/Es2=16.0/3.5=4.75,取5.0。（注：当ES1/ES2<3时，不能用规范中5.2.7-2和5.2.7-3式计算）z=4.0m（基础底面至软弱下卧层顶面的距离），b=2.2m,z/b=4/2.2=1.8>0.5查5.2.7表得Z=25。。PK=176.4kPaPjYd=16.5X2=33.0kPa（P°为基础底面处土的自重压力值）代入公式得：Pz=52.93kPa。pz+Pcz=52.93+109.8=162.73kPa<faz=251kPa符合公式：Pz+Pc弟faz下卧层强度满足要求。2、人工地基上的浅基础（灰土垫层）根据建筑物使用要求及场地地质、水文地质条件，建议采用灰土垫层法对地基进行处理，即采用大开挖，挖除第①层及部分第②层，换填2.0m厚的3:7灰土垫层，在灰土垫层之上做独立基础。灰土垫层的初步设计如下：（1）依据JGJ79-2002规范第4.2.1条，垫层的厚度Z应根据下卧层的承载力确定，并符合下式：Pz+Pcz^faz式中：Pz-垫层底面处的附加压力Pcz-垫层底面处土的自重压力faz-垫层底面处土层的地基承载力特征值（深度修正后）。（2）、灰土垫层的承载力灰土垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，本工程的地基础设计等级为丙级，当3:7灰土垫层的压实系数不小于0.95时，其承载力特征值fa可采用200kPa。（3）、计算基础底面面积A：根据基础面积公式：条形基础公式：bNFk/fa-Yd正方形基础公式：b=LN矩形基础公式：A=LbNFk/fa-Yd注：一般将有偏心荷载的建筑设为矩形，可先按中心荷载作用计算基底面积A,根据偏心荷载的大小，将基底面积增大10-50%后，即：A=1.1-1.5A0，一般在设基础长宽比：n=l/b=1.5则有：基础宽度：b=基础长度：L=1.5b就可以了。根椐基础形式按下面公式求算A：矩形基础的面积计算公式：A=N灰土垫层的地基承载力特征值(不做深度修正)fa=200kPa，单柱荷重Fk=3000kN，基础埋深d=1.50m，基础及上伏土的平均重度Y=20kN/m3。代入矩形基础面积计算公式：A===17.64m2(因需考虑有偏心荷载，需将基底面积增大30%，即A=17.6X1.3=22.88M2基础宽度b==3.9m基础长度L=1.5X3.9=5.9m)、灰土垫层强度fak的验算灰土垫层的强度要满足GB5007-2002规范中5.2.1-1式：七日此求基础底面处的平均压力值pk：按GB5007-2002规范中5.2.2-1公式：式中：Fk上部结构传至基础顶面的竖向压力=3000kNGk—基础自重和基础上的土重；矩形基础GjL.b.d.Y(式中：L、b、d分别为基础础的长度、宽度和埋深；Y为基础和上伏土的平均重度取20kN/m3)A基础底面面积。取23.0m2基础自重和基础上的土重：G=3.9X5.9X1.5X20=690.3K代入公式=kPa灰土垫层的fa=200kPaN基础底面处的平均压力值Pk=160.44kPa,灰土垫层的强度满足要求，但基础面积过大，上部荷载如超过2500KN时，地基承载力要求大于250Kpa才行。灰土垫层厚度验算、求灰土垫层底面处的附加压力值P:Z矩形基础：p二z式中：b---矩形基础底面的宽度二3.9mL---矩形基础的底面长度=5.9mPk---基础底面压力=160.44kPapc---基础底面处土的自重压力=dY=1.5X18.2=27.3kpaz——基础底面下垫层的厚度二2.0mZ一垫层的压力扩散角灰土取28°(tan28°=0.53)p==z、求垫层底面处土的自重压力pcz_=(垫层底面到地面的距离为3.5m,第①层的平均重度为17.5kN/m3)Pcz=3.5X18.2=63.7kPaPz+Pcz=63.45+63.7=127.15kPa、、求垫层底面处土层经深度修正后的地基承载力特征值f:az可根椐下式计算：faz=fak+dYm(d-0.5)式中：faz---经深度修正后的下卧层承载力特征值；七——下卧层的承载力特征值=100kPa——承载力的深度修正系数二1.0dYm基础(垫层)底面以上土的加权平均重度=18.2kPa—d灰土垫层底面的埋置深度二3.5m—代入公式计算：faz=fak+dYm(d-0.5)=100+1.0X18.2(3.5-0.5)二154.6kPafaz=154.6kPaNpz+Pcz=63.45+63.7=127.15kPa下卧层强度满足要求。灰土垫层的宽度整片垫层的平面处理范围，每边超出建筑物外墙基础外缘宽度，不应小于垫层的厚度，并不应小于2.0m垫层的施工&、灰土垫层土的填料要求：灰土垫层的灰、土体积比宜为2：8或3：7,土料粒径不得大于15mm，宜用不含松软杂质的粉质粘土,不宜使用块状粘土及砂质粉土，灰土所使用的消石灰应符合III级以上标准，石灰应消解3-4天，并筛除生石灰块后再使用。其粒径不得大于5山山，灰土混合料应拌合均匀，含水量适中，简易别方法是：捏紧成团，落地开花。引灰土垫层的碾压机具及虚铺厚度：应选用12-16吨双轮震动压路机，其虚铺厚度应控制为20-30mm。C、在地下水位以下的基槽(坑)内施工时，应采取排水措施，使在无水状态下施工，入槽(坑)内的灰土，不得隔日夯打碾压，夯实后的灰土三日内不得受水浸泡。、灰土垫层的质量检验：可采用环刀法(采取原状土试样)贯入法、静力触探、型动力触探、标准贯入试验等方法进行检验。一般采用环刀法：取样点应在每层厚度的2/3深度处，检验点数：对大基坑每50-100m2应有一个检测点；对基槽每10-20m长度内应有一个检测点；对每个独立柱基内应有一个检测点；质量要求：灰土垫层的压实系数入cN0.95Yd=15.0kN/m3垫层竣工验收若采用载荷试验检验其承载力时:每个单体工程不宜少于3点。（7）基坑开挖及边坡稳定采用大开挖方式进行灰土垫层施工，基坑开挖深度一般达3.5m,椐剪切试验结果，按朗肯理论，粘性土侧壁允许自立高度HC按下式验算：Hc=2c/y[tna（45+中/2）]式中：H—允许自立高度（米）cc---侧壁土体粘聚力，取标准值22.2kpa0—侧壁土体内摩擦角，取标准值19.5oY—侧壁土体的天然重度，取平均值18.5kN/m3经验算，侧壁土层允许自立高度为3.4m，根据当地经验，可以直立开挖，严禁在坡顶面进行堆载和浸水。3、卵石垫层卵石垫层的适应条件与灰土垫层基本相同，但不适宜于湿陷性黄土地基，其评价、计算方法与灰土垫层一样，只是填料不同而己，主要注意以下几点：（1）、卵石填料的标准要求：要求采用级配卵石，其配比关系宜为4：3：3即：卵石4（砾径50NdN20mm）:圆砾3（砾径20NdN2mm）:中粗砂3（砾径2NdN0.25mm）。最大砾径不超过50mm，含泥量（VO.lmm颗粒含量）不超过3%。（2）、建议施工参数：、使用16-18吨振动压路机；、压路机行驶度^50m/min；、每层压实填料虚铺厚度^40cm；、每层先静压两遍，再振压8遍。（3）、填层施工：根椐施工经验，施工前应先将符合质量要求的卵石填料人工拌合均匀后，运全坑底虚铺40cm厚，在静压前，洒水使填料处于湿润状态（含水量控制在8-12%即可），然后用振动压路机先静压2遍，再振压8遍，碾压时，先按长度方向行驶，然后补压短边没压到的地方，以保证卵石填料均匀获得规定遍数的压实功能。垫层的底面宜铺设在同一标高上，如深度不同，基底土层面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应碾压密实。分段施工时，接头处应做成斜坡，每层错开0.5-1.0米，并应碾实。在土地其上做卵石垫层时，为防止基坑底面表层软土发生局部破坏，应在基坑底部及四侧先铺一层砂（0.3米），然后再铺卵石垫层。砂卵石填料中，不得含有草根、垃圾等有机杂物。在地下水位高于基坑（槽）底面施工时，应采取排水或降低地下水位的措施，使基坑（槽）保持无积水状态（如用水撼法或插入振动法施工时，应有控制地注水或排水）。垫层铺筑前，应先验槽，注意浮土应清除，边坡必需是稳定的，以防塌土，如发现基槽（坑）两侧附近如有低于地基的空洞、沟、井、古墓穴等，应在未做地基前加以填实处理。（4）、垫层施工质量检验标准及方法：主要有以下3种方法：、静载荷试验法（按GB50007-2002规范附录C、D中的要求确定）、N120超重型动力触探法；（按有关经验：Ni20=3-6稍密；N120=6-10中密；Ni20=10-20密实；进行确定）、灌水法、灌砂法（按GB/T50123-19995.3-5.4节要求试验）各层平均十重度应N21.0kN/m3（中密）。（5）、卵石垫层承载力特征值fak的确定由静载荷试验确定或由N120超重型动力触探试验确定。由灌水、灌砂法确定其压实系数后，根据压实系数按JGJ79-2002表4.2.6确定：当压实系数在0.94-0.97时，对于地基基础设计等级为丙级的建筑，其承载力特征值可取200-300kPa。（6）、卵石垫层的宽度：卵石垫层的宽度与灰土垫层的宽度的计算、确定方法相同。4、灰土桩复合地基（置换法、挤密法）灰土桩复合地基（置换法、挤密法）用于处理新近堆积黄土（QQ，湿陷性黄土、人工填土及非饱和软土地基，（其处理深度一般为5-15m，当地基土的含水量大于24%，饱和度大于65%时，不宜适用此方法）既可提高承载力，减少建筑物沉降，又可消除黄土湿陷性。洛阳地区对此应用较多（特别是置换法），方法是：用洛阳铲成孔，然后向桩孔内分层填入3：7灰土，采用夹杆式偏心轮夯实机进行夯实，锤重可采用110kg，落距0.8m，连续夯击，每分钟夯击次数，应在检验灰土的干重度满足设计要求后再确定（灰土的十重度一般应不小于15.5kN/m3）。灰土（置换）桩的具体评价内容a、灰土桩的适宜性根据场地地层特征，地下水及周边环境条件，为提高地基土的承载力及部分消除地基的湿陷性，建议采用灰土桩对地基进行整片加固处理。引灰土桩的初步设计与施工根据设计要求，处理后的复合地基承载力特征值fspkN180kPa，基础埋深1.5m，根据场地地质条件，选择桩的入土深度8.0m，以第④层黄土状粉质粘土为桩端持力层。根据置换法复合地基承载力的经验公式，确定复合地基的面积置换率m:fsPk=mfpk+（1-m）fskm=fspk-fsk/fpk-fsk式中：m——面积置换率fspk——复合地基承载力特征值，取180kPa；f——灰土桩的承载力特征值（初步设计时，由经验确定：一般为500-600kPa,考虑到pk施工及令期等因素，fpk取500kPa）；fsk一桩间土承载力特征值，取天然地基土承载力特征值110kPa；计算：m=0.18取0.20又：根据m=A/APe式中：Ap——桩的截面积；A：一一一根桩所承担的处理面积；设桩径d=0.4m，桩间距s按2.0倍桩径，取0.85m，按等边三角形布桩，则：A=1/4nd2=0.125Ae=sin60s2=0.626m=0.20复合地基的平面处理范围应超出基础边缘2.5m，超出部分的桩距可取0.7m，在桩孔内夯填3:7灰土，要求处理后灰土的平均十重度N15.5kN/m3,灰土桩复合地基承载力特征值N180kPa。灰土桩施工完后，在桩顶和基础之间铺设600mm3:7灰土垫层（垫层的压实系数应达到0.95）。施工工艺：建议采用机动洛阳铲成孔，桩孔3：7灰土的回填夯实采用夹杆式偏心轮夯实机，夯实机所选锤重，落距可根据设备情况具体选定。为使3：7灰土桩的压实系数N0.96，其对应的平均单位夯实能与GB/T50123-1999规范轻型击实试验的单位体积夯实能值592.2KJ/m3相同，因此，在实际施工中在选择锤重、落高、次填料厚度时，应满足下式要求：wXHXn/FXhN592.2KJ/m3式中：w—夯锤重量KNH一夯锤高度mn一每次填料后的夯次数F一桩孔断面面积=1/4nd2（m2）h-每次填料的厚度m根据上式，若采用锤重w=1.2kN（120kg）夯锤高度H=1.0m每次填料后的夯次数n=15次桩孔断面面积F=1/4nd2（d取0.4m）=0.12566（m2）每次填料的厚度h=0.2m代入计算：单位体积夯实功=716.2KJ/m3根据干重度的要求，在施工前，应做击实试验。以求得3：7灰土的最优含水量和最大干重度。最终确定施工参数（即3：7灰土的虚铺厚度和夯实击数等）。C、质量检验对本工程（丙类建筑），应检测处理深度内桩体和桩间土的十重度；抽检数量不应少于桩总数的1%；竣工验收时，承载力的检验应采用复合地基载荷试验，且不少于3个荷载试验点。挤密法：灰土桩挤密地基是由钢管打入土中，将管拔出后，在形成的孔中填入2：8或3：7灰土，加以夯实而成。经此处理后的地基承载力特征值按JGJ79-2002规范规定：初步设计时，对灰土挤密桩复合地基承载力特征值，不宜大于处理前的2倍，并不宜大于250kpa（对土挤密桩复合地基承载力特征值，不宜大于处理前的1.4倍，并不宜大于180kpa）。一般构造要求：桩身直径一般为300-450mm，深度5-15m，平面布置为等边三角形排列，桩距s按有效挤密范围一般取2.0-2.5d，排距0.866s，地基挤密面积应每边超出基础宽0.2倍，桩顶一般设0.5-0.8m厚的2：8或3：7灰土垫层，其压实系数不应小于0.95。5、水泥土搅拌法一、分类及适用条件水泥土搅拌法根据固化剂掺入状态的不同，可分为：浆液搅拌（深层搅拌，湿法）粉体喷射搅拌（粉体喷射，干法）均适应于加固饱和粘性土和粉土等地基，（包括：饱和黄土、素填土、正常固结的淤泥、淤泥质土、无流动地下水条件下的饱和松散砂土）粉体喷射搅拌法的适用条件：当地基土的天然含水量小于30%（饱和黄土含水量小于25%）、大于70%时，由于不能保证水泥充分水化，故不宜采用干法，地下水的pH值小于4时也不宜采用十法（但掺入百分之几的石灰，通常pH值就会大于12%）。在粘粒含量不足的情况下（如饱和松散的砂土）可以添加粉煤灰。当Ip>25时，由于土太粘，易在搅拌头叶片上形成泥团，无法完成水泥土的拌和，也不太适宜。水泥固化剂一般适应于正常固结的淤泥与淤泥质土（避免产生负摩擦）、粘性土、粉土、素填土、（包括冲填土）饱和黄土、粉砂、中粗砂、砾砂。（当加固粗粒土时，应查明有无明显的地下水流，以防固化剂尚未硬结而遭地下水流冲失）。二、水泥土搅拌法的设计主要确定搅拌桩的置换率m和桩长L。从承载力角度考虑，提高m比增加桩长的效果好，桩愈长，对桩身强度要求越高，但过高的桩身强度对复合地基承载力的提高及桩间土承载力的发挥是不利的。对变形来说，增加桩长，对减少沉降是有利的，若水泥土搅拌桩能穿透软弱土层，到达强度相对较高的持力层，则沉降量是很小的。对某些地区的水泥土桩，其桩身强度是有一定限制的，从承载角度，存在一有效桩长，单桩承载力在一定程度上并不随桩长的增加而增大。注意：对软弱土层较厚，从减小沉降考虑，桩应设计长些，应穿透软弱土层，达到下卧土层强度相对较高的地方，以避免“悬浮”桩型。水泥土搅拌法地基处理实例：1、地基处理方法的选定场地土层含水量偏高，土层湿软，强度较低，根据场地地质条件及当地建筑经验，建议采用水泥深层搅拌法对地基进行加固处理。第④层黄土状粉质粘土不具湿陷性，呈可塑状，强度相对较高，可做为桩端持力层，基础埋深为1.8m，搅拌桩有效桩长为7.2m，土层平均压缩模量Es「2=7.0Mpa。可只在基础平面范围内布桩，采用均匀分布的柱状加固型式（等边三角形布桩形式），桩径取为0.5m。2、初步设计时，水泥搅拌桩单桩竖向承载力特征值的确定根据JGJ79-2002规范中11.2.4-1式：R=uZqL+aqA式中：up——桩的周长二口d=1.57qsi——桩周第i层土的侧阻力特征值（呈可塑〜软塑状，qs取平均值12kPa）«——桩长范围内第i层土的厚度，桩长L=7.2ma——桩端天然地基土的承载力折减系数取0.4qp——桩端地基土未经修正的承载力特征值，取第④层fak=130kPaA——桩的截面积=1/4nd2=0.196代入计算后得：R=151.65kNa3、水泥搅拌桩桩身水泥土无侧限抗压强度平均值f:cuR=nfa—f=R/qa式中顼一—桩身强度折减系数「取0.25。Ra一一由上式计算出的单桩竖向承载力特征值二151.65kNAp——桩的截面积=0.196f：一一水泥土无侧阻抗压强度平均值（kPa）经计算：fcu=3095kPa故：fcu需要大于3095kPa方可满足要求。4、室内配比试验根据规范要求，水泥掺入量若为加固土重的16%（土体平均容重为1730g/cm3）。水泥用425#普通硅酸盐水泥（可加入等量粉煤灰），水灰比若选用0.55。经计算，平均每延m水泥掺入量为：水泥掺入量=1730X16%X1/4nd2X1=54.25kg/m，取55kg/m5、搅拌桩的置换率的确定根据上部结构设计的要求，加固后复合地基承载力特征值fspk要求N180kPa，所以搅拌桩置换率m根据规范9.2.5式得：m=（fspk-pfsk）/（Ra/Ap-pfsk）式中：f复合地基承载力特征值=180kPaspkP——桩间土承载力折减系数取0.4（具体应根据规范第11.2.3条规定确定）fsk——天然地基承载力特征值取90kPaRa——单桩竖向承载力特征值取151.65kN代入计算后得：m=0.195^0.206、求桩距s：桩距一般由置换率m控制(对于水泥深层搅拌桩可取2.2倍桩径。根据一般求置换率公式m=A/APe式中：A桩的截面积=1/4nd2PAe——一根桩所承担的处理面积。对三角形布桩：A=0.866s2e正方形布桩：A=S2s桩间距(m)根据以上公式，已知置换率m和桩径d可求出土，即可求出桩距s。本工程中，m=0.20d=0.5mA=0.196PAe=0.196/0.20=0.98由Ae=0.866s2求：s=A/0.866=1.06m，取1.10m。7、设置褥垫层竖向承载搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置200—300mm厚的中砂、粗砂(或级配砂石)褥垫层。8、下卧层承载力验算(存在软弱下卧层时)、桩底平面处(第④层)修正后的承载力特征值faz为：faz=fak+qdYm(d-0.5)(GB50007-2002中5.2.4式)式中：fak——地基承载力特征值(第④层fak=130kPa)qd——基础埋深的地基承载力修正系数取1.0(按表5.2.4查得基底下土的类别确定)d——基础埋深，此处即桩入土深度，取9.0mYm——基础底面以上土的加权平均重度(水下取浮重度)取17.3kN/m3代入计算：faz=130+1X17.3(9-0.5)=277.05kPa、本工程为底框结构，最大单桩荷载为2500kN。根据Fk=2500kNfak=180kPad=1.8my=20kN/m3基底面积A：A=LbNF/(f「dY)=2500/(180-1.8X20)=17.36m2取矩形：L=4.2mb=4.2m求基底压力：Pk=(Fk+Gk)/A二(2500+4.2X4.2X1.8X20)/(4.2X4.2)=177.72kPa复合地基fk=180kPafak>Pk强度满足要求。、求下卧层顶面处的附加压力值P:z按应力扩散角的概念确定，即将复合地基视为双层地基，由加固区土层和下卧层土层组成。本工程应力扩散角Z取260。按GB50007-2002中5.2.7-3式：Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2ztgZ)(l+2ztgZ)式中：L、b——矩形基础的长度和宽度，均取4.2m。Pk——基底压力取177.72kPaPc——基础底面处土的自重压力取Yd=17.0X1.8=30.6kPaZ——地基压力扩散角tg260=0.49z基础底面至下卧层顶面的距离，取7.2m代入计算：P=4.2X4.2(177.72-30.6)/(4.2+2X7.2tg26。)2=20.48kPaz、求下卧层顶面处土的自重压力值P:czPcz=9MX17.0=153kPa(地面至下卧层顶面距离为9.0m,重度取平均值17.0kN/ms)、按下式验算强度：Pz+Pc声faz式中：七一下卧层第④层修正后的承载力特征值二274.5kPaPz下卧层顶面处的附加压力=20.48kPaPcz——下卧层顶面处土的自重压力=153kPaPz+Pcz=20.48+153=173.48＜七二277.05下卧层强度满足设计要求。8、变形计算：竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层的平均压缩变形S1与桩端下未加固土层的压缩变形S2两部分组成：1⑴搅拌桩复合土层的压缩变形S1可按下式计算：S1=(pz+pzl)L/2Es式中：pz―搅拌桩复合土层顶面的附加压力值=Fk+Gk/A=177.72kpa匕搅拌桩复合土层底面的附加压力值，由4.2.1-2及4.2.1-3式计算如前所计算值为22.48kpaL---桩长=7.2mEsp----搅拌桩复合土层的压缩模量，按下式：E=mEP+(1-m)E计算M---置换率二0.2Ep搅拌桩的压缩模量，可取(100-120)fcu由前算出fcu=3095kpa若乘100则E=309500kpaPEs__桩间土的压缩模量，取天然土层时的Es1-2值，=7000kpa由此代入计算的Esp=56300kpaSj(p+pi)L/2E=12.67mm⑵、桩端以下末加固土层的变形S:2计算方法按GB50007-2002规范中5.3.5式s=uZp/E（Za-Za）2Ts0siiii-1i-1式中：S2---最终变形量mm甲s---沉降经验系数P0---基础底面处的附加压力：P0=Pk-PC由前计算Pk=177.72Pc=30.6P0=Pk-P「147.12kpaE「--基底（桩底）下第I层土的压缩模量ZiZi-1---基底（桩底）下至第I层土、第I-1层土底面的距离（米）"%；---基底（桩底）面计算点至I土层、第I-1土层底面范围内平均附加应力系数，按GB5007-2002附录K采用具体计算时先求地基沉降计算深度Z「按规范5.3.7公式：z=b（2.5-0.4lnb）式中：b为基础宽度=4.2米，代入计算为8.1米，即应在桩底向下8.1米为计算下限，即地面下：d=1.8+L=7.2+zn=8.1=17.1m按该深度,沉降计算至第⑦层。〔3）、沉降计算一般以列表计算比较清晰，（见后表），需注意的是，查a系数表时，表格给出的是均布的矩形荷载角点下的a值，而对于基础的中点来说，应分成四块相同的小面积，使小面积的角点与原基础的中点重合，同时查得的平均附加应力系数a应乘以4（4块相同的小面积）用《地基规范》方法计算其沉降量如下表：点八、、号ZI(m)L/bZ/b(b=b/2)%ziai(mm)ziai-zi-1ai-1(mm).=0.15/E.1si△s(mm)i*i(mm)AsiZZAsi<0.02500100.25x4=100017.313.480.1231x4=0.49241713.61713.60.02136.028.113.860.1114x4=0.445617206.40.0210.1336.130.004⑷、沉降计算系数中s的确定：a、计算Es值Es=EAi/E(Ai/Esi)=pE(za-za)/pE[(za-za)/E]0iii-1i-10iii-1i-1si=0.15E(1713.6+6.4)/0.15E(1713.6/7.0+6.4/7.0)=1720/244.8+0.914=7.0Mpab、Ws值的确定：因基底附加压力p0=147.12kpa>fak=140kpa查规范表5.3.5得W「1.0故S2最终沉降量=36.13X1.0=36.13mm复合地基的总沉降量S=S1+S「12.67+36.13=48.8mm9、质量检验水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用以下方法：a、成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆（灰）面下0.5m）,目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的5%。b、成桩后3d内，可用轻型动力触探（N10）检查每m桩身的均匀性。检验数量为总桩数的1%，且不少于3根。c、竖向承载力水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。荷载试验必须在桩身强度满足荷载条件时，并宜在成桩28d后进行。检验数量为桩总数的0.5-1%，且每项单体工程不应少于3点。经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，应在成桩28d后，用双管单动取样器钻取芯样作抗压缩度检验，检验数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根。对相邻桩搭接要求严格的工程，应在成桩15d后，选取数根桩进行开挖，检查搭接情况。基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，应采取有效补强措施。6、素混凝土桩（CFG桩）CFG桩适用于处理承载力较低的（或高的）粘性土、粉土和已自重固结的素填土等地基。由于场地土层较软弱，强度较低，根据场地岩土工程地质条件及当地建筑经验建议选用素混凝土水泥桩（CFG桩）。a、初步设计为：本工程底层为框架结构，上部砖混，单柱最大荷重为3000kN，可采用独立基础，在基础范围内布桩，以第③层做为桩端持力层，有效桩长取6.0m，桩径取400mm；桩距s建议取2.5倍桩径（宜取3-5倍桩径），即s=2.5X0.4=1.0m；复合地基的置换率：m=A/APe式中：A桩的截面积=1/4nd2；PAe一根桩所承担的处理面积；（按正方形布桩Ae=s2=1.0m），则m=0.12566桩顶和基础之间应设200mm厚的中粗砂褥垫层；初步设计时水泥桩的复合地基承载力特征值按下式估算：f二mXR/A+B（1-m）f式中：f：——复合地基承载力特值；m——面积置换率=0.12566；A——桩的截面积=1/4nd2；PP——桩间土承载力折减系数，取0.75；fsk——取天然地基承载力特征值100kPa；Ra——单桩竖向承载力特征值；按下式估算：R=ndZqL+qA式中：％、qp——桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值；平均qsi=20kPaqp=350kPa（第③层）h——第i层土的厚度（桩长L=6.0m以第③层为桩端持力层）计算后得Ra=195kNfspk=260.5kPa桩体试块抗压强平均值应达到下式要求：七日3R/ApN4655kPa地基处理后的变形验算应按JGJ79-2002规范中第9.2.8及9.2.9条要求进行。（当存在软弱下卧层时）其计算方法参考上节四、水泥土搅拌法中的内容要求。b、施工根据当地建筑经验可采用机械洛阳铲成孔；施工前应按设计要求由试验室进行配比试验，施工时按配合比配制混合料。成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组（3块）试块（边长为150mm的立方体），标准养护，测定其立方体抗压强度。褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯实度（夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值）不得大于0.9。施工垂直度偏差不应大于1%；对满党布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。c、质量检验CFG桩复合地基竣工验收时，承载力特征值检验应采用复合地基载荷试验。CFG桩基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束28d进行。试验数量不应少于3点。并应抽取总桩数的10的桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。7、夯实水泥土桩适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。根椐地质及水文地质条件可选用夯实水泥土桩，对地基进行加固处理，根椐上部结构基础设计要求复合地基的承载力特征值fspkN180kPa。有效桩长可取5.5m（承台埋深1.5m，进入第③层），在基础范围内布桩，桩径（宜为0.3-0.6m）取d=0.40m，桩的平面布置按等边三角形布桩，桩距（宜为2-4倍桩径）取3d=1.2m，根椐JGJ79-2002规范中9.2.5公式求其面积置换率m：m=（fspk-pfsk）/（Ra/Ap-pfsk）式中::fspk---―复合地基的承载力特征值；取180kPa"m面积置换率；A桩的截面积；=1/4nd2=0.12566fsk---桩间天然然土承载力特征值；=100kPaP---桩间土承载力折减系数；=0.9Ra---单桩竖向承载力标准值；初步设计时按9.2.6式：R=ndEqL+1/4nd2q（按摩擦型桩计算，d=0.4q=20q=100L=5.5）代入计算R=150.8kpa当要求fspk=180kPa时，m=(180-0.9X100)/(150.8/0.12566-0.9X100)=0.08取0.1按等边三角形布桩，桩距按下式求得：s=1.08eAe=A/m=0.12566/0.10=1.25s=1.08X=1.21m式中Ae__为一根桩承担的处理面积；桩距可取1.25m采用机动洛阳铲成孔，夯实锤质量25kg，落距1.5m桩孔内填料采用塑性指数大于10的粘性土与水泥(十土质量：水泥质量=7：1)加水拌和形成接近最优含水量(w=18-20%)的水泥土，分层填入孔内，每层虚铺厚度250mm，采用夯实机夯实，要求十重度大于15.5kN/m3，其压实系数不应小于0.93。桩施工完后，应在桩顶铺设200mm的中粗砂或圆砾褥垫层。8、支盘灌注桩、适用条件：适用于粘性土、粉土、中密及以上的砂土。不适用以下四类土：液化土、受大气影响深度内的膨胀土、坚硬岩土层和流塑粘土层。、支与盘的材料：素混凝土。、支盘桩的间距：由地基土的土层特性和分支做盘时不宜掉土等综合考虑，盘与盘、支与盘、支与支的竖向间距：粘性土、粉土取3d，砂土取4d。上下分支宜相错90度，上下十字分支宜相错45度。当有中粗砂土层时，支与盘应放在其层的顶面处。、支盘桩的最小中心距应取3dgn1.5D的较大值，当土质较软，可取D+1m。、支与盘应设在土层结构稳定，压缩性小，承载力较高，层厚较大的土层上。桩身断面进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石土不宜小于1d，桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d。(注：如果条件许可，在桩端持力层设一扩盘段，盘底离开桩端的距离以大于0.5倍左右桩径为宜，这可以在不影响桩端阻力的前提下充分发挥扩盘桩的承载力。)、支盘桩单桩竖向承载力特征值的确定1、一级建筑支盘桩应采用现场静载荷试验；2、二级建筑支盘桩宜采用现场静载荷试验；当类似的试桩资料或地质条件简单时，可参照静力触探、标贯试验参数等综合确定。3、三级建筑的支盘桩，宜根椐原位测试利用经验参数估算。(注：建筑物安全等级划分参见JGJ94-94表3.3.3)、支盘桩竖向承载力特征值Ra按下式估算：Ra=nd^「+gp%A「qpaAp式中：R一单桩竖向承载力特征值KNad一桩身直径mqsia--桩侧阻力特征值Kpa«—第I层土的厚度mWpi一支盘桩端阻力特征值修正系数，按下表确定：

支盘支承处土的名称硬塑粘性土可塑粘性土粉土粉砂细砂中粗砂修正系数中.pi0.6-0.80.8-1.00.8-1.00.8-0.90.6-0.70.4-0.5qpia--桩身上第I个支盘处土的端阻力特征值kpaApi—扣除主桩桩身截面积的支、盘的水平投影面积m2=n(D2-d2支盘支承处土的名称硬塑粘性土可塑粘性土粉土粉砂细砂中粗砂修正系数中.pi0.6-0.80.8-1.00.8-1.00.8-0.90.6-0.70.4-0.5qpia--桩身上第I个支盘处土的端阻力特征值kpa1、十作业成孔可采用长螺旋钻或机械洛阳铲成孔工艺；地下水位以下可采用反循环钻泥浆护壁成孔工艺。2、正式施工前，宜进行“试成孔”一个，以核实地质资料、检验设备、工艺及技术要求是否适宜。、质量检验1、采用低应变动测法对成桩质量进行检测，其检测数量应为总桩数的20%。2、单桩竖向承载力可采用高应变动测法，其数量不宜小于总桩数的3%，且不少于5根。、举例：1、条件：某建筑柱下为一根支盘桩，柱、承台及其上土重传到桩基顶面的竖向力设计值F+G=2400KN，安全等级为II级。承台埋深1.5米，场地地层条件如下：①、0-1.5米杂填土②、1.5-4.5米粉质粘土q,=25kpaqpa=400kpa③、4.5-13.5米粉土q,=20kpaqpa=400kpa④、13.5-16.5米砾砂q,=50kpaqpa=1200kpa2、根椐地质条件，可设4个盘，桩身直径d=600mm盘径D=1400mm根椐DLGJ153-2000规范要求，最小盘间距为3d，即3X0.6=1.8m取2.0m，设桩入土深度14.5m，底部桩端进入持力层第④层砾砂层1.0m，盘均设在粉土层第③层中，第一个盘设在地面下5.5米处，盘根高按0.5米计。各盘设计深度分别为5.5m7.5m9.5m11.5m。按公式：Ra=ndEqsiaL.+E^而q^Api+qpaAp分别计算：摩阻力：二nd[3*25+0.5*20+(1.5*3)+2*20+1*50]=499.5kN各支盘端阻力：=n(D2-d2)/4XqpiaXW皿乂4二3.14(1.42-0.62)/4X400X0.8X4=1608.5kN桩端阻力：=1/4nd2Xqa=1/4n0.62X1200=339.3kN合计:449.5+1608.5+339.3=2447.3KN9、复合载体夯扩桩根据场地岩土工程地质条件，可采用复合载体夯扩桩对地基进行加固处理，初步设计如下；9.1复合载体夯扩桩持力层的选择场地内第④层卵石层，埋深较浅（地面下4-5m左右），强度高，厚度大，分布稳定，是良好的桩端持力层，可做为复合载体夯扩桩的桩端持力层。9.2桩基参数的确定各土层的桩侧阻力特征值七诂，可依据地区经验按下表采用：层号qsia(kPa)②18③22④50桩端持力层第④层卵石层的桩端阻力特征值，按《复合载体夯扩桩设计规程》JGJ/T135-2001中的4.2.2条规定确定：qa（fa）=fak+ndYm（d-1.5）式中;q：（fa）——复合载体下地基土经深度修正后的地基持力层承载力特征值，按现行GB50025-2004规范5.6.5式确定；fak——地基承载力特征值，第④层fak=300kPa；nd——深度修正系数按基底下土的类别由GB50007-2002规范表5.2.4中取值，取nd=4.4；Ym——基底以上土的加权平均重度Ym=17.5kN/m3；d——基础埋深，即复合载体夯扩桩底深度取4.5m；计算：qa=300+4.4X17.5X（4.5-1.5）=530.0kPa9.3单桩竖向承载力的确定初步设计时，单桩竖向承载力特征值可按JGJ/T135-2001规范4.2.2式确定：R=ndZq.L+q・Ae式中：Ra——单桩竖向承载力特征值（kN）；d——桩身直径，取0.4m；qsia——桩侧阻力特征值；«——桩身穿越第i层土的厚度；qPa——复合载体地基土经深度修正后的地基承载力特征值，qp「530.0kPa；A：——等效桩端计算面积，按JGJ/T135-2001规范按表4.2.2取值。Ae=1.5m2（卵石层的三击贯入度按10cm考虑）；以3#孔处地层分布情况为例，桩身直径d取0.4,桩端入土深度取5.0米，考虑桩长较小，故不计桩侧阻力，计算结果如下：Ra=qaXAe=530.0X1.5=795.0kN采用两桩承台可满足上部荷载（1200kN）的要求，依据JGJ/T135-2001规范第3.0.3条要求及桩端持力层性质，桩间距不应小于1.6m。9.4单桩完整性及承载力检测⑴、可采用低应变动侧法对工程桩进行桩身质量的检验。抽检桩数应为总桩数的10-20%，并不少于10根。⑵、单桩竖向承载力的特征值，最终应由单桩静载荷试验确定，每个单体工程不应少于3根。⑶、在桩身混凝土强度达到设计要求的前提下，从成桩到开始检验的间歇时间：对于砂及碎石土不应少于10天。10、建筑场地土层剪切波速及场地类别的确定方法剪切波速的测量要求按GB50011-2001规范4.1.3条中的1、2执行。在地质报告中，对丁类建筑（分类标准见3.1.3条规定）及层数不超过10层，且高度不超过30m的丙类建筑（或初步设计阶段的甲、乙、丙类的构筑物），估计土层剪切波速的方法有以下3种：（1）、按GB50011-2001规范根据岩土名称和性状，按表4.1.3划分土的类型，再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速，具体方法是：按表4.1.3对中硬、中软和软弱土，分别取相应场地土平均剪切波速范围的中间值，如370、200和100m/s，并根据实际情况。考虑土的软硬而适当增减，由此估计出各土层的剪切波速值。（二）、按《工程地质手册》第三版中表6.6.4中公式估算：VSi=aHib式中：VSI第i层土的剪切波速m/sHi---第i层土中点处的深度ma、b---分别为土层剪切波速的计算系数和指数（三）、根据现场标准贯入试验，按《岩土工程试验监测手册》中公式：vs=91.347N0.3471估算。式中：N---标准贯入试验实测锤击数。S剪切波速确定之后，应按规范4.1.5条，求土层的等效剪切波速，按下式：VS=d0/tt=（d./v.）式中：Vs---土层等效剪切波速（m/s）d0---计算深度（m）取复盖层厚度和20m二者的较小值，（注计算深度由89规范的15m修正为20m）t----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间土层剪切波速计算系数a和计算指数b

土名和状态计算系数和指数土的名称粘性土粉细砂中粗砂砾卵碎石固结较差的流塑、软塑粘性土，松散、稍密的砂土a7086(90)78(80)b0.3130.2430.28软塑、可塑粘性土，中密、稍密的砂、砾、卵、碎石a104125125175b0.3130.2430.280.234硬塑、坚硬的粘性土，密实的砂、砾、卵、碎石a154(130)183(150)204(150)279(200)b0.3130.2430.280.234再胶结的砂、砾、卵、碎石，风化岩石V=300-500m/ss末风化岩石V>500m/ss4计算深度范围内第4计算深度范围内第i土层的厚度(m)vsi计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)「计算深度范围内土层的分层数—由计算的等效剪切波速，按表4.1.5和4.1.6就可确定场地土的类型(GB50011-2001规范未做规定，地质报告中可不评定场地土的类型)。根据场地土层的复盖层厚度，(复盖层厚度按4.1.4条的要求确定)就可确定场地类别了。举例：某一场地钻孔深25.0m，地层岩性及状态、土层厚度d「承载力特征值、估计的各土层剪切波速V及土的类型，如下表所示：1Si地层序号及深度地层岩性及状态土层厚度q(m)承载力特征值fak(kPa)土的类型估计的土层剪切波速vsi(m/s)①0-2m杂填土，松散无结构性2.0m80软弱土100②2-7m粉质粘土，可塑5.0m140中软土190③7-15m粉质粘土，可8.0m160中软土200塑-硬塑④15-22m中砂，中密、稍湿7.0m220中硬土370⑤22-25m卵石，稍密中密3.0m300中硬土380由估算的各土层剪切波速值vsi根椐规范4.1.5条，求土层的等效剪切波速vse:v=d/tt=式中:d0-—计算深度（m）,取复盖层厚度和20m二者的较小值，（本例中在25m深度范围内各土层的剪切波速vsi均小于500m/s,故复盖层厚度大于20m,计算深度取20m）t---剪切波速在地面止计算深度之间的传播时间，本例的具体计算为：t二=（2/100+5/190+8/200+5/370）=0.0998则等效剪切波速vs「d°/t=20/0.0998=200.34m/s由等效剪切波速vs「200.34m/s按表4.1.6求出本场地类别为II类。11、桩的负摩阻力的计算方法及应用根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94第5.2.14条、5.2.15条、5.2.16条规定，对松散填土、自重湿陷性黄土等（主要结合三门峡自重湿陷性黄土场地）在地质报告中要具体计算桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载。a、单桩负摩阻力特征值按下列公式计算：qsin=CnC’qsin——第i层土桩侧负摩阻力特征值&——桩周土负摩阻力系数，按规范5.2.16-1表中查得：（见表一）负摩阻力系数&（表一）土类饱和软土0.15-0.25粘性土、粉土0.25-0.4砂土0.35-0.5自重湿陷性黄土0.2-0.35C'——桩周第i层土平均竖向有效应力，按下式计算：［'=Yi-Zi［式中：Yi——为第i层土层的重度；11Zi——自地面算起的第i层土的中点深度；注：中点深度Z=（第i层土厚度H+2）+上伏土层的土重：HiYi］b、中性点深度Ln的确定方法中性点深度Ln应根据桩端持力层性质按表二确定：中性点深度Ln表二持力层性质粘性土、粉土中密以上砂砾石、卵石基岩中性点深度比Ln/L00.5-0.60.7-0.80.91.0表中的L为桩周沉降变形土层下限深度，如果是自重湿陷性场地，其下限深度应放在非0湿陷性土层之上。一般将自重湿陷性土层均视为桩周沉降变形土层，且桩穿越自重湿陷性黄土层时Ln应按上表列数值增大10%，如：查表为粘性土，取0.6，增大10%为1.1X0.6=0.66。（持力层为基岩除外）当确定了L0时，据持力层（即桩周沉降变形土层下限土层性质）按上表就可求出匕。如持力层为粉质粘土，据上表：L「1.1XO.6L0，当L0=15m时，且穿过了自重湿陷性土层，则L=1.1X0.6X15=9.9mnc、单桩基础下拉荷载特征值按下式计算：Qn=ndZqnL式中：［——中性点以上各土层的厚度n——负摩阻力桩端效应系数（对于单桩基础n取1.0）q；n——中性点以上桩的平均负摩阻力特征值n地质报告中，应计算出桩的下拉荷载Qgn及单桩竖向承载力特征值Ra即可。举例：三门峡一建筑场地，自重湿陷性土层下限为15.0m，其下为非湿陷性黄土状粉质粘土共分六层，土性指标见地质剖面图中所示，拟采用大直径桩d=0.8m，机动洛阳铲成孔，桩入土深度20.0m，桩顶最大竖向荷载F=1000kN。计算步骤如下：ka、首先求压缩层深度L。：从资料分析，①、②、③层为II级自重湿陷性土层，属桩周沉降变形土层；故压缩层深度（下限深度）L=5+6+4=15m。0b、求中性点深度L:n已知桩端土层为非湿陷性黄土状粉质粘土层，根据中性点深度L，查表二：持力层为粘n性土取0.6,又：桩穿越自重湿陷性土层时，按规定Ln按表列数值应增大10%，即1.1X0.6=0.66，已知L「15m，L「0.66X15=9.9m。^求各土层负摩阻力特征值樵「：按公式：q/C｛，C'=Y.•ZiY.第i层土的重度Z.——第i层土的中点深度。Cn—负摩阻力系数（由表一确定）。地质剖面图：1000kN5.0m11.0m②qsia=20kPa15.0m③qsia=28kPa18.0m④q.=30kPa"sia23.0m⑤qsia=30qa=800kPa28.0m⑥0-5m：自重湿陷性黄土，Cn取0.2,中点深度Zi=5/2=2.5,yi=18.5kN/msoqsin=0.2X(5/2X18.5)=9.25kPa5-9.9m：(因中点深度L=9.9m，故应计算到此处即可)n自重湿陷性黄土，Cn取0.2，中性点深度2「二(9.9-5)/2=2.45，yi=19.0kN/msqsin=0.2X[(9.9-5)/2X19+(5X18.5)]=27.81kPa注：应加上上伏土重计算：5X18.5d、计算下拉荷载Qn特征值：g本例为单桩基础按计算式：Qn=ndZq.nL.式中：d——桩径二0.8，qsin=9.25kPa，Lj5.0m，qs2n=27.81kPa，L2=(9.9-5)=4.9m代入计算：Qn=3.14X0.8X(9.25X5+27.81X4.9)=458.72kNge、求单桩竖向承载力特征值R:a根据GB50007-2002规范中8.5.5-1式：Ra=qA+