课程设计。
课程名称地基处理。
学院专业。姓名学号。
年级任课教师。
2023年12 月 26日。
基础工程课程设计。
一、工程概况：
某八层砖混结构住宅楼，拟建条型基础，宽1.2m，埋深1.0m以下，上部建筑物作用于基础的荷载为120kn/m，基础平均密度为2.
0t/m3，地基岩性自上而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，厚度15.
0m，密度为1.78t/m3，含水量65%；第三层为密实砂砾石层，未见底，密度为1.86t/m3。
地下水距地表为1.0m，试据该场区工程地质条件作地基处理方案设计。（注：
含水量65%的淤泥质粘土基本承载力为50kpa）。
二、方案比较：
通过对工程概况的了解分析，主要需要对地基第二层淤泥质土进行处理，现有以下几种方案可供选择：
一） 、排水固结法。
排水固结法加固地基是通过对天然地基，和先在地基中设置砂井(袋装砂井、塑料排水带)等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中孔隙产生排水固结，土体孔隙体积减小、抗剪强度提高，达到减少地基工后沉降和提高地基承载力的目的。
适用条件：—各类淤泥、淤质土及冲填土等饱和粘性土。
1、 加固机理：——加载系统(堆载预压、真空预压)——排水系统。
在本工程中，淤泥质土含水率高达65%，且厚度为15m，用排水固结法不仅要考虑加压系统，还要考虑排水系统，施工工艺复杂，而且由于含水率过高，很难达到工程想要的结果。因此不于采用此方法。
二）、深层搅拌法。
深层搅拌法是通过特制的施工机械——各种深层搅拌机，在地基深处就地软弱土和固化剂(水泥，石灰等材料)强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的固结体，从而增大变形模量和提高地基强度。这些加固体与天然地基形成复合地基，共同承担建筑物的荷载或筑成壁状加固体，可作为基坑开挖的挡墙及防止码头滑动。
深层搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等软土地基，目前加固深度可达20m。根据设计要求，可在软土地基中形成柱状、壁状和格栅状等不同形式的加固体。柱状加固体与天然地基相结合，形成了复合地基，可共同承担建筑物的荷载，而壁状或格栅状加固体则可用于重力式地下临时挡土结构、基坑的止水帷幕和基坑的坑底加固。
以上可知，深层搅拌法能达到要求深度，且因地制宜，就地取材，以及经济适用。但是此方法计算过于复杂及水泥材料强度的不确定性。因此决定不采用深层搅拌法。
三）、换土垫层法。
换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖去，回填强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实的一种地基处理方法。 1、方法分类及应用范围。
应用范围：中小型建筑工程，处理深度(0.5~3)m。
砂石垫层——浜，塘，沟等软土局部处理土垫层——湿陷性黄土、大面积回填灰土或二灰土垫层——湿陷性土粉砂灰——以水上垫层为主干渣垫层——中性地基中。
2、换土垫层法的作用： ①提高浅层地基承载力。因地基中的剪切破坏从基础底面开始，随应力的增大而向纵深发展。
故以抗剪强度较高的砂或其它建筑材料置换基础下较弱的土层，可避免地基的破坏。 ②减少沉降量。一般浅层地基的沉降量占总沉降量比例较大。
加以密实砂或其它填筑材料代替上层软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。由于砂层或其它垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧层土上的压力较小，这样也会相应减少下卧层土的沉降量。 ③加速软弱土层的排水固结。
砂垫层和矽石垫层等垫层材料透水性强，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱上层的固结和提高其强度，避免地基发生塑性破坏。 ④防止冻胀。因为粗颗粒的垫层材料fl隙大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。
⑤消除膨胀土的胀缩作用。
由于本工程中淤泥质土深达15m，换土垫层法处理深度达不到要求，但由于该方法操作简单，故可用该方法结合长桩（长桩打入淤泥土层以下）基础处理该地基。
三、设计与计算。
一）、垫层的设计要点垫层的设计不但要满足建筑物对地基变形及稳定的要求，而且应符合经济合理的原则。其设计内容主要是确定断面的合理厚度和宽度。对于垫层，既要求有足够的厚度来置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。
二）、垫层材料选用。
根据工程地质条件，垫层材料初步选用中砂，并设垫层厚度z＝1.5m，则垫层的应力扩散角θ，由z/b>0.5，查下表得30°
三）、垫层的铺设范围。
1、垫层的厚度。
fz—垫层底面处软弱土层承载力特征值 kpa pcz—垫层底面处上的自重应力，kpa pz—垫层底面处土的附加应力，kpa。
条形基础（2-1）
计算时，一般先初步拟定一个垫层厚度，再用式(2-1)验算。如不合要求，则改变厚度，重新验算，直至满足为止。 垫层厚度一般不宜大于3m，太厚施工较困难，太薄(＜0.
5m），作用不显著。
由于是条形基础，所以：
基础底面的平均压力：pk＝＝＝120kpa
基础底面处土的自重压力pc=17.5*1=17.5kpa
垫层底面处的附加应力pz===42.0kpa
垫层底面处的自重应力pcz=17.5*1+(17.8-10)*1.5=29.2kpa
由工程概况知，含水量65％的淤泥质粘土的基本承载力为f=50kpa,再经深度修正后得地基承载力特征值（查规范得ηd=1.1）
fz=f+ηd*rm*(d+z-0.5)=50+1.1*(2.5-0.5)*29.2/2.5=75.7kpa
pz+pcz=42+29.2=71.2kpa< fz=75.7kpa
垫层厚度为1.5m满足强度要求，所以垫层厚度选为1.5m。
2、 垫层的宽度。
垫层的宽度除要满足应力扩散的要求外，还应防止垫层向两边挤动。如果垫层宽度不足，四周侧面土质又较软弱时，垫层就有可能部分挤入侧面软弱土中，使基础沉降增大。宽度计算通常可按扩散角法，如条形基础，垫层宽度bˊ应为：
条形基础：b＝=1.2+2*1.5*tan30°=2.93m
取b＝3.0m按1：1.5边坡开挖。
3、沉降计算。
换土垫层后的建筑物地基沉降由垫层自由的变形量和。
下卧层的变形量两部分所构成，其中垫层自由的变形量s1：
其中对于条形基础，压力扩散系数：
砂垫层压缩模量es，取，则砂垫层自身的变形。
s1为 ：＝5.28mm
下卧层土的变形量s2，可按分层总和法规范修正公。
计算：s2==
四）、桩基设计。
采用第三层密实砂砾层做为持力层，端承桩，为经济效益考虑，用现场浇注的混凝土桩，由于在地下水位以下，其混凝土强度等级不得低于c20，钢筋混凝土保护层厚度不应小于50mm。其桩的承载力计算及设计可详细参照《地基处理》课本第三章。
四、施工工艺说明。
1.材料要求。
垫层材料为砂垫层，应选用级配良好，质地坚硬的中砂材料，材料中不得含有植物质残体、垃圾等杂物质，且含泥量不超过5%（排水砂垫层不应超过3%）。该垫层的总厚度为1.5m。
2.施工机具。
垫层施工应根据不同的换填材料选择合适的机具，此工程中为砂垫层，宜采用平板振动器、蛙式夯、平碾或插入式振动器。
3.含水量要求。
为获得最佳夯压效果，宜采用垫层材料的最优含水量，作为施工的控制含水量。对于砂垫层，当使用平板振动器时，含水量可取15%~20%；当使用平碾或挖夯时，含水量可取8%~12%；当使用插入式振动器时，砂石材料则宜为饱和。
4.分层厚度。
砂垫层的分层铺填厚度以及每层压实的遍数宜根据垫层材料、施工机械设备及设计要求等通过现场试验确定。一般情况下垫层的分层厚度可取200~300mm，在不具备试验条件的场合可按下表选用：
5.垫层施工。
换土垫层法施工包括开挖土和铺填垫层两部分。基坑开挖时应避免坑底上层受扰动，应采用干挖土法，可保留约200mm 厚的土层暂不挖去，侍铺填垫层前再挖至设计标高。严禁扰动垫层下的软弱土层，防止其被践踏。
受冻或受水浸泡。在碎石或卵石垫层底部宜设置150～300mm 厚的砂垫层或铺一层土工织物，以防止软弱土层表面的局部破坏，同时必须防止基坑边坡坍土混入垫层。
本工程采用中砂铺设，宜用振动碾碾压，且需分层铺填，分层实心密实。
垫层法施工质量检验就分层进行。每层铺填密实施工后进行质量检验，经。
验符合设计要求后才能进行下一层铺填密实施工。
对砂石垫层的施工质量可采用环刀法、贯入法、静力触探、轻型动力触探、重型动力触探或标准贯入试验方法进行质量检验。
换填垫层施工应注意基坑排水，除采用水撼法施工砂垫层外，不得在浸水条件下施工，必要时应采用降低地下水位的措施。
垫层竣工验收合格后，应及时进行基础施工与基坑回填。
五、效果评价。
该工程属于软土地基，通过计算，采用换土垫层法能满足建筑物对地基水载力的要求，又可达到改善排水途径及控制下卧层压力的目的。且换填材料为砂料，较其它材料经济。加上长桩基础打入第三层土层，地基软弱土层得到处理，达到了设计的要求。
六、建议。1、垫层施工必须保证达到设计要求的密实度。密实方法常用的有振动法、水撼法、根压法等。
这些方法都要求控制一定的含水量，分层铺砂厚约200一300mm，逐层振密或压实，并应将下层的密实度检验合格后，方可进行上层施工。 2、垫层的砂料必须具有良好的压实性。砂料的不均匀系数不能小于5，以中粗砂为好，容许在砂中掺入一定数量的碎石，但要分布均匀。
3、开挖基坑铺设垫层时，必须避免对软弱土层的扰动和破坏境底土的结构。基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止践踏坑底。当采用碎石垫层时，应在坑底先铺一层砂垫底，以免碎石挤入土中。
4、该方案对地下水的处理达不到挤压加固法的效果，对施工监测要求也十分严格，这也就要求工程的各个负责部门尽心尽责，互相协作，把好工程质量的关，否则很难达到预期的效果，甚至会造成危害。
地基处理课程设计指导材料
地质工程专业地基处理课程设计要求。一 课程设计的目的及任务。地基处理是地质工程专业的一门专业必修课，包括理论课和课程设计，地基处理课程设计为综合性设计型实践，通过课程设计，使学生在掌握了各种地基处理基本原理，并在其基本原理的指导下，完成地基处理设计的实践活动，加深学生对理论知识的认识和理解，熟悉地基...
地基课程设计指导
地基基础课程设计指导。墙下条形基础设计。一 计算上部结构竖向荷载。对于纵横墙承重方案，外纵墙荷载传递途径为 屋面 楼面 荷载 进深梁 外纵墙 墙下基础 地基。计算上部结构传来的竖向荷载时，根据房屋结构承重方案的受力特点，合理地选择荷载计算单元，具体可分为以下两种情况 1 对于有门窗洞的墙以及搁置进深...
课程设计模版
专业班级信息管理与信息系统09 xx班。学生姓名。指导教师侯立坤。设计时间 2011.12.26 至 2011.12.31 成绩。目录。1 课程设计任务综述 2 2 系统需求分析 2 2.1 组织结构分析 2 2.2 数据流程分析 2 2.3 系统功能分析 3 3 e r模型设计 3 4 关系模型设...