【word】 以No．2探伤室为例浅谈换填砂和砂石地基的设计

【word】 以No．2探伤室为例浅谈换填砂和砂石地基的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 以No(2探伤室为例浅谈换填砂和砂石地基 的设计 科学论坛 —?l 以No.2探伤室为例浅谈换填砂和砂石地基的设计 孙奎斌王明月 (中冶天工上海十兰冶建设有限公司上海宝山201900) [摘要]当建筑物基础下持力层比较软弱,能满足设计强度,稳定性和变形要求时,常采用把表面部分软弱土层挖除,置换强度较大的砂石等,分层夯 实,处理地基表层,提高软土地基的强度和稳定性,降低地基的压缩性,减少沉降,这种方法称为”换填垫层(地基)法”.其中,换填砂和砂石垫层在实际中应用 比较广泛,但几个指标如垫层厚度,垫层宽度等,多按经验取值,缺乏理论根据,使得地基处理效果不甚理想,又浪费资源,增加成本.本文以浦钢搬迁轧机工程 No.2探伤室为例,谈一谈砂垫层的设计方法. [关键词]换填垫层(地基)法砂垫层法设计 中图分类号:TU433文献标识码:A文章编号:1009914X(2010)18—010卜O2 前言 所有的建筑物都是建在地层上的,因此,建筑物的全部荷载都要由它下面 的地层来承担,受建筑物影响的那一部分地层称为地基.地基虽然不是建筑 物的组成部分,但它的好坏直接影响到建筑物的安危和寿命.当天然地基不 能满足设计建筑物对地基强度,稳定性和变形的要求时,常采用各种地基加 固,补强等类技术措施,改善地基土体的工程性状,提高软土地基的强度和稳 定性,减少沉降,以满足工程要求,这些措施统称为地基处理.地基处理的内 容与方法来自于工程实践,都是针对某一类工程在某一类土中出现的地基问题 提出的处理方法,这些方法都有明确的针对性和特殊性. 砂垫层和砂石垫层是用砂或砂砾(碎)石混合物,经分层夯实,作为地基的 持力层,提高基础下部地基强度,并通过垫层的压力扩散作用,降低对地基的压 应力,减少变形量,同时垫层可起排水作用,地基土中孔隙水可通过垫层快速排 出,能加速下不土层的沉降和固结.砂和砂石垫层应用范围厂一泛,用机械或人 工都可使垫层密实, 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 工艺简,可缩短工期,降低造价.本文以浦钢搬迁 轧机I程No.2探伤室为例,谈一一谈砂层的设计方法. 浦钢搬迁轧机工程No.2探伤室换填砂石地基设计 1工程概况 浦钢搬迁轧机工程No.2探伤室位于精整区主厂房K列69~70轴线之间, 条形基础底标高为1.30m,地基承载力设计值为120kPa.本工程?0.000相 当于吴淞高程+4.85m,场地自然地面标高约为+4.10m.在前期主厂房柱 基础与设备基础旌工中,已将No.2探伤室下承载效果较好的?层粉质粘土挖 出.后回填土虽经固结沉降,但其组成成分复杂,结构松散,均匀性差,工程性能 差,不适合做持力层,为保证结构的安全稳定性,需要对地基进行处理,以提高 持力层的承载力.回填土拟采用软弱土层?层淤泥质粉质粘土强度指标进 行验算. No.2探伤室条形基础宽度b=1.4m,埋深h-0.55m,基础底面压力为 p=120kPa. 2工程水文地质 根据武汉勘察研究院《岩土工程勘察 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 书》,本工程区域杂填土厚度 约为0.60m,其下土体主要南粘性土组成.各层土的物理力学性质见下表: 3砂垫层设计 设计的内容主要是确定垫层的合理厚度和宽度. 3.1砂垫层厚度验算: 垫层的厚度z应根据垫层底部软弱土层的承载力确定,即作用在垫层底面 处土的自重压力值P与附加压力P之和不大于软弱土层经深度修正后的地 基承载力特征值f.即满足公式PP,?f,. 先假设砂垫层的厚度z为1in,并要求分层碾压夯实,压实系数?0. 94. 基础底面处土的自重压力P(kPa): P=vh-l7.6kN/m×0.55m=9.68kPa 表1No.2探伤室下各层土的物理力学性质 地基最裁地基最娥 廑层底标商含水量重度内摩棒角内聚力 土屡名称打设计值力特征值 名r*)Ki~/中0KPa ??襄填土35 @粉虞粘?15202l9526012095 @骷耀虚枯艘粘?10372176165l108065 @:砂质粉?一252鱼7i86240e0l1090 ?:擀院质扮质牯土一57401174I501008n55 @擀院质粘土一l60酶91681L51207055 式中h——基础底面埋深,m. Y一一土的重度,kN/m. 压力扩散角0(.) z/b:lm/1.4m=O.72?0.50. 按表2,取0=30. 表2压力扩散角0(.) .中砂,相砂,砾砂,粘性?和粉土 z/V,灰土 .圆砾,角傈,卵石,碎石(8<Ip<l4) 025206 3O ?0503023 注:1.当z/b<O.25时,除灰土仍取0=30.外,其余 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 均取0=0. 3.2当025<z/b<O5时.0可内插求得 垫层底面处的附加压力值P一(kPa): p:— b(p-— pD:— 1,4~:(120— - 9.68):6045kPa b+2:tg1.4+21,卫3O. 垫层底面处土的自重压力值p一(kPa): p=Yd-17.6kN/m×1.55m27.28kPa 式中d——砂垫层埋置深度,d-z+h=1.55m. 根据下卧层?.层淤泥质粉质粘土地基承载力特征值f=65kPa,再经深度 修正后得垫层底面处土体的地基承载力特征值f,,(kPa): f-f.+n.Y(d-O.5)=65+t.0×17.6×(1.55—0.5):83.48kPa 式中 Y——基础底面以上土的加权平均重度: q——基础埋深的地基承载力修正系数,按地基下土的类别查表3. 于是pp87.83kPa>f83.48kPa 这说明所设计的垫层厚度不够,再假设垫层厚度z为1.2m,同理可得 p+p86.24kPa<f87kPa 33确定砂垫层底面宽度 垫层的宽度强风化和全风化的岩石,可参照所风化成的相应土类取值,其他状 态下的岩石不修正: 2.地基承载力特征值按深层平板载荷实验确定时,q取0. 科技博苋I101 科学论坛 I?ChinaSCieDceandTechnologyReview b?b+2ztg0:1.4+2×1.2×tg30.=2.786 取b=2.8m 3.4砂垫层剖面图 \Jl/} ‘ ; . L兰:璺-j 砂舞雇设计剖面田 施工时应采用颗粒级配良好,质地坚硬的中砂或粗砂,施工中应分层夯 实,严格控制砂垫层的压实系数,施工结束后,检验砂石地基的承载力,f? 15OkPa. 在本工程中,经计算,N0.2探伤室基础下填砂厚度1.2m,垫层底面超 出基 础边0.7m即可满足要求.在实际施工中,砂垫层往往是按经验施工的,No.2 探伤室实际旌工中就按经验填砂2.0m厚,砂垫层底面超出基础1.o?,这样不仅 造成了浪费资源,而且增加了工程成本.因此,应当把理论应用到实践中去, 在理论的指导下进行施工,既可保证施工质量,又能避免资源浪费,节约成本. 4讨论地下水对换壤地基设计的影响 由于前期在施工No.2探伤室邻近的柱基础和设备基础时进行过井点降 水,已使该区域地下水稳定在地表以下3.Om左右,故本文设计中,未计入地下 水对土体强度的影响.而其他工程中,往往有地下水对地基承载力影响,下面 讨论一下有地下水时,对砂垫层设计的影响.设地下水埋深为h. 1.当h.,>d(d;O砂垫层底面埋深)时,设计时不须考虑地下水对地基土体承 载力的影响.设计方法同上. 2.当O<h?d时,假设垫层厚度Z为常数,于是pz为确定常量.淤泥质 土取nd=1.0. P=Yh+(Y—lO)(d—h)d(Y一 丘=+(—o=+!:::兰二 10)+1Oh (d-O:+l3…10Xd0+—lO— d _一 5010Xd0. 丸=+l3…+——_一一丸 代入pp?f有 +(,,一lo)+1O+(y-10)(d一05)+lOd , - 5h 厶 厶一一O.5y5(一1)(1) 即.只要满足式(1),所设计的垫层厚度就满足要求.而不计入地下水 影 响,算式如下 PYd,fk+Y(d-O.5) 代入式pp?f有 p+Yd?k+Y(d-O.5) fak--Pz--O.5Y?0(2) 因d?h,有5(=?一1)0 at . h 于是}一一o.5,,?0?5(二二}一1) 可见,满足式(2)时,式(1)一定会满足,因而在设计计算中,不计入地下水 影响时.算式简化了,而设计是偏于安全的. 4砂垫层简化设计方法 不计入地下水的砂垫层设计方法,不仅简化了计算公式,减少了计算工作 量,而且设计又是偏于安全的.下面将这种方法整理出来,以供同行参考. 4.1砂垫层厚度设计 先假设一个厚度,用下面公式进行验算,满足公式即设计是安全可行的. f~k-P-0.5Y?0(公式1) 式中’ f——砂垫层所处软弱土层的地基承载力特征值,kPa: Y——砂垫层底面以上土的加权平均重度 p——垫层底面处的附加压力值(kPa),可根据基础不同形式分别按 以下 简化式计算: 条形基础=三(公式z) . Pc) bl(p— 矩形基础=—(b+2ztg8)—(1+2ztgO)(公式3) 102l科技博览 b——条形基础或矩形基础底面的宽度(m): l——矩形基础底面的长度(m): P——基层底面压力(kPa): p——基层底面处土的自重压力值(kPa): Z——基础地面处垫层的厚度(m): 0——垫层的压力扩散角,可按表2取值. 42砂垫层宽度设计 垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求,可按下式计算 b?b+2ztgo(公式4) 式中b——垫层底面的宽度. 垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300ram,或从垫层底面两侧向 上按当 地经验的要求放坡. 43特点 (1)本公式需计算项少且计算简单,比原有公式简化了许多,大大减少 了计 算工作量: (2)本公式未计入地下水的影响,没有考虑排水固结对土体强度增加的影 响,设计结果比原方法偏安全. (3)本方法仅考虑了应力扩散作用,忽略了垫层的约束作用和排水固结对 地基承载力提高的影响.用此法确定的垫层厚度,往往比实际需要的偏厚,较 保守. 结语 (1)理论联系实践.应当把理论知识应用到实践中去,在理论的指导下施 工,既可保证施工质量,又能避免资源浪费,节约成本. (2)提出了换填地基砂垫层简化设计方法.本方法算式简单,需计算项 少,大大减少了计算工作量,设计结果安全可靠. (3)旌工时应采用颗粒级配良好,质地坚硬的中砂或粗砂:施工中应分层 夯实,严格控制砂垫层的压实系数:施工结束后,应检验砂石地基的承载力.fak ?l50kPa. 参考文献 [1]《建筑施工 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 》(第四版).中国建筑工业出版社.2003年9月第 四版. [2]《土力学》.龚晓南主编.中国建筑工业出版社.2002年6月第一版. [3]《基础工程》.华南理工大学,浙江大学,湖南大学编.中国建 筑工业出版社.2003年7月第一版.