理正岩土使用手册地基处理.docx

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理正岩土使用手册地基处理

第一章功能概述

理正地基处理软件适用于公路、铁路、水利及其它行业,针对软弱土进行地基处理的设计软件。

并具有计算工程造价,方案比较等功能。

多种常规的处理方法:

换填土;

高压喷射注浆;

土或灰土挤密桩;

砂石桩;

石灰桩;

水泥土深层搅拌桩;

夯实水泥土桩;

振冲桩;

CFG桩;

桩锤冲扩桩;

（桩体复合地基;

复合地基的常规计算内容:

地基承载力计算;

软卧下卧层验算;

沉降计算;

输出丰富的计算结果:

原始数据和中间计算结果;

地基应力分布简图;

沉降分布简图;

计算书;

造价统计;

工时统计。

第二章快速操作指南

2.1操作流程

图2.1-1操作流程

2.2快速操作指南

2.2.1选择工作路径

设置工作路径,既可以调入已有的工作目录,也可在输入框中键入新的工作目录,后面操作中生成的所

有文件（包括工程数据及计算书等均保存在设置的工作目录下。

图2.2-1指定工作路径

注意:

此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。

进入某一计算模块后,还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。

2.2.2增加计算项目

点击【工程操作】菜单中的【增加项目】菜单或“增”按钮来新增一个计算项目。

图2.2-2工程操作界面

2.2.3编辑原始数据

录入或选择各种原始数据,交互窗口如图2.2-3。

图2.2-3简单软土地基路堤、堤坝设计数据交互界面

注意:

1.集中的参数交互界面,即把几乎所有的参数置于一个界面上,操作简单,大大提高了人机交互的效率,这是理正岩土系列软件的一个共性特征。

2.同时提供了有关参数的即时弹跳说明信息,方便用户理解参数的意义。

2.2.4当前项目计算

在数据交互对话框中设置好各项参数,点击【计算】按钮来进行当前题目的计算;或者单击【辅助功能】菜单的“计算”。

2.2.5计算结果查询

计算结果查询界面分为左右两个窗口,左侧窗口用于查询图形结果,右侧窗口用于查询文字结果。

图2.2-4计算结果查询界面

第三章操作说明

3.1关于计算例题的编辑

3.1.1增加例题与删除当前例题

1.通过【工程操作】菜单的“增加项目”和“删除当前项目”来增加一个新的例题或删除当前的例

题。

2.“增”或“删”按钮增加一个新的例题或删除当前的例题。

点击“算”按钮打开当前模块的交互界

面。

3.1.2数据的读写

通过【辅助功能】菜单的“读入数据文件”可以将原来保存好的数据读进来进行计算;通过【辅助功

能】菜单的“数据存盘到文件”可以将当前例题的数据保存在磁盘上。

3.1.3把典型例题加入例题模板库

实际工程中会有一些具有一般代表性的典型例题,当完成该例题的数据交互后,可通过【辅助功能】菜单中的“将此例题加入模板库”把该例题存为例题模板,从而在每次新增例题时可以重复调用该例题的数据,在此基础上修改少量的数据进行计算。

3.2计算简图辅助操作菜单

在数据交互界面的左侧图形窗口单击鼠标右键,弹出图形显示快捷菜单,使用该菜单可有效的查看计算简图,可把计算简图存为DXF格式的文件,用AUTOCAD等图形编辑器进行编辑。

3.3快速查询图形结果

3.3.1选择输出图形结果

图3.3-1计算结果简图

可以同时输出计算简图、应力分布图、沉降分布图和施工图;也可以选择单个图形输出,通过在输出选项列表中选择相应的选项来输出对应的图形结果。

3.3.2通过辅助功能菜单查看图形结果

单击【辅助功能】菜单中的“查看计算图形结果”项,可查看当前例题的图形结果。

图3.3-2查询计算结果简图

3.3.3图形查询辅助工具

1

.图形查询工具栏

2.图形查询快捷菜单

在图形结果查询窗口单击鼠标右键,弹出图形查询快捷菜单,可以方便地查看图形。

3.【图形查询】

菜单

3.4计算书的编辑修改

文字结果可以使用文字编辑菜单进行编辑,也可以用其它文本编辑器进行编辑。

3.5几个参数的说明

地基处理的方法有换填垫层法、振冲法、砂石桩法、CFG桩法（水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌桩法、高压喷射注浆法、石灰桩法、灰土或土挤密桩法、柱锤冲扩法以及复合地基。

1.当地基处理方法选择振冲法、碎石桩法、石灰桩法、灰土或土挤密桩法、柱锤冲扩法时,复合地基计算公式有两个选项:

⑴fspk=mfpk+（1-mfsk

⑵fspk=[1+m（n-1]fsk

注意:

当选择第一个计算公式时要交互桩体承载力fpk;第二个公式是第一个公式的变体,常用于小型工程中估算地基承载力,当桩体承载力未知而桩土应力比已知时,可选择此公式估算地基承载力,选择第二个计算公式时要交互桩土应力比n。

2.当地基处理的方法选择CFG桩法（水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌桩法、高压喷射注浆法时,复合地基计算公式有两个选项:

⑴fspk=mRa/Ap+β（1-mfsk

⑵fspk=[mn+β（1-m]fsk

注意:

当选择第一个计算公式时要交互桩体承载力Ra;第二个公式是第一个公式的变体,常用于小型工程中估算地基承载力,当桩体承载力未知而桩土应力比已知时,可选择此公式估算地基承载力,选择第二个计算公式时要交互桩土应力比n。

3.当地基处理的方法选择复合地基时,复合地基计算公式有两个选项:

⑴fspk=k1λ1mfpk+k2λ2（1-mfk

⑵fspk=[k1λ1mn+λ2（1-m]k2fk

注意:

第一个公式来源于《地基处理手册》（第二版,第二个公式是按桩土应力比来估算复合地基承载力。

当选择第一个计算公式时要交互桩体承载力fpk;第二个公式是第一个公式的变体,常用于小型工程中估算地基承载力,当桩体承载力未知而桩土应力比已知时,可选择此公式估算地基承载力,选择第二个计算公式时要交互桩土应力比n。

3.6关于数据和结果文件

数据和结果文件位于用户设定好的工作目录下。

数据文件为*.DJCL文件。

结果文件中,图形结果为*.DXF文件,计算书为*.RTF文件。

2010-5-26第三章

第四章编制依据

⑴《建筑地基基础设计规范》（中华人民共和国国家标准GB50007-2002;

⑵《建筑地基处理技术规范》（中华人民共和国行业标准JGJ79-xxx送审稿;

⑶《地基处理手册》第二版（《地基处理手册》第二版编写委员会中国建筑工业出版社。

第五章编制原理

5.1计算基本原理

5.1.1地基承载力验算

5.1.1.1地基基础底面压力应满足如下要求:

1

.轴心荷载作用

（5.1.1-12.偏心荷载作用

满足（5.1.1-1

式外,尚应满足下式:

（5.1.1-2式中:

pk——相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值（kPa;

fa——修正后的地基承载力特征值（kPa;

pkmax——相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的平最大压力值（kPa。

5.1.1.2计算基础底面压力

程序提供了两种计算方式:

1.由用户给定;

2.根据基础受力进行计算:

⑴条形基础（l=1m基础底面处的平均压力值:

轴心荷载作用时:

（5.1.1-3

偏心荷载作用时:

（5.1.1-4

（5.1.1-5

（5.1.1-6

（5.1.1-72010-5-26第四章、5.1

（5.1.1-8

式中:

pk——相应于荷载效应标准组合时,基础底面的平均压力值（kPa;Nk——相应于荷载效应标准组合时,作用于基础顶面的竖向力值（kN;Gk——基础自重和基础上的土重（kN;

γ——基础和基础上土的平均容重（kN/m3;程序提供用户直接输入,地下水位对其没影响;d——基础埋深（m;b——基础底面宽（m;l——基础底面长度（m;A——基础底面面积（m2;

pkmax——相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最大压力值（kPa;pkmin——相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最小压力值（kPa;Mk——相应于荷载效应标准组合时,作用于基础底面的力矩值（kN.m;W——基础底面的抵抗矩（m3。

⑵矩形基础底面处的平均压力值:

轴心荷载作用时:

（5.1.1-9

偏心荷载作用时（图5.1.1-1:

图

5.1.1-1矩形基础双向偏心荷载下得基底压力分布图

（5.1.1-10

（5.1.1-11

（

5.1.1-12

（5.1.1-13

式中:

pkmax、pkmin——荷载效应标准组合时矩形基础底面边缘最大、最小压力值（kPa;

I:

/工作/…/第四章、5.1.htm

2/7

p1、p2——相应于荷载效应标准组合时,矩形基础底面边缘的压力值（kPa;

Mkx、Mky——相应于荷载效应标准组合时,荷载合力分别对矩形基底x、y对称轴

的力矩值（kN.m;

Wx、Wy——基础底面分别对x、y轴的抵抗矩（m3;

其它符号同上。

注意:

1.条形基础,当偏心距e>b/6时（如图5.1.1-2,则pkmin<0,出现拉应力,当前版本程序按式（5.1.1-14重新计算pkmax

:

（5.1.1-14

图5.1.1-2偏心荷载（e>b/6下基底压力计算示意图

2.矩形基础,当按式（5.1.1-10和（5.1.1-11计算时,出现p<0时,即产生拉应力时,当前版本未按基底应力重分布进行计算基底压力。

5.1.1.3地基承载力的计算

当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,应按式（5.1.1-15进行修正,按照《建筑地基处理规范》规定,程序对承载力特征值仅做深

度修正,未做宽度修正,即宽度修正系数ηb取0。

（5.1.1-15式中:

fa——修正后的地基承载力特征值（kPa;

fak——地基承载力特征值（kPa,可由载荷试验或其它原位测试、经验等方法综合

确定;

ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,ηb程序默认为0,ηd用户可交互,用

户可依据基底下土类查表5.1.1-1进行交互;

γ——基础底面以下土的重度（kN/m3,对于地下水位以下取浮重度;

b——基础底面宽度（m,当基宽小于3m,按3m考虑,大于6m,按6m考虑;

b0——由用户交互,程序默认为3;

γm——基础底面以上土的加权平均重度（kN/m3,地下水位以下取浮重度;

d——基础埋置深度（m;

d0——由用户交互,程序默认为0.5。

注意:

1.在计算基础底面承载力特征值时,宽度修正取为0;且地基处理后,复合地基的地基承载力特征值时的宽度修正系数也取为0;

2.《建筑地基基础设计规范》计算地基承载力特征值时,公式（5.1.1-15中b0、d0的值为固定值,即分别为3和0.5,本程序考虑了有些地方规范取值的差异,故可由用户自己交互。

I:

/工作/…/第四章、5.1.htm3/7

承载力修正系数表

表5.1.1-1土的类别

ηbηd淤泥和淤泥质土01.0人工填土

e或IL大于等于0.85的粘性土

01.0红粘土

含水比aW>0.8

含水比aW≤0.8

00.151.21.4大面积压实填土

压实系数大于0.95的粉质粘土

最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石001.52.0粉土粉质粘土

粘粒含量ρc≤10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的粘性土

粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态中砂、粗砂、砾砂和碎石土

0.32.03.0

1.63.04.4

注:

1.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《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002深度平板载荷试验确定时ηd取0。

5.1.2下卧层验算

当地基受力层范围内有软弱下卧层时,应按式（5.1.2-1计算:

（

5.1.2-1

条形基础:

（

5.1.2-2

矩形基础:

（5.1.2-3

式中:

pz——相应于荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值（kPa;pcz——软弱下卧层顶面处的自重压力值（kPa;

faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值（kPa;b——矩形基础和条形基础底边的宽度（m;l——矩形基础底边的长度（m;

pk——相应于荷载效应标准组合时,基础底面的平均压力值（kPa;pc——基础底面处土的自重压力值（kPa;z——土层厚度（m;

θ——地基应力扩散线与垂直线的夹角（度,按表5.1.2-1计算。

地基压力扩散角（度

表5.1.2-1

Es1/Es2

z/b

36235102510

20

30

I:

/工作/…/第四章、5.1.htm

4/7

注:

1.Es1为上层的压缩模量、Es2为下卧层的压缩模量;

2.z/b<0.25时,取θ=0,z/b>0.5时,按z/b=0.5计算;3.当0.25

4.当Es1/Es2<3时,扩散角θ按Es1/Es2=3取值,当Es1/Es2>10时,扩散角θ按Es1/Es2=10取值;5.对地基处理后的土层取复合地基的压缩模量。

注意:

1.对于矩形基础,z/b中b取长度和宽度中较大的值,确定压力扩散角;2.程序对持力层下的所有下卧土层进行验算,并输出每层的结果;

3.基底附加应力在不同土层中的应力扩散角是不同的,每一层的扩散在上一层的基础之上进行,地基应力扩散角是按Esi/Es（i+1和zi/b查表5.2-1求的:

其中zi为基础底面至验算土层顶面的距离,而bi=bi-1+2（zi-zi-1tgθi,li=li-1+2（zi-zi-1tgθi,i=1时,其中b1=b,l1=l。

如图5.1.2-1所示;

4.第i土层层顶的附加压力值为pzi,其计算方法为:

pzi=pz（i-1bi-1li-1/bili。

当i=1时,pz1=pk-pc,即基底

附加压力。

图5.1.2-1下卧层计算简图

5.1.3

沉降计算

图5.1.3-1基础沉降计算分层示意图

计算地基变形时,地基内的应力分布,采用各向同性均质线性变形体理论。

最终沉降量按式（5.1.3-1

计算:

（5.1.3-1

I:

/工作/…/第四章、5.1.htm

5/7

式中:

s——地基最终沉降量（mm;

s'——按分层总和法计算出的地基沉降量（mm;

ψs——沉降计算经验系数,由用户交互输入;取值可参考表5.1.3-1;n——地基沉降计算深度范围内所划分的土层数（图5.1.3-1;p0——对应于荷载效应准永久组合时的基础底面附加压力（kPa;

Esi——基础底面下第i层土的压缩模量（MPa,应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算,由用户交互输入;zi、

zi-1——基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离（m;

、

——基础底面计算点至第i

层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数,未按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002附录K采用。

注意:

1.沉降计算公式（5.1.3-1中的值,本程序是采用积分应力图形面

积积分得到的,但程序未对出现受拉应力的情况进行特殊处理,也就是说拉应力也参加了积分计算,特别提醒用户注意!

2.计算输出的沉降值是基础中点的沉降计算值。

3.未自动考虑相邻荷载的影响,且在无相邻荷载影响时,程序计算深度时,只按式（5.1.3-3计算,未按简化公式zn=b（2.5-0.4lnb计算。

4.条形基础计算沉降时,查表平均附加应力系数

时,按l/b=10查表取值。

沉降计算经验系数ψs表表5.1.3-1

（MPa

基底的附加压力

2.54.07.015.020.00k

1.41.31.00.40.2p

0≤0.75fk

1.1

1.0

0.7

0.4

0.2

注:

为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值（MPa,应按下式计算;

（5.1.3-2

Ai——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;

Esi——基础底面下第i层土的压缩模量值,压缩层厚度范围内的土层模量取值。

压缩层厚度（地基沉降计算深度zn:

⑴用户交互;

⑵程序计算,应符合下式要求:

（5.1.3-3

式中:

Δs'i——计算深度范围内第层土的计算沉降值（mm;

Δs'n——由计算深度向上取厚度为Δz的土层计算沉降值（mm,Δz见图5.1.3-1,

并按表5.1.3-2确定。

Δz取值表表5.1.3-2b（m

b≤22

15

b>30Δz（m

0.3

0.6

0.8

1.0

1.2

1.5

I:

/工作/…/第四章、5.1.htm

6/7

2010-5-26第四章、5.15.1.4地基附加应力的计算本程序地基附加应力的计算，对不同的计算项目采用了不同的计算方法。

对于地基承载力的验算，采用应力扩散法；而对于地基基础沉降变形的计算，采用布辛奈斯克法求解应力。

地基承载力验算中的附加应力计算原理，将在下面地基处理方法的各章节中介绍，这里对沉降变形计算中的布辛奈斯克法求解的附加应力计算原理做简单介绍。

1.如图5.1.4-1弹性半空间表面上作用一个竖向集中力p时，半空间内任意点M所引起的z方向的应力由布辛耐斯克解作出为：

图5.1.4-1竖向集中力作用下半空间中任意点M（x,y,z的应力（5.1.4-1）2.对于其它形式的荷载（如矩形，梯形，三角形荷载），程序依据式（5.1.4-1）进行积分求得。

I:

/工作/…/第四章、5.1.htm7/7

2010-5-26第五章5.35.35.3.1工程造价和工时计算工程造价计算5.3.1.1条形基础工程造价计算1.换填垫层地基处理方法⑴单位长度造价计算：

单位长度造价（元/m）＝单位体积的造价（元/m3）×换填垫层体积（m3／m）×单位体积的造价调整系数换填垫层体积（m3／m）＝（垫层顶面宽度＋垫层底面宽度）×垫层厚/2⑵工程总造价计算：

工程总造价（元）＝单位长度造价（元/m）×条基总长度（m）×总造价调整系数2.其它地基处理方法其它地基处理方法包括：

振冲法、砂石桩法、CFG法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、土或灰土挤密桩法、柱锤冲扩法及复合地基法。

这十种地基处理方法工程总造价均由两部分组成，桩体部分和结构垫层部分。

具体计算方法如下：

⑴单位长度桩体部分造价计算：

单位长度桩体部分造价（元/m）＝单桩的造价（元/根×桩数（根/m）×单桩造价调整系数桩数计算原则：

①桩按矩形布置时宽度方向桩数为：

基础宽度/宽度方向间距，取整，加1，再加上2倍宽度方向上基础边缘外桩排数；长度方向桩数为：

基础总长度/长度方向间距，取整，加1，再加上2倍长度方向上基础边缘外桩排数；桩根数为长度方向桩数和宽度方向桩数之积。

②桩按三角形布置时为在相同条件下桩按矩形布置的桩数的一半，取整。

⑵桩体总造价计算桩体总造价（元＝单位长度桩体部分造价（元/m）×条基总长度（m）×总造价调整系数⑶单位长度垫层的造价计算：

单位长度垫层造价（元/m）＝单位体积的造价（元/m3）×垫层体积（m3/m）×单位体积的造价调整系数垫层体积（m3/m）＝垫层宽度（m）×垫层厚度（m）垫层宽度（m）＝桩间距（m）×（桩排数－1）＋1倍桩径（m）＋2倍垫层超出桩外的距离（m）⑷垫层总造价计算：

垫层总造价（元）＝单位长度垫层造价（元/m）×条基总长度（m）×总造价调整系数⑸工程总造价计算：

工程总造价（元）＝桩体总造价（元＋垫层总造价（元）5.3.1.2矩形基础工程造价计算I:

/工作/…/第五章5.3.htm1/3

2010-5-26第五章5.31.换填垫层地基处理方法：

⑴单个垫层的造价计算：

单个垫层造价（元）＝单位体积的造价（元/m3）×换填垫层体积（m3）×单位体积的造价调整系数换填垫层体积（m3）＝（垫层顶面宽度＋垫层底面宽度）×（垫层顶面长度＋垫层底面长度）×垫层厚度/4⑵工程总造价计算：

工程总造价（元）＝单个垫层造价（元）×基础总个数×总造价调整系数2.其它地基处理方法其它地基处理方法包括：

振冲法、砂石桩法、CFG桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、土或灰土挤密桩法、柱锤冲扩法及复合地基法。

这十种地基处理方法工程总造价均由两部分组成，桩体部分和结构垫层部分。

具体计算方法如下：

⑴单个基础的桩体部分造价计算：

单个基础的桩体部分造价（元）＝单桩的造价（元/根×桩数×单桩造价调整系数桩数计算原则：

①桩按矩形布置时长度方向桩数为：

基础长度/长度方向间距，取整，加1，再加上长度方向上基础边缘外桩排数乘2；宽度方向桩数为：

基础宽度/宽度方向间距，取整，加1，再加上宽度方向上基础边缘外桩排数乘2；桩根数为长度方向桩数和宽度方向桩数之积。

②桩按三角形布置时为在相同条件下桩按矩形布置的桩数的一半,取整。

⑵桩体总造价计算桩体总造价（元＝单个基础的桩体部分造价（元）×基础总个数×总造价调整系数⑶单个垫层的造价计算：

单个垫层造价（元）＝单位体积的造价（元/m3）×垫层体积（m3）×单位体积的垫层造价调整系数垫层体积（m3）＝垫层宽度（m）×垫层长度（m）×垫层厚度（m）垫层宽度（m）＝桩间距dx（m）×（x向桩排数－1）＋1倍桩径（m）＋2倍垫层超出桩外的距离（m）垫层长度（m）＝桩间距dy（m）×（y向桩排数－1）＋1倍桩径（m）＋2倍垫层超出桩外的距离（m）⑷垫层总造价计算：

垫层总造价（元）＝单个垫层