地基处理设计毕业论文.docx

1、地基处理设计毕业论文前 言建筑物和构筑物都是由上部结构和下部结构组成,地基是承托建筑物或构筑物基础的这一部分很小的场地.当地基的强度和稳定性不足以支承上部结构的自重和外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏;当地基变形过大时也会影响结构的使用;渗漏、液化都会使地基被破坏从而破坏结构。所以当天然地基软弱不能满足地基承载力和变形的设计要求时，地基就需要进行加固处理。针对不同的地基条件，环境，以及结构的性质，工期等采取不同的地基处理方法。地基的主要处理方法有：置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和冷热等处理方法。本方通过对太仓“港城之星”2号山体施工便道地基处理设计，主要是胶结法中的高压喷射注浆法设计

2、，以实际工程检验大学里所学的专业知识，从中总结经验，为以后的参加工作做好铺垫。第一章 地基情况1.1 工程概况太仓港港城之星位于太仓市港口开发区，占地约1833.9亩。拟建的太仓港“港城之星”，造型复杂，分布有不同类型的建（构）筑物，并分布有大面积的堆填假山，堆填高度为30m。本工程设计是针对堆填假山的施工便道，便道底宽40m，高15m，坡度45度，进行高压旋喷桩设计。填土C=30kPa，28，KN/。施工便道约为10，以便运土车辆行使，则其在地面上水平投影约为85m。其形状简图见第二章图2.8。1.2 场地工程地质条件1.2.1 地形地貌该拟建场地位于长江三角洲前缘，其地貌属于冲积平原类型。

3、场地分布有较多的河浜，水网密布，水系发达。1.2.2 地基土的构成与特征根据岩土工程勘察报告，根据场地钻探及原位试验资料，结物理力学性质上的差异可划分为8层和分属不同层次的亚层，详见下表1-1所列：表1-1 地基土构成一览表地质时代Q43Q42Q41Q32Q31成因类型滨海河口滨海浅海滨海沼泽溺谷河口滨海滨海浅海滨海河口层 号1、2、3、13-1、3-2各层地基土的特征分别为：第层，素填土，杂色，松散，以粉质粘土为主，含碎石、碎砖及植物根茎。层厚0.501.40m。堆积时间短，土质不均，强度低，力学性质差异性较大，为不良持力层。第1层，粉质粘土，褐黄色，可塑，中压缩性，含铁锰质结核及灰色的粘土

4、条纹。摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等；层厚0.701.50m，层底标高为0.642.21m。该层土质均匀，在明浜分布区该土层缺失。承载力特征值（）为110kPa，是本场地天然地基的良好持力层。第2层，粉质粘土，灰黄色，软塑，高压缩性，夹少量的粉土，含氧化铁斑纹及灰色的粘土条纹，向下逐渐变软。摇振反应无，光泽反应光滑，干强度高，韧性高；层厚0.601.60m，层底标高为-0.551.51m。该层土质不均匀，在明浜分布区该土层缺失。工程性质一般，承载力特征值（）为80kPa。第3层，粉土，灰色，稍密，中等压缩性，夹薄层粘性土，含云母。摇振反应迅速，无光泽，干强度低，韧性低；层厚2.00

5、6.80m，层底标高为-5.65-2.09m。该层土质不均匀，仅局部分布。工程性质较好，承载力特征值（）为115kPa。第层，淤泥质粉质粘土，灰色，饱和，流塑，高压缩性，局部为淤泥，夹薄层粉土，含云母，具有较好的层理。摇振反应无，光泽反应光滑，干强度高，韧性高；层厚1.306.50m，层底标高为-6.25-3.52m。该层土质不均匀，场地内均有分布。工程性质差，承载力特征值（）为55kPa，为天然地基的主要压缩层。第层，淤泥质粘土，灰色，饱和，流塑，高压缩性，夹薄层粉土，含贝壳，含有机质条纹，含云母，具层理。摇振反应无，光泽反应光滑，干强度高，韧性高；层厚7.7010.50m，层底标高为-15

6、.45-12.59m。该层土质不均匀，场地内均有分布。工程性质差，承载力特征值（）为60kPa，为天然地基的主要压缩层。第1层，粉质粘土，灰色，饱和，流塑，高压缩性，夹薄层粉土，含未腐烂的植物根茎,含云母,具有较好的层理。摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等；层厚2.007.10m，层底标高为-20.95-16.97m。该层土质不均匀，场地内均有分布。工程性质一般，承载力特征值（）为85kPa。第2层，粉土，灰色，饱和，流塑，高压缩性，夹少量的粘性土,含云母,具有较好的层理。摇振反应迅速，无光泽，干强度低，韧性低；层厚1.203.00m，层底标高为-20.67-18.85m。该层土质不均

7、匀，仅局部分布。工程性质较好，承载力特征值（）为125kPa。第3-1层，粉质粘土，灰色，饱和，软塑，中等压缩性，夹少量的粉土，含云母，具有较好的层理。摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等；层厚9.3012.40m，层底标高为-32.04-28.84m。该层土质不均匀，场地内均有分布。平均Ps值为1.29MPa，工程性质较好，承载力特征值（）为100kPa，可作为以摩擦为主的桩基持力层。第3-2层，粉质粘土，灰色，饱和，软塑，中等压缩性，夹薄层粉土，含云母，具有较好的层理。摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等；层厚2.9012.50m，层底标高为-44.36-32.47m。该层土质

8、不均匀，场地内均有分布。平均Ps值为2.06MPa，工程性质较好，承载力特征值（）为105kPa，可作为以摩擦为主的桩基持力层。第层，粉砂，灰色，饱和，中密，中等压缩性，夹薄层粘性土，含云母。层厚6.8018.00m，层底标高为-54.13-50.55m。该层土质不均匀，场地内均有分布。工程性质较好，分布稳定，承载力特征值（）为140kPa，可作为本工程的桩基持力层。第层，粉质粘土，灰色，饱和，软塑，中等压缩性，局部夹较多粉土，含云母，具有较好的层理。摇振反应迅速，稍有光泽，干强度中等，韧性低；层厚1.805.40m，层底标高为-56.46-54.68m。该层土质不均匀，场地内均有分布。物理力

9、学性质较好，工程性质较好，承载力特征值（）为125kPa，均是较好的桩基持力层与压缩层。第层，粉砂，灰色，饱和，密实，中低压缩性，含少量的粘性土，局部含少量直径为0.50cm的砾石，含云母。该层土质不均匀，场地内均有分布。70m深度内未揭穿。工程性质较好。1.2.3 地基土的物理力学性质本次详细勘察物理力学性质指标统计过程中利用了初步勘察阶段的所有资料。边坡有可能滑动的土层所在的土层物理力学性质参数如下：表1-2 土层物理力学性质参数地层编号岩性压缩性厚度（m）重度（KN/m3）内聚力C（kPa）内摩擦角（）素填土0.618.515141粉质粘土中1.019.112163粉土中1.118.43

10、22淤泥质粉质粘土高4.018.41413淤泥质粘土高6.517.315111粉质粘土高10.516.618201.2.4 水文地质条件1、场地地下水类型、水位根据埋藏条件及水力特征，本场地浅层地下水主要为孔隙潜水，主要赋存于浅层填土与粘性土中，水位的标高为1.021.96m。地下水位年变幅1.00m，主要受大气降水及地表水的补给。2、地下水的腐蚀性评价场地环境类型属类，经调查，场地周围无水污染源，根据地下水水试样腐蚀性试验结果表明，地下水对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水状态下无腐蚀性，干湿交替状态时具弱腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。1.2.5边坡安全等级 根据建筑边坡工

11、程技术规范（GB 50330-2002）表3.2.1：本边坡为土质边坡，高度H=15，破坏后果严重，故其安全等级化分为二级。第二章 设计计算2.1 初步验算为方便假山堆填，在施工过程中需堆填施工便道，设计对其稳定性分析，以保证便道的正常填筑，运土汽车通行不影响便道自身稳定。对施工便道这个坡体进行稳定分析主要远用了瑞典圆弧条分法。2.1.1 瑞典圆弧条分法瑞典圆弧条分法是建立在瑞典圆弧滑动法的基础上，将滑动土体划分成一系列铅直土条，假定各土条两侧分界面上作用的合力大小相等、方向相反，且作用线重合，即不计条间相互作用力对平衡条件的影响，计算每一滑动土条上的滑动力矩和土的抗剪强度，然后根据整个滑动土

12、体的力矩平衡条件，求得稳定安全系数。如图1（a）所示土坡和滑弧，滑坡体分成n个土条，其中第条宽度为,条底弧线可简化为直线，长为，重为，土条底的抗剪强度参数为，该土条的受力如图1（b）所示，假定有。根据第力对点力矩的平衡条件，考虑到通过圆心，不出现在平衡方程中，假设土坡的整体安全系数与土条的安全系数相等，然后由式 对n个土条的力矩平衡方程求和得 （2-1-1）式中 土坡抗滑动安全系数。 2秽底部的抗滑动滑力XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

13、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX和之间满足： （2-1-2）式中 第土条底部的抗滑力； 第土条底部的法向力。图2-1

14、 瑞典条分法土坡稳定分析根据条底法线方向力的平衡条件,考虑到,得 (2-1-3)将式(2-1-2)和(2-1-3)代入(2-1-1),得 (2-1-4)其中 式中，存在正负问题。当土条自重沿滑动面产生下滑力时，为正；当产生抗滑力，为负。2.1.2 天然地基的稳定分析 利用瑞典圆弧条分法对天然地基进行稳定分析，为确定最危险滑动面，利用VB语言针对此工程编写一个特定的程序，用以确定此次工程中土坡的最危险滑动面。图2.2 最危险滑动面圆心位置的确定如图2.2所示，A，B为假定滑出点，则滑弧的圆心必定在AB的中垂线上，取一系列圆心对应一系列滑动圆弧；随着滑出点A、B的变化，滑动面也在改变。利用编程，进

15、行计算机电算比较，可得出最危险滑动面，求出其，判断土坡的稳定性。计算程序和结果如下：界面如下图:图2.3 VB编程界面程序代码如下：Option Base 1Option ExplicitPrivate Sub Command1_Click()Dim i As SingleDim j As SingleDim ab As SingleDim k As SingleDim O As SingleDim xa As SingleDim xb As SingleDim Fs(50, 50) As SingleDim Fsmin As SingleDim Rm(50, 50) As SingleDim

16、 Rmn As SingleDim Xam As SingleDim Xbm As SingleDim lb As SingleDim SnQ1 As SingleDim CsQ1 As SingleDim TnQ1 As SingleDim SnQ2 As SingleDim CsQ2 As SingleDim TnQ2 As SingleDim SnQ12 As SingleDim CsQ12 As SingleDim TnQ12 As SingleDim Xz As SingleDim Xy As SingleDim Nz As SingleDim Ny As Single Dim iz

17、 As Single Dim iy As Single Dim a As SingleDim b As SingleDim dg As SingleDim pj As SingleDim hd As SingleDim t As Single Dim Dc(), Z(), Zd(), C(7), Q(7) Dim sa As Single For sa = 1 To 7 C(sa) = Val(Text3(sa - 1) Q(sa) = Val(Text4(sa - 1) * 3.14159265 / 180 Next sa Dc = Array(0.6, 1, 1.1, 4, 6.5, 10

18、.5) Z = Array(0.6, 1.6, 2.7, 6.7, 13.2, 23.7) Zd = Array(18.5, 19.1, 18.4, 18.4, 17.3, 16.6, 18.5) a = 10 b = 10 dg = Val(Text6.Text) pj = Val(Text7.Text) hd = pj * 3.14159265 / 180 t = Tan(hd) For i = 1 To 50 xa = i * a / 50 For j = 1 To 50 Dim Fsk As Single Dim R() Dim Fsm() xb = j * b / 50 ab = S

19、qr(dg * dg + (dg / t + xa + xb) * (dg / t + xa + xb) Dim s As Single Dim ss As Single SnQ1 = dg / ab TnQ1 = dg / (xa + xb + dg / t) CsQ1 = SnQ1 / TnQ1 ss = ab / (2 * TnQ1) s = Fix(ss) - 1 ReDim R(s) ReDim Fsm(s) For k = 1 To s Dim sumy1 As Single Dim sumy2 As Single Dim sumz1 As Single Dim sumz2 As

20、Single Dim sum1 As Single Dim sum2 As Single sumy1 = 0 sumy2 = 0 R(k) = Sqr(ab * ab / 4 + k * k) lb = R(k) / 50 SnQ2 = k / R(k) TnQ2 = 2 * k / ab CsQ2 = ab / (2 * R(k) SnQ12 = SnQ1 * CsQ2 + SnQ2 * CsQ1 CsQ12 = CsQ1 * CsQ2 - SnQ1 * SnQ2 TnQ12 = SnQ12 / CsQ12 Xz = R(k) * CsQ12 Xy = xa + xb + dg / t -

21、Xz Nz = CInt(Xz - lb / 2) / lb) Ny = CInt(Xy - lb / 2) / lb) Dim hz As Single Dim xzl As Single Dim Sna1 As Single Dim Csa1 As Single Dim OE As Single Dim mz As Single Dim hxz As Single Dim ma As SingleDim m As Single Dim Wz() As SingleDim Wzz As SingleDim hzz As Single Dim xzb As Single If Nz = 0 T

22、hen xzb = Xz + lb / 2 xzl = Xz / 2 - lb / 4 hzz = 0 If xzl Z(mz - 1) And hxz = Z(mz) Then ma = mz ReDim Wz(ma) For m = 1 To ma - 1 Wz(m) = Dc(m) * Zd(m) Wzz = Wzz + Wz(m) hzz = hzz + Dc(m) Next m Exit For ElseIf hxz xa Then Wzz = Zd(7) * (Xz - xa) Else Wzz = 0 End If For mz = 2 To 6 If hxz Z(mz - 1)

23、 And hxz = Z(mz) Then ma = mz ReDim Wz(ma) For m = 1 To ma - 1 Wz(m) = Dc(m) * Zd(m) Wzz = Wzz + Wz(m) hzz = hzz + Dc(m) Next m Exit For ElseIf hxz = Z(1) Then ma = 7 Exit For End If Next mz hz = hxz + dg * Xz / (xa + xb + dg / t) Wzz = Wzz + Zd(ma) * (hxz - hzz) sumz1 = 0 sumz2 = Wzz * Tan(Q(ma) +

24、C(ma) * lb For iz = 1 To Nz If iz = Nz Then xzb = Xz - lb / 2 - Nz * lb xzl = Xz - xzb / 2 Else xzb = lb xzl = iz * lb End If hzz = 0 If xzl Z(mz - 1) And hxz = Z(mz) Then ma = mz ReDim Wz(ma) For m = 1 To ma - 1 Wz(m) = Dc(m) * Zd(m) Wzz = Wzz + Wz(m) hzz = hzz + Dc(m) Next m Exit For ElseIf hxz =

25、Z(1) Then ma = 1 Exit For End If Next mz Wzz = Wzz + Zd(ma) * (hxz - hzz) sumz1 = sumz1 + Wzz * Sna1 sumz2 = sumz2 + Wzz * Csa1 * Tan(Q(ma) + C(ma) * xzb Next iz End If For iy = 1 To Ny Dim hy As Single Dim xyl As Single Dim Sna2 As Single Dim Csa2 As Single Dim OD As Single Dim na As Single Dim hxy

26、 As Single Dim nb As Single Dim n As Single Dim Wy()As Single Dim Wyy As Single Dim hyy As Single Dim xyb As Single If iy = Ny Then xyb = Xy - lb / 2 - Ny * lb xyl = Xy - xyb / 2 Else xyb = lb xyl = iy * lb End If Sna2 = xyl / R(k) Csa2 = Sqr(1 - Sna2 * Sna2) If xyl = Xz Then hyy = 0 If xyl = Xy - x

27、b Then Wyy = Zd(7) * (Xz - xa + xyl) Else Wyy = Zd(7) * dg End If OD = R(k) * SnQ12 / Csa2 hxy = (R(k) - OD) * Csa2 For na = 2 To 6 If hxy Z(na - 1) And hxy = Z(na) Then nb = na ReDim Wy(nb) For n = 1 To nb - 1 Wy(n) = Dc(n) * Zd(n) Wyy = Wyy + Wy(n) hyy = hyy + Dc(n) Next n Exit For End If Next na Wyy = Wyy + Zd(nb) * (hxy - hyy) sumy1 = sumy1 + Wyy * Sna2 sumy2 = sumy2 + Wyy * Csa2 * Tan(Q(nb) + C(nb) * xyb Else If xyl = Xy - xb Then hxy = Xz - xa + xyl - (R(k) * SnQ12 - R(k) * Csa2) Else