【導(dǎo)讀】地基處理主要分為基礎(chǔ)工程措施和巖土加固措施。改善其工程性質(zhì)。選定適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式,不需改變地基的工程性質(zhì)就可滿足要求。的地基稱為天然地基；反之，已進(jìn)行加固后的地基稱為人工地基。的設(shè)計和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安全，如處理不當(dāng)，往往發(fā)生工程事故，且事后補(bǔ)救大多比較困難。因此，對地基處理要求實行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和驗收制。本設(shè)計對地基處理采用的是排水固結(jié)法。排水固結(jié)法主要用于解決地基的沉降和穩(wěn)定問題。為了加速固結(jié)，最有效的。載力提高的速率始終大于施工荷載增長的速率，以保證地基的穩(wěn)定性。程項目在軟土地基上進(jìn)行施工時，經(jīng)常會因地基的強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生變形的狀況。在軟土地基上進(jìn)行施工是建筑行業(yè)需。我國軟土主要分布在。沿海地區(qū)、內(nèi)陸平原、湖盆地周圍和山間谷地等地。隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長,越來。造建筑結(jié)構(gòu)的開裂,甚至失穩(wěn)破壞,所以需要對軟土地基進(jìn)行特別的處理。

　　

【正文】 條底面與水平面交角。 地基部分的抗滑力矩由下式計算： ［ M 抗 ］ AB=R?BA［ culi+ WIicosα itanφ u+ WⅡ iUcosα itanφ cu］ 式中 cu，φ u—— 不排水剪求得的強(qiáng)度指標(biāo)； φ cu—— 固結(jié)不排水剪求得的內(nèi)摩擦角； U—— 地基平均固結(jié)度。 ［ M 抗 ］ BC=η m R∑ ［ cIIli +η WIIicosα itanφ II］ 式中 η m—— 壩體抗滑力矩折減系數(shù)，可采用 ~； η —— 強(qiáng)度指標(biāo)折減系數(shù)，可采用 。 Kh=? ??????BACBiiIIiiIIIBAuiniuiIiiaWaWWaUWaWls i ns i n)(tanc o stanc o sC u ］φφ［ +? ?????BACBiiIIiiIIICBIIi I I iimaWaWWaWls i ns i n)(t a nc osC II ］φη［η 以上計算，考慮了軟土地基固結(jié)強(qiáng)度的增加 。 根據(jù)以上公式 計算，本工程圍堰穩(wěn)定性滿足要求 。 C B XXXX 大學(xué) 17 4 方案 2 設(shè)計計算 固 結(jié) 度 及 沉 降 計 算 方 法 固結(jié)度計算方法 一級或多級等速加載條件下，豎井穿透受壓土層地基平均固結(jié)度計算公式如下： Ut=Σ (qi/ΣΔ p)[(TiTi1)(α /β )*eβ t(eβ Ti eβ Ti1)] 式中： Ut— t 時間地基的平均固結(jié)度； qi— 第 i 級荷載的加載速率； ΣΔ p— 各級荷載的累加值； Ti1， Ti— 分別為第 i 級荷載加載的起始和終止時間（從零點起算），當(dāng) 計算第 i級荷載加載過程中某時間 t 的固結(jié)度時， Ti改為 t。 α、β — 參數(shù)，按如下取值： α =8/π 2=； β =8Ch/(Fnde2)+ π 2Cv/4H2 式中： Ch— 土的 水平向排水固結(jié)系數(shù)，本工程地質(zhì)資料未提供數(shù)據(jù)，偏于安全，取值為 103cm2/s=； CV— 土的豎 向排水固結(jié)系數(shù)，本工程地質(zhì)資料未提供數(shù)據(jù)，偏于安全，取值為 103cm2/s=； H— 土層厚度，取平均值 ； de— 塑料排水板的有效排水圓柱體的直徑，采用等邊三角形 布置時，de==， s 為塑料排水板的間距； Fn=[n2/(n21)]*ln(n)(3n21)/4n2 式中， n 為井徑比， n=de/dw， dw 為塑料排水板的當(dāng)量換算直徑， dw=α *2(b+δ )/π α — 換算系數(shù)，取 ； b— 塑料排水板寬度，取 m； δ — 塑料排水板厚度，取 m。 經(jīng)計算， dw=， n=， Fn=, β = 考慮到井阻、涂抹和擾動影響，以上公式計算的固結(jié)度需乘以折減系數(shù)，根據(jù)本n i=1 XXXX 大學(xué) 18 工程情況，折減系數(shù)取值 。 沉 降計算方法 （ 1） 最終豎向變形量計算 預(yù)壓荷載下地基的最終豎向變形量按下式計算： sf=ξΣ (eoieli)hi/(1+eoi) 式中 sf— 最終豎向變形量； eoi— 第 i 層中點土自重壓力所對應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)固結(jié)試驗所得的比隙比 e 和固結(jié)壓力 p（即 e~p）關(guān)系曲線查得； eli— 第 i 層中點土自重壓力和附加壓力之和所對應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)固結(jié)試驗所得的 e~p 關(guān)系曲線查得； hi— 第 i 層土層厚度； ξ — 經(jīng)驗系數(shù)，取值范圍一般在 ~ 之間，荷載較大，地基土軟弱時取值較大，本工程取 。 由于本工程地 質(zhì)資料未提供 e~p 關(guān)系曲線，根據(jù)本司以往的施工經(jīng)驗，可利用壓縮系數(shù)α ~，α ~=( )/，式中 、 、 MPa 和 MPa 壓力下的孔隙比。 則： sf=ξΣ α *Δ pi*hi/(1+eoi) Δ pi— 第 i 層土附加應(yīng)力，由于本工程為大面積堆載，堆載長度與寬度相對土層厚度大很多，因此堆載附加應(yīng)力沿深度的變化可忽略不計。在場地中部， Δ pi=γ 砂 h砂 ，砂的容重 γ 砂 按 20KN/m3取值。 α — 取平均值 ； eoi— 取平均值 。 （ 2） 最終固結(jié)沉降計算 s 固 = sf/ξ （ 3） 工后沉降計算 s 工后 = sf（ 1Ut） /ξ n i=1 i=1 n XXXX 大學(xué) 19 式中 Ut— 時間 t 的平均固結(jié)度； （ 4） 施工階段沉降計算 s 施 = sf s 工后 s 施固 = s 固 s 工后 = s 固 Ut 固 結(jié) 度 、 沉 降 計 算 結(jié) 果 第三次吹填前的固結(jié)度和沉降 根據(jù)下表所示的分級加載時間， 表 41 計算第三次吹填前（ 40 天時）固結(jié)度 加荷分級 項目 1級 2級 3級 備注 各級荷載高度（ m） 0 加荷時間（天） 0～ 20 20～ 30 40天后加 Δ p/ΣΔ p 0 Ti 20 30 Ti1 0 20 [(TiTi1)(α /β )*eβ t(eβ Ti eβ Ti1)]/ (TiTi1) t=40 U45 *=% 折減系數(shù) 注：以上固結(jié)度是針對堆載至 m標(biāo)高計算的。時間以開始施工塑料排水板為起點。 表 42 40 天時沉降計算結(jié)果 吹填厚度（ m） 附加荷載 （ KN） 軟土層厚（ m） 最 終 沉 降（ mm） 施工期（ 40天）沉降（ mm） 工后沉降（ mm） 最大值 1508 964 544 最小值 991 634 357 平均值 1250 799 451 由以上計算可知，在第 三 次吹填前（ 40 天）時，軟基沉降量平均為 799mm，最大沉降量為 964mm。第 三 次吹填的實際高度平均為 。 XXXX 大學(xué) 20 第三次吹填后的固結(jié)度與沉降計算 固結(jié)度計算結(jié)果 表 43 根據(jù)下表所示的分級加載時間，計算固結(jié)度 加荷分級 項目 1級 2級 3級 備注 各級荷載高度（ m） 加荷時間（天） 0～ 20 20～ 30 40～ 70 Δ p/ΣΔ p Ti 20 33 70 Ti1 0 20 40 [(TiTi1)(α /β )*eβ t(eβ Ti eβTi1)]/ (TiTi1) t=90 t=120 t=150 t=180 U90 *=% 折減系數(shù) U120 *=% U150 *=% U150 *=% 注：以上時間從塑料排水板開始施工時計起。以上固結(jié)度是針對堆載到 m標(biāo)高計算的。 由以上計算結(jié)果， 90 天的固結(jié)度達(dá)到 %， 120 天的固結(jié)度達(dá)到 %， 150天的固結(jié)度達(dá)到 %， 180 天的固結(jié)度達(dá)到 %。 （ 1） 超載作用下沉降計算結(jié)果 表 44 150 天沉降計算 吹 填厚度（ m） 附加荷載 （ KN） 軟土層厚（ m） 最終沉降（ mm） 最終固結(jié)沉降（ mm） 150 天沉降（ mm） 150 天固結(jié)沉降（ mm） 150 天工后沉降（ mm） 最大值 2461 1758 2225 1522 236 最小值 1550 1107 1402 959 148 平均值 2021 1433 1814 1241 192 表 45 180 天沉降計算 吹填厚度（ m） 附加荷載 （ KN） 軟土層厚（ m） 最終沉降（ mm） 最終固結(jié)沉降（ mm） 180 天沉降（ mm） 180 天固結(jié)沉降（ mm） 180 天工后沉降（ mm） 最大值 2461 1758 2290 1587 171 最小值 1550 1107 1443 1000 107 XXXX 大學(xué) 21 平均值 2021 1433 1867 1294 139 注：以上三表中的最終沉降和工后沉降均按不卸載的情況計算。 分別按 150 天 和 180 天 卸載考慮，按 15KN 均布荷載計算，地基 在荷載作用下的剩余沉降如下表： 表 46 150 天卸載后剩余沉降計算 卸載后吹填厚度（ m） 附 加 荷載（ KN） 軟土層厚（ m） 最終沉降（ mm） 最終固結(jié)沉降（ mm） 150天完成的固結(jié)沉降（ mm） 剩余沉降（ mm） 最大值 2307 1648 1522 126 最小值 1341 958 959 0 平均值 1824 1303 1241 62 表 47 180 天卸載后剩余沉降計算 卸載后吹填厚度（ m） 附加荷載 （ KN） 軟土層厚（ m） 最終沉降（ mm） 最終固結(jié)沉降（ mm） 180 天完成的固結(jié)沉降（ mm） 剩 余 沉 降（ mm） 最大值 2326 1661 1587 74 最小值 1349 964 1000 0 平均值 1838 1313 1294 19 由以上計算結(jié)果，由于采用超載預(yù)壓，如果 150 天卸載，固結(jié)度達(dá) %，在使用荷載作用下最大的剩余沉降量 126mm，平均沉降量 62mm；如果 180 天卸 載，固結(jié)度達(dá) %，在使用荷載作用下最大的剩余沉降量 74mm，平均沉降量 19mm。建議在 180天后卸載，固結(jié)度及剩余沉降量都滿足設(shè)計要求。 考慮到本計算過程采用了較多的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，實際卸載時間應(yīng)根據(jù)施工監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。 地 基 承 載 力 與 加 載 速 率 計 算 計算方法 預(yù)壓荷載下，軟土地基中某點任意時間的抗剪強(qiáng)度按下式計算： τ ft=η (τ fo+Δτ fc) Δτ fc =Δσ zUttgφ cu XXXX 大學(xué) 22 式中， τ ft— t 時刻，該點土的抗剪強(qiáng)度； τ fo— 地基土的天然抗剪強(qiáng)度，由十字板剪切試驗測定； Δτ fc— 該點土由于固結(jié)而增長的 強(qiáng)度； Δσ z— 預(yù)壓荷載引起的該點的附加豎向壓力； φ cu— 三軸固結(jié)不排水試驗求得的土的內(nèi)摩擦角，地質(zhì)資料未提供，依據(jù)經(jīng)驗取16度； η — 土體由于剪切蠕動而引起強(qiáng)度衰減的折減系數(shù)，可取 ～ ，本工程取值 。 根據(jù)費連紐斯公式，地基承載力特征值為： fak= ft/k k— 安全系數(shù)，本工程取值 。 由以上兩式可推出： fak=η（ zUttgφ cu/ k + faO） faO— 預(yù)壓前，軟土地基承載力特征值，根據(jù)地質(zhì)資料取值 20 kpa。 計算結(jié)果 由于本工程加載速率快，顯 然超過地基軟土的抗剪強(qiáng)度，地基土在剪切破壞后重塑，其承載力將受影響。 180 天后，軟土地基承載力的特征值： 按平均值考慮，Δσ z=， U150=% fak=η（ zUttgφ cu/ k + faO） =176 kpa。 設(shè)計要求卸載后載荷試驗地基承接力 120 kpa，由于卸載后，地表為平均 厚的砂層，本工程要求吹填砂層密實度 85%，因此，在地表形成了較堅硬的硬殼層，載荷試驗地基承載力主要取決于砂層的承載力，可滿足設(shè)計要求。 圍 堰 穩(wěn) 定 性 計 算 圍堰穩(wěn)定性計算通過假定滑移 面，采用分條法計算滑動力矩和抗滑力矩，計算抗滑安全系數(shù) ： Kh=M 抗 /M 滑 ： 下圖為軟土地基上圍堰斷面示意圖， I 表示軟土地基部分， II 表示圍堰部分。選定圓心為 O 半徑為 R 的一個圓弧滑裂面，將圓弧面以上土體分成若干垂直土條，圖示為第 I 土條及其上作用力，土條兩側(cè)的作用力忽略不計。 XXXX 大學(xué) 23 A穩(wěn)定分析圖W IiN Ii+NIIiT Ii+TIIiBCI I （袋裝砂圍堰）ROW II ib iI（ 軟土地基 ）滑動力矩由下式計算， M 滑 =R∑ (TI+TII)i=R［ ?BA(WI+WII)isinα i+?CBWIIisinα i］ 式中 WI、 WII—— 分別為土條在軟土地基部分及圍堰部分的重量； α i—— 土條底面與水平面交角。 地基部分的抗滑力矩由下式計算： ［ M 抗 ］ AB=R?BA［ culi+ WIicosα itanφ u+ WⅡ iUcosα itanφ cu］ 式中 cu，φ u—— 不排水剪求得的強(qiáng)度指標(biāo)； φ cu—— 固結(jié)不排水剪求得的內(nèi)摩擦角； U—— 地基平均固結(jié)度。 ［ M 抗 ］ BC=η m R∑ ［ cIIli +η WIIicosα itanφ II］ 式中