軟土地基設(shè)計(jì)

1、目錄排水固結(jié)法設(shè)計(jì)1一、設(shè)計(jì)資料1二、確定砂井直徑、間距、深度1三、制定加荷預(yù)壓計(jì)劃2四、沉降計(jì)算6碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)7一、設(shè)計(jì)資料7二、一般設(shè)計(jì)7三、承載力驗(yàn)算8CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)1一、設(shè)計(jì)資料12二、一般設(shè)計(jì)12三、單樁承載力計(jì)算14四、CFG樁復(fù)合地基承載力特征值計(jì)算14五、樁身強(qiáng)度驗(yàn)算15六、承載力驗(yàn)算15七、沉降計(jì)算16加筋土擋墻設(shè)計(jì)18一、設(shè)計(jì)資料18二、一般設(shè)計(jì)18三、外部穩(wěn)定性驗(yàn)算18四、內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算19五、筋材用量24排水固結(jié)法設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料（1）、工程概況某高等級(jí)公路軟土地基擬采用砂井預(yù)壓法加固地基，土層分布見(jiàn)表1所示。該路堤底寬30m，頂面距地面高度5.5m，路堤重

2、度=19kN/m3，工程要求：120d時(shí)固結(jié)度U達(dá)到85%及以上。試設(shè)計(jì)砂井長(zhǎng)度（要求打入粉砂層0.5m）、直徑、布置形式、砂井間距；路堤的堆載計(jì)劃；計(jì)算120d時(shí)路基中心處的地基沉降量（沉降修正系數(shù)取1.3）。（2）、工程地質(zhì)條件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探揭露，地下水位在地面以下1.0m。各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。表1 各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)層序土層名稱層厚(m)含水量(%)重度(kN/m3)孔隙比e液限(%)塑限(%)滲透系數(shù)(10-8cm/s)三軸固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)壓縮性指標(biāo)容許承載力(kPa)kvkhc(kPa)j(°)Pa-1)Esi,/Pa)粉質(zhì)黏土1.0031.319.00.

3、8734.418.60.513.67100淤泥質(zhì)黏土7.8044.417.71.0840.921.22.47.318.211.21.191.7560淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土6.2040.918.01.1433.719.12.87.917.313.30.882.4365粉砂層2.3545.518.31.020.326.31粉質(zhì)粘土未貫穿33.818.70.9531.618.10.286.96二、 確定砂井直徑、間距、深度(1)排水豎井采用普通砂井,取豎井直徑為300 mm;砂井的砂料選用中粗砂,其粘粒含量不大于3%。(2)設(shè)計(jì)的普通砂井的間距，取n=6。經(jīng)計(jì)算豎井間距L=1.7 m。(3)排水豎井的平面布

4、置采用等邊三角形，豎井的有效排水直徑de與間距L的關(guān)系為:設(shè)計(jì)取等邊三角形排列de=1. 05 L=1.05×1.7=1.8m。(4)排水豎井的深度取15.5m，打入粉砂層0.5m，計(jì)算時(shí)，取H=15m。布樁示意圖三、 制定加荷預(yù)壓計(jì)劃（1）求平均固結(jié)系數(shù)：1）淤泥質(zhì)粘土層水平豎向固結(jié)系數(shù)計(jì)算：2）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土水平豎向固結(jié)系數(shù)計(jì)算：3）平均固結(jié)系數(shù)計(jì)算： （2）計(jì)算固結(jié)度的系數(shù)：(3)計(jì)算可施加的第一級(jí)荷載，及加載時(shí)間：1）估算可施加的第一級(jí)荷載：?。?）求出在作用下地基固結(jié)度U達(dá)到70時(shí)所需停歇時(shí)間t及地基強(qiáng)度的長(zhǎng)值：固結(jié)度U達(dá)到70時(shí)所需的停歇時(shí)間t：代入數(shù)據(jù)得：令=70%，求

5、得3）第一級(jí)荷載作用下，地基強(qiáng)度將增加到：其中=11.2, (4) 計(jì)算可施加的第二級(jí)荷載，及加載時(shí)間：1)估算可施加的第二級(jí)荷載：?。?35kpa2)求出在作用下在78d的固結(jié)度以及在作用下地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)值：在作用下在78d時(shí)的固結(jié)度：代入數(shù)據(jù)得：令t=78d，求得在作用下，經(jīng)過(guò)78d地基固結(jié)度=82%3）第二級(jí)荷載作用下，地基強(qiáng)度將增加到：其中=11.2, ;(5) 計(jì)算可施加的第三級(jí)荷載，及在120d時(shí)的總的平均固結(jié)度：1)估算可施加的第二級(jí)荷載：?。?35kpa2）在120d時(shí)的總的平均固結(jié)度：代入數(shù)據(jù)得：令t=120d，得總固結(jié)度=88%85%（設(shè)計(jì)要求）加載計(jì)劃符合設(shè)計(jì)要求；加載計(jì)

6、劃示意圖四、沉降計(jì)算取l/b=10；，4*401001.00001100.0670.9996999.6999.60.028288.8100.5870.98328652.167652.560.0645915101.0000.9412141185465.840.04323516.35101.090.929615198.961080.960.0171817.35101.1570.921215982.82783.860.017137540.01760.025<0.025,沉降計(jì)算符合要求。由資料已知沉降修正系數(shù)取1.3總沉降為：碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料(1) 工程概況二、一般設(shè)計(jì)三、承載力

7、驗(yàn)算:；求：由，可得：因?yàn)椋海肷鲜降茫?解得： 由式：可得；將上面各式代入得：可求得有效重度則：對(duì)第二層土進(jìn)行深度修正： 對(duì)第三層土進(jìn)行深度修正：有效重度： 第三層土頂面以上的加權(quán)平均重度：深度修正為：l=200m;b=19.7m;l/b=10.15,取10.4*401001.00001.2100.0610.99981199.761199.760.021125.31.6100.0810.99971599.52399.760.02118.410100.5070.987898788278.480.0211174.711100.5580.984810832.8954.80.021120.1228

8、.5:，自下臥層頂面的埋深為，l=200m;b=23.7m4*408.401.00048.40.1690.99933997.23997.20.017269298.41.2240.912126450.922453.70.013292308.41.2660.906427192741.10.01310371沉降驗(yàn)算：即沉降符合要求?；A(chǔ)范圍的樁數(shù)：邊緣的樁數(shù)：總樁數(shù)：碎石用量：CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料表1 土層及其土工試驗(yàn)指標(biāo)值序號(hào)土名土層埋深g/kN/m3w/%ea1-2/MP-1aEs/MPaqs/kPaqp/kPafk/kPa雜填土0.00.818.09.81.190.415.3415

9、100黏土0.82.318.437.31.060.732.823286淤泥質(zhì)黏土2.35.817.845.11.250.743.041162淤泥5.812.316.658.21.641.022.60857淤質(zhì)粉質(zhì)黏土12.315.018.137.31.080.722.891410068粉土15.019.926.00.720.1610.7536320160二、一般設(shè)計(jì)。褥墊層材料采用中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石等，最大粒徑不宜大于30mm。布樁示意圖平面布樁示意圖三、單樁承載力計(jì)算單樁承載力按公式計(jì)算：四、CFG樁復(fù)合地基承載力特征值計(jì)算式中：是樁間土的地基承載力，每一層按深度修正，取最小值。取值

10、計(jì)算如下：以基礎(chǔ)底面為參考，進(jìn)行深度修正可求得有效重度則：第三層頂面處的地基承載力：第二層土的有效重度：第三層土的有效重度：第四層層頂面以上土的加權(quán)平均重度：第四層土頂面處按深度修正后的承載力由以上數(shù)據(jù)?。?CFG樁復(fù)合地基承載力特征值：經(jīng)深度修正后CFG樁復(fù)合地基承載力特征值：其中為基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度：五、樁身強(qiáng)度驗(yàn)算由以上兩式，取樁身強(qiáng)度為C10.。六、承載力驗(yàn)算當(dāng)承受軸心荷載時(shí)：當(dāng)承受偏心荷載時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足：為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合基礎(chǔ)底面處的平均壓應(yīng)力：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合基礎(chǔ)底面處的最大壓應(yīng)力：則：所以地基承載力滿足建筑荷載的要求。七、沉降計(jì)算附加應(yīng)力：如下：l=2.5;b=2.5;

11、l/b=1；;以基礎(chǔ)底面為參考。4*4010100.310.120.999299.7299.70.0203 6.1 3.811.520.79083005.042705.340.0188 50.9 10.314.120.43584488.741483.70.0220 32.7 1315.20.36244711.2222.460.0198 4.4 15160.3224830118.80.0053 0.6 94.7 如下：l=2.5;b=2.5;l/b=1；以下臥層頂面為參考。4*401010-311.20.85962764.912764.910.00133.7-3.811.520.79223010

12、.36245.450.00130.34.0其中：符合沉降要求。（3）總沉降計(jì)算則：查表內(nèi)插得：總沉降：加筋土擋墻設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料二、一般設(shè)計(jì)（2）設(shè)：=0.15m三、外部穩(wěn)定性驗(yàn)算計(jì)算如圖1示：1.車(chē)輛荷載換算成等效的均布土層厚度：2.基礎(chǔ)底面地基應(yīng)力驗(yàn)算基礎(chǔ)底面上垂直力N 圖：1 （1）墻背AB上水平土壓力E 路基頂面A處水平壓力：路基頂面B處水平壓力：墻背AB上水平土壓力：（2）求各力對(duì)地基底重心0點(diǎn)的力矩梯形ABCD的形心到O點(diǎn)的垂直距離由公式：得：因?yàn)椋核猿休d力滿足要求。3.基底滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算垂直合力：水平合力：有規(guī)范公式：因?yàn)椋核裕夯谆品€(wěn)定性滿足要求。4.傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）

13、各力對(duì)墻址Q的力矩（2）由規(guī)范公式：因?yàn)椋核詢A覆穩(wěn)定性滿足要求.四、內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算1.土壓力系數(shù)的計(jì)算：（如圖：2）(1)當(dāng)時(shí)： （2）當(dāng)時(shí)：其中： 每層筋材的土壓力系數(shù)如下表1示： 圖：2表1：每層筋材的土壓力系數(shù)0.50.430.270.160.0130.4171.00.430.270.160.0270.4031.50.430.270.160.0400.3902.00.430.270.160.0530.3772.50.430.270.160.0670.3633.00.430.270.160.0800.3503.50.430.270.160.0930.3374.00.430.270.160

14、.1070.3234.50.430.270.160.1200.3105.00.430.270.160.1330.2975.50.430.270.160.1470.2836.00.430.270.160.1600.2706.50.430.27-0.2707.00.430.27-0.2707.50.430.27-0.2708.00.430.27-0.2708.50.430.27-0.2709.00.430.27-0.2709.50.430.27-0.27010.00.430.27-0.2702筋材強(qiáng)度驗(yàn)算：每層筋材均進(jìn)行驗(yàn)算，第i層筋材承受的水平拉力為：其中：；=0.5m；=0.15m。為每層筋材

15、的土壓力系數(shù)，如表1示。第i層筋材承受的水平拉力計(jì)算如表2 示：表2：第i層筋材承受的水平拉力0.59.511.420.90.4178.7080.0750.6531.01911.430.40.40312.2610.0750.9201.528.511.439.90.39015.5610.0751.1672.03811.449.40.37718.6070.0751.3962.547.511.458.90.36321.4000.0751.6053.05711.468.40.35023.9400.0751.7963.566.511.477.90.33726.2260.0751.9674.07611.4

16、87.40.32328.2590.0752.1194.585.511.496.90.31030.0390.0752.2535.09511.4106.40.29731.5650.0752.3675.5104.511.4115.90.28332.8380.0752.4636.011411.4125.40.27033.8580.0752.5396.5123.511.4134.90.27036.4230.0752.7327.013311.4144.40.27038.9880.0752.9247.5142.511.4153.90.27041.5530.0753.1168.015211.4163.40.2

17、7044.1180.0753.3098.5161.511.4172.90.27046.6830.0753.5019.017111.4182.40.27049.2480.0753.6949.5180.511.4191.90.27051.8130.0753.88610.019011.4201.40.27054.3780.0754.078由表2可知：第十層筋材承受的最大水平拉力為：筋材容許抗拉強(qiáng)度為：則：所以筋材強(qiáng)度滿足要求。3.筋材抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算：筋材抗拔按下式計(jì)算：其中：；B=0.03m；f=0.4第i層筋有效長(zhǎng)度計(jì)算：取每層筋材的長(zhǎng)度為第i層筋材破裂面以內(nèi)的長(zhǎng)度，計(jì)算如下圖示：當(dāng)當(dāng)由相似三角形

18、得：第i層筋有效長(zhǎng)度計(jì)算如表3示：表3 ：第i層筋有效長(zhǎng)度0.531313131.531323132.531333133.531343134.52.8613.1452.613.45.52.3413.6662.0813.926.51.8214.1871.5614.447.51.314.781.0414.968.50.7815.2290.5215.489.50.2615.7410016筋材抗拔力計(jì)算如表3示；筋材抗拔穩(wěn)定性安全系數(shù)如表4 示：表4：筋材抗拔力計(jì)算和筋材抗拔穩(wěn)定性安全系數(shù)Bf0.59.50.03130.43.26 0.655.0 1190.03130.46.52 0.927.1 1.528.50.03130.49.78 1.178.