碎石樁復(fù)合地基算例參考

1、碎石樁加固地基設(shè)計(jì)計(jì)算示例一、設(shè)計(jì)資料1、工程概況某高速公路有一段長(zhǎng)度360 m的軟土地基。設(shè)計(jì)路堤高度4.00 m，頂面寬度28 m，路堤邊坡坡比為1:1.5。為保證地基承載力以及路堤穩(wěn)定性和沉降滿足工程要求，試對(duì)該路段軟土地基進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。2、工程地質(zhì)概況1）地形地貌概況該路段位于沖積平原區(qū)，地勢(shì)低平開(kāi)闊，地下水位高，埋深0.61.0m，地表洼淀、葦塘密布，排灌渠道縱橫交織。2）工程地質(zhì)條件(1) 成因類型與土質(zhì)特點(diǎn)：本區(qū)屬河、海、湖相交替沉積區(qū)。地基可壓縮性高，承載力低，抗剪能力差，排水固結(jié)慢，有機(jī)質(zhì)含量高，屬典型軟土地基。旱季勘察水位約為2m，秋季水位約為1m（部分區(qū)段僅為0.6 m）

2、。(2) 土層及試驗(yàn)指標(biāo)：如表1。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/%eSrIp/%a1-2/MP-1acu/kPaEs/MPafk/kPa亞粘土0.02.019.59.80.690.79160.20408.4570粘土2.02.919.133.70.980.95200.50353.9665淤泥質(zhì)土2.910.218.545.81.201.0017.10.80252.7250亞粘土10.217.019.234.00.920.969.20.45304.9560粘土17.019.334.00.840.9810.90.40355.6370二、一般設(shè)計(jì)（1）加固方法：采用振

3、動(dòng)沉管碎石樁復(fù)合地基加固。（2）加固范圍：在路堤兩邊外緣擴(kuò)大23排樁。 （3）樁位布置：采用等邊三角形布樁形式。 （4）加固深度：根據(jù)土層的分布特征（如表1），第5層土相對(duì)于前兩層土性質(zhì)較好，因此，初步選定加固深度穿過(guò)土層到土層頂面，即取H =17.0 其實(shí)也可以取10.2米，二者區(qū)別在于沉降計(jì)算m。 （5）樁徑：根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定，樁徑為0.5 m。（6）面積置換率m和樁距l(xiāng) ：碎石樁復(fù)合地基一般m0.150.4，本例路堤高度不是很高，荷載相對(duì)較小，可先取m0.20進(jìn)行計(jì)算。 ，(等邊三角形布樁)已知樁的直徑dp和面積置換率m，則可反算出樁的間距l(xiāng)1.06m。可初步設(shè)計(jì)l

4、= 1.10m，此時(shí)的m = 0.19，整個(gè)加固區(qū)所需樁數(shù)為13193根。（7）材料：可就地取材，可使用卵石、砂礫石材料，含泥量不大于5，常用的粒徑為25cm，最大不超過(guò)8cm。（8）墊層：基礎(chǔ)底面與碎石樁復(fù)合地基頂面之間應(yīng)鋪設(shè)3050cm厚度的碎(砂)石墊層，分層鋪設(shè)，振動(dòng)密實(shí)。三、承載力驗(yàn)算 （1）單樁承載力fp,k ：可按下式計(jì)算式中，K為安全系數(shù)，一般取K2.0；p為碎石樁的內(nèi)摩擦角，據(jù)統(tǒng)計(jì)p35°45°，計(jì)算時(shí)可取其平均值p=38°；cu為碎石樁加固范圍內(nèi)樁間土的不排水抗剪強(qiáng)度，對(duì)于多層土，可按厚度加權(quán)平均值求出按碎石樁破壞模式，應(yīng)取破壞高度h=2r0&

5、#215;tanp內(nèi)的cu最小值，按厚度加權(quán)平均值，老師不推薦。，得cu29.29kPa。代入公式有（2）復(fù)合地基承載力fsp,k：按下式計(jì)算式中，fs,k 樁間土天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa，可近似取用處理前地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)多層土可取加權(quán)平均值，即有fs,k60.59 kPa這種方法是近似計(jì)算，老師不推薦，取各土層承載力的深度修正值的最小值，更加合理。；l 樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)，與樁、土的強(qiáng)度以及樁的破壞形式等有關(guān)，對(duì)于碎石樁復(fù)合地基，可取l1.0。代入上式，有（3）作用于地基上的荷載p：路堤實(shí)際高度HD=4.0 m，加上汽車(chē)荷載近似換算高度1.0 m。取路堤填土重度為20kN/m3

6、，則路堤作用于地基上的實(shí)際荷載為p100kPa。所以，pfsp,k，滿足設(shè)計(jì)要求。于是，可取置換率m0.19、樁間距l(xiāng)1.1m作為最終設(shè)計(jì)值。四、沉降驗(yàn)算地基總沉降S加固區(qū)壓縮量S1+下臥土層壓縮量S2。（1）S1按復(fù)合模量法計(jì)算。先求復(fù)合模量Ec式中，Es 為樁間土的壓縮模量，按土層厚度加權(quán)平均求得Es4.35MPa；n為樁土應(yīng)力比，與荷載水平、樁土模量比和面積置換率、原地基土強(qiáng)度、樁長(zhǎng)、固結(jié)時(shí)間和墊層性質(zhì)等因素有關(guān)，一般n24，取n4.0。此處計(jì)算完全是經(jīng)驗(yàn)取值，無(wú)依據(jù)。同學(xué)們計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)樁體承載力標(biāo)準(zhǔn)值與樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值的比值確定樁土應(yīng)力比n于是，可得復(fù)合地基的壓縮模量Ec=6.83MP。然后，按分層綜合法計(jì)算得S1=226.50mm。（2）S2采用應(yīng)力擴(kuò)散法計(jì)算。取應(yīng)力擴(kuò)散角q20°，最終計(jì)算得加固區(qū)下臥層壓縮量S2214.25mm。于是總的沉降S=S1+S2=226.50+214.25440.75(mm)五、穩(wěn)定性計(jì)算依據(jù)公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 017-96)規(guī)定，對(duì)于一般性工程，可用綜合抗剪強(qiáng)度指標(biāo)按畢肖普法計(jì)算。本例按下式確定加固區(qū)土體未加固時(shí)平均粘聚力kPa，平均