碎石桩复合地基算例(参考)VIP免费

碎石桩加固地基设计计算示例一、设计资料1、工程概况某高速公路有一段长度360m的软土地基。设计路堤高度4.00m，顶面宽度28m，路堤边坡坡比为1:1.5。为保证地基承载力以及路堤稳定性和沉降满足工程要求，试对该路段软土地基进行加固设计。2、工程地质概况1）地形地貌概况该路段位于冲积平原区，地势低平开阔，地下水位高，埋深0.6～1.0m，地表洼淀、苇塘密布，排灌渠道纵横交织。2）工程地质条件(1)成因类型与土质特点：本区属河、海、湖相交替沉积区。地基可压缩性高，承载力低，抗剪能力差，排水固结慢，有机质含量高，属典型软土地基。旱季勘察水位约为2m，秋季水位约为1m（部分区段仅为0.6m）。(2)土层及试验指标：如表1。表1土层及其土工试验指标值土层埋深wIacEf序号土名ep1-2usk/kN/m/%/%/MPa/kPa/MPa/kPa-130.200.5040352530358.453.962.724.955.637065506070①②0.0~2.02.0~2.919.133.70.980.95202.9~10.218.545.81.201.0017.10.8010.2~17.019.234.00.920.969.20.45④⑤亚粘土粘土17.0~19.334.00.840.9810.90.40二、一般设计（1）加固方法：采用振动沉管碎石桩复合地基加固。．．．．．．．（2）加固范围：在路堤两边外缘扩大2～3排桩。（3）桩位布置：采用等边三角形布桩形式。（4）加固深度：根据土层的分布特征（如表1），第5层土相对于前两层土性质较好，因此，初步选定加固深度穿过土层④到土层⑤顶面，即取H=17.0m。（5）桩径：根据地基土质情况和成桩设备等因素确定，桩径为0.5m。（6）面积置换率m和桩距l：碎石桩复合地基一般m＝0.15～0.4，本例路堤高度不是很高，荷载相对较小，可先取m＝0.20进行计算。ddd1.05l∵m2，(等边三角形布桩)2pee已知桩的直径d和面积置换率m，则可反算出桩的间距l＝1.06m。可初步设p计l=1.10m，此时的m=0.19，整个加固区所需桩数为13193根。（7）材料：可就地取材，可使用卵石、砂砾石材料，含泥量不大于5％，常用的粒径为2～5cm，最大不超过8cm。（8）垫层：基础底面与碎石桩复合地基顶面之间应铺设30～50cm厚度的碎(砂)石垫层，分层铺设，振动密实。三、承载力验算（1）单桩承载力f：可按下式计算p,k1f6ctan452p2p,kKu式中，K为安全系数，一般取K＝2.0；φ为碎石桩的内摩擦角，据统计φpp＝35～45，计算时可取其平均值φ=38；c为碎石桩加固范围内桩间土的pu不排水抗剪强度，对于多层土，可按厚度加权平均值求出，得c＝29.29kPa。u代入公式有138f629.29tan45369.38kPa222p,k（2）复合地基承载力f：按下式计算sp,kfmf1mfsp,kp,ks,k式中，f—桩间土天然地基承载力标准值，kPa，可近似取用处理前地基s,k土的承载力标准值，对多层土可取加权平均值，即有f＝60.59kPa；s,k—桩间土承载力发挥系数，与桩、土的强度以及桩的破坏形式等有关，对于碎石桩复合地基，可取＝1.0。代入上式，有f0.19369.381.010.1960.59119.26kPasp,k（3）作用于地基上的荷载p：路堤实际高度H=4.0m，加上汽车荷载近D似换算高度1.0m。取路堤填土重度为20kN/m3，则路堤作用于地基上的实际荷载为p＝100kPa。所以，p＜f，满足设计要求。sp,k于是，可取置换率m＝0.19、桩间距l＝1.1m作为最终设计值。四、沉降验算地基总沉降S＝加固区压缩量S+下卧土层压缩量S。12（1）S按复合模量法计算。先求复合模量Ec1E[1m(n1)]Ecs式中，E为桩间土的压缩模量，按土层厚度加权平均求得E＝4.35MPa；ssn为桩土应力比，与荷载水平、桩土模量比和面积置换率、原地基土强度、桩长、固结时间和垫层性质等因素有关，一般n＝2～4，取n＝4.0。于是，可得复合地基的压缩模量E=6.83MM。M然后，按分层综合法计算得S=226.50M。1（2）S采用应力扩散法计算。取应力扩散角＝20，最终计算得加固2区下卧层压缩量S＝214.25M。2于是总的沉降S=S+S=226.50+214.25＝440.75(MM)12五、稳定性计算依据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范(M017-96)》规定，对于一般性工程，可用综合抗剪强度指标按毕肖普法计算。本例按下式确定csptantan(1m)mtancsp加固区土体未加固时平均粘聚力MMM，平均摩擦角0；桩c29.29uu体的粘聚力c=0，φ=38。由上式可计算得：MMc=23.72M，MMMφ=0.15MMMM再利用优化计算方法，按简化毕肖普法计算路堤边坡稳定性安全系数值为1.84，大于规范要求的1.4。满足工程要求。