碎石桩复合地基算例(参考).doc

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360 m的软土地基设计路堤高度4.00 m,顶面 宽度28 m,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 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0.6 m）2） 土层及试验指标：如表 1表 1 土层及其土工试验指标值一序号土名土层 埋深/kN/m3w/%eSrI/%/MP-1a/kPaEs /MPa/kPa①亚粘土00 〜280.69079160204084570②粘土2.0〜2・919133.709520050353・9665③淤泥质 土2.9 ~10.218545・81.201.001710.80252.7250④亚粘土10 2~17019.234.00.920。

969453049560⑤粘土17.0 -19.334・009810・9040355.6370二、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 =17.0 m.(5) 桩径：根据地基土质情况和成桩设备等因素确定，桩径为 0.5 m6) 面积■换率m和桩距l :碎石桩复合地基一般m=0o 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•・・m = d 2河2, d二1.051 (等边三角形布桩)p* e e已知桩的直径dp和面积置换率m,则可反算出桩的间距l=1・06m可初步设 计l = 1o 10m，此时的m = 0o 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8cm8) 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,,k :可按下式计算K utan2 45° + —p2式中，K为安全系数，一般取K=2.0；佻为碎石桩的内摩擦角，据统计卩p =35。

〜45计算时可取其平均值外=38％为碎石桩加固范围内桩间土的不 排水抗剪强度，对于多层土，可按厚度加权平均值求出，得4=2929kPa 代入公式有二 369.38 kPa?二-x 6 x 29.29 x tan2 45P'k 2 ((2)复合地基承载力fp,k：按下式计算f = mf + 九sp,k p,k(1 - m ) fs,k式中fs k —桩间土天然地基承载力标准值期a，可近似取用处理前地基土 的承载力标准值，对多层土可取加权平均值，即有 fs，k=60・59kPa；九一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，可取九=1・0代入上式，有f = 0.19 x 369.38+1.0 x(1 - 0.19)x 60.59 = 119.26 kPasp,k(3 )作用于地基上的荷载p：路堤实际高度Hd=4・0 m,加上汽车荷载近似 换算高度1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，PVfp占，满足设计要求于是,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S2(1)S1按复合模量法计算•先求复合模量EcE = [1+ m(n - 1)]Ec s式中Es为桩间土的压缩模量，按土层厚度加权平均求得Es=4・35MPa；n 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Ec=683MP 然后，按分层综合法计算得 S1=226 50mm⑵S2采用应力扩散法计算取应力扩散角0 =20最终计算得加固区 下卧层压缩量 S2= 214 25mm于是总的沉降 S=S1+S2=226・50+214・25=440 75(mm)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(JTJ 017-96)》规定射于 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[c = c (1-m) + mcJ c s ptan 申 =tan 申(1-m) + m tan 申J c s p加固区土体未加固时平均粘聚力c = 29.29kPa,平均摩擦角化=0;桩体 的粘聚力cp=0,卩p=38 ° •由上式可计算得： Ucsp=23.72kPa, tan^sp=0o 15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。