水泥搅拌桩桩计算书
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CFG桩复合地基计算书
一.设计依据
1).《建筑地基处理技术规范》(JGJ79_2012)
2).《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)
3) .《城市桥梁设计规范》(CJJ_11-2011)
二.设计参数
沥青混凝土 r =23 KN/m3水稳基层 rd=24KN/m3
水容重 rs=10 KN/m3填土 rt=18 KN/m3
碎石垫层 r=23 KN/m3
三.地质条件
根据勘察报告C2钻孔的情况得出,计算桩基位置自然标高为21.6m,此位置设计标高为24.843m。地下水位位于地面线以下1.45m,按勘察资料得出地质由上至下土层及其厚度为:
地质参数表
四.设计计算
1、水泥搅拌桩参数
根据土层分布,持力层为(2-1)粉质粘土夹粉土,有效桩长取13.5m,桩端进入持力层的最小深度为2.0m。地面标高24.6m,水位标高22.47m。路基填土厚度h=2.65m(其中路面厚度62cm),路基宽度20m(车行道宽12m),路面结构10cm沥青面层+32cm水稳基层+20cm厚级配碎石。
2、基底压力
基础地面以上土的加权平均重度为:
γm=(0.1*23+0.32*24+0.2*23+1.53*18+0.5*23)/2.65=20.23KN/m3
(1)车道荷载:
本道路荷载应采用城-B级:
①均布荷载为qk=10.5*0.75=7.875kN/m
②集中荷载
=360*0.75=270kN
取最大值P
k
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)第5.2.2条规定:轴心荷载基础底面的压力,可根据下列公式确定,得到加固地基顶面压力(地下水位为地面线以下1m)为:
Pk=(Fk+Gk)/A=20.23*2.65/1+7.875/1+270/(20*1)=74.98KPa
3、单桩承载力计算
初步拟定桩径0.5m,桩间距1.1m。桩周长up=1.57m,桩面积Ap=0.196m2。
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79_2012)第7.3.3-3条规定,单桩竖向承载力特征值应通过现场荷载试验确定。初步设计也可按第7.1.5-3进行估算。并应满足搅拌桩桩身强度要求,应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于)由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力;
取桩长为13.5m,桩体伸入(2-3)黏土层2m.
初步设计可按第7.1.5-3进行估算。
×
Ra=up×∑qsi×li+ ap×f
ak
Ap=1.57*(0.6*8+8.9*0+2*15+2*14)+0.5*90*0.196=107.42kN
(淤泥质土层由于有负侧摩擦力,侧摩擦力取0;桩端端阻力发挥系数ap=0.4~0.6,本次拟定为0.5。)
4、桩身强度计算:
fcu≥4λRa/Ap=(4*1*107.42)/0.196=2.19Mpa
(1)取fcu=1.5MPa
Ra=η×fcu×Ap=0.25*1.5*0.196=73.5KN
其中:(η=0.25,fcu=0.3~2.0MPa,λ=1.0)
故单桩承载力应满足Ra=73.5kN。
(2)取fcu=1.2MPa
Ra=η×fcu×Ap=0.25*1.2*0.196=58.8KN
其中:(η=0.25,fcu=0.3~2.0MPa,λ=1.0)
故单桩承载力应满足Ra=58.8kN。
5、水泥搅拌桩复合地基承载力计算
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79_2012)第7.1.5条规定,布桩间距1.1m,按下式计算:
等边三角形布桩 de=1.05s=1.155m 故,面积置换率m=0.187
(1)取fcu=1.5MPa
复合地基承载力为:
fspk=λmRa/Ap+β
(1-m)fsk=1*0.187*73.5/0.196+0.4*(1-0.187)*74.3=94.29KPa>74.98KPa 满足要求
f
sk
=(65*8.9+100*2+2*90)/(13.5-0.6)=74.3Kpa
其中:λ=1.0;β=0.1~0.4,取0.4;
(2)取fcu=1.2MPa
复合地基承载力为:
fspk=λmRa/Ap+β
(1-m)fsk=1*0.187*58.8/0.196+0.4*(1-0.187)*74.3=80.26KPa>74.98KPa 满足要求
f
sk
=(65*8.9+100*2+2*90)/(13.5-0.6)=74.3Kpa
其中:λ=1.0;β=0.1~0.4,取0.4;
6、确定褥垫层厚度
选取褥垫层厚度:500mm。
7、沉降计算
采用13.5m的CFG桩进行地基加固,置换率为0.187。
复合地基压缩量的提高倍数ξ=f
spk /f
sk
=94.29/74.3=1.27
基础埋深l
=2.65m,基础宽度b=20m
桩基复合土层附加压力:p
o
=74.98KPa
通过《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)表K.0.1-2查的附加应力系数αi,计算按地基变形量Zn=26m。(3-1在复合地基土层之下,不需对压缩模量
进行修正
压缩模量当量值Es=∑Ai/∑(Ai/Esi)=4.71MPa
沉降计算经验系数ψs=0.93。
s=ψs*s’=ψs*∑(p
o /E
si
*(z
i
*α
i
-z
i-1
*α
i-1
))
=0.93*24.88cm=23.14cm<50cm
满足沉降要求
《城市道路路基设计规范》(C J J194-2013)表6.2.8的要求。