强夯地基处理方案

合福高速铁路泾县及旌德制梁场

地基处理

设

计

方

案

山东志合建筑设计院有限公司

二零一零年十月十六日

一、工程概况

新建工程中铁六局合福高速铁路泾县及旌德制梁场，位于安徽省泾县及县旌德境内，毗邻合福高速铁路，场地狭窄，场地为山区填土地基；主要建(构)筑物有制梁台座、存梁台座等，山区填土地基承载力偏低，沉降量较大，因此采用换填法与振冲法、强夯法、深层搅拌法地基处理方式，来提高地基的承载力，处理面积约为5000m2，。以减小台座扩大基础的面积，从而减少混凝土的数量。

二、设计依据

采用规范与检算依据

(1)．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

(2)．《建筑地基和基础设计规范》（GB50007-2002）

(3)．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

(4)．《建筑地基处理技术规范》（JDJ79-2002）

(5)．通桥（2005）2322-II；跨度31.5m；

(6)．《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）

三、存梁台座基础

1．地基承载力的计算

荷载：每侧基础承重G

l =824.8/2=412.4t，基础自重V=40.3m3, G

j

=40.3×

2.4=96.72t。

基础底压应力P K＝9.8×（G L＋G j）/S

＝9.8×（412.4+96.72）/(3.8×8.7)

=151.0kPa

基础埋深d=0.8m，基础底持力层fak＝120kPa，重力密度＝17kN/m3，修正后地基承载力fa＝fak＋ηd×γm×(d-0.5)

=120+1×17×(0.8-0.5)

=125.1 kP a＜基础底压应力P K=151.0kPa

新填土地基容许承载力考虑未固结、施工中受到推土机的碾压等因素取fak ＝70kPa，地基承载力不满足要求，应对地基进行换填处理，基底采用换填Z=0.8m

厚3：7灰土垫层，压实系数λc应不小于0.95，承载力特征值取用fak＝200kPa，压力扩散角为28度。

灰土垫层修正后地基承载力fa＝

=fak＋ηd×γm×(d-0.5)

=200+1×17×(0.8-0.5)

=205.1kP a＞基础底压应力P K=151.0kPa

灰土垫层承载力满足要求。

压力扩散角θ=280

垫层底面处附加压力值P Z

=b×L×( P K –P C )/(b+2×Z×tgθ)/(L+2×Z×tgθ)

=3.8×8.7(151.0-17×0.8)/(3.8+2×0.8×tg28)/(8.7＋2×0.8×tg28)

=102.3 kP a。

垫层底面处的自重压力值Pcz=16×0.8+18.2×0.8=27.4 kPa

垫层底面处的总压力为P Z+ Pcz=102.3+27.4=129.7 kPa

灰土湿密度γ=18.2Kn/m3。在d＝1.6m以上土的平均重力密度：

γ＝（1.6×0.8＋18.2×0.6）/1.6＝17.1KN/㎡

故经深度修正后垫层地基承载力的特征值：

fa= fak＋ηd×γm×(d-0.5)

=80+1×17.1×(1.6-0.5)

=98.8 kPa<垫层底面处的总压力为P Z+ Pcz=129.7 kPa

垫层底面地基承载力不满足要求，应对垫层底新填土地基处理。

2．沉降计算

梁端双支点位于同一整体基础上，地基经过换填处理后均匀受力，不存在不均匀沉降的问题。梁体四支点支撑实为梁两端双支撑，为简支结构，能够满足存梁使用要求。

四、制梁台座基础

1、受力荷载计算：

荷载a：梁体砼V=317.22m3，湿重G l=317.22×2.6=824.8t。

荷载b ：模型自重212.2t ，（外模137.8t ，内模38.3t ，端模6.04t ，底模30t ）。

荷载c ：设备及人员等辅助力取13t

合计： 824.8+212.2+13=1050t 。

台座基础顶面荷载P=(a+b+c)×9.8=10290KN 。

2、制梁台座基础

工况1：浇注阶段

设计跨中部分：拟采用三条条型基础。基础图见附图。

基础每延米：G j =4.38t ，

G M 每延米1105032.2132.6

M G t == 1()9.8

(32.21 4.38)9.8108.71.103M j G G kpa l

σ+⨯+⨯===⨯>fak =80 地基承载力不满足要求，进行换填处理。

工况2：初张拉阶段

基础图见附图，基础埋深大于0.8m ，基础埋深取用d=0.8m ，基础底持力层fak ＝80kPa ，重力密度＝17kN/m3，修正后地基承载力

fa ＝fak ＋ηd ×γm ×(d-0.5)

=80+1×17×(0.8-0.5)

=85.1 kP a

在张拉后，端部受载为最不利的情况，此时模型已拆除，每侧梁重为412.4t 。基础图见附图：可知，端部基础自重G j =103.6t 。底模估值按均重偏大原则取3t ，

则

()9.8

(412.4103.63)9.8120.46.5 6.5

l j M G G G kpa S σ++⨯++⨯===⨯>fa =85.1 kP a 地基不满足承载力要求。进行地基处理。

五、 地基处理方案：

1. 振冲法方案

主要目的是提高地基土的强度和降低压缩性，使地基承载力趋于均匀，