【文章內(nèi)容簡介】 e b4 4 地基不出現(xiàn)過大的下沉 基底最大壓力 Q 小于地基的容許承載力 5 墻身截面不產(chǎn)生開裂破壞 墻身截面上的壓應力及剪應力拉應 力小于材料的容許應力 同樁的懸臂端的土壓力的計算方法相同只是 8179。 83 2 44m2 K 255179。3 765m2 45225 675176。 tantan tan675176。 05583 arctan05583 2919176。 tan 8179。05583 447m K 25537 625m 所以破裂面交在換算土柱內(nèi) 計算應力 由庫侖公式計算 0160 179。 0160179。20179。64 108kN 3 267m 25505583 459m 016179。20179。3179。 8 459 3274kN 2 8459 2 171m 擋土墻斷面尺寸的確定 根據(jù)穩(wěn)定性 驗算公式來確定重力式擋土墻截面尺寸 設墻頂寬為 令 y 墻底寬為其中 x xy 如下圖 3所示 圖 33 重力式擋土墻受力分析圖 19179。8179。x2 76x kNm xm 19179。8179。y 152y kNm m 36 式中取 13 代入數(shù)值得 76179。 x2y 179。06 1083274 13 即 x2y 401 抗傾覆穩(wěn)定性驗算參數(shù)表達式 37 式中取 16 代入數(shù) 值得 16 得 363 由可以推知在滿足其最小要求 04m 的情況下增大 x值比增大 y值更能有效地提高其抗傾覆能力聯(lián)立進行分析結(jié)合重力式擋土墻的基本構(gòu)造要求編寫程序確定截面尺寸 Private Sub Command1_Click Dim a 0 To 30 Dim b 0 To 30 Dim c 0 To 30 Print xy 的可能的較小取值 Print x y x2y For x 01 To 3 Step 01 i x 10 For y 04 To 3 Step 01 If x 3 3 x y y 2 2 363 And x 2 y 401 Then Exit For End if Next y a i x b i y c i x 2 y If b i b i 1 Then Print a i b i c i Next x End Sub 圖 34 截面尺寸相關(guān)程序運行 結(jié)果 考慮到施工方便及經(jīng)濟方面的問題取第二組數(shù)據(jù) x 21y 1 將 x 21 y 1分別代入抗滑移穩(wěn)定性驗算和抗傾覆穩(wěn)定性驗算公式中得 133 180 該 xy 值組合能同時滿足抗滑移要求和抗傾覆要求 從而 y 1m xy 31m M 179。 151 14 179。 151 05 76179。21179。011 152179。101179。1 2083814kN178。m 所有豎向壓力之和 N 76179。 21152179。 1 3116kN 對基底中點偏心距 e MN 20838143116 06687m b4 314 0775 滿足要求 又 e b6 38 式中上部結(jié)構(gòu)傳至基礎頂面的豎向力值 20179。 3 60kN 基礎自重和基礎上的土重 N L 垂直于力矩作用方向的基礎底面邊長取 1m 來計算 a 合力作用點至基礎底面最大壓力邊緣的距離 a b2 e 代入數(shù)值得 2179。 603116 3179。 312 06687 21833kNm2 179。202040kNm2 按軸向受壓 p 218330 210917kNm2 f200kNm2 滿足要求 采用 MU20 毛石混合砂漿強度等 級 M25 砌體抗壓強度設計值 440kNm2 驗算擋土墻半高處截面的抗壓強度 該截面以上的水平土壓力 179。0160179。21179。16 27kNm h3 133m 截面以上的自重 179。4179。105179。19 399kNm 1179。4179。19 76kNm 作用點到截面前緣的水平距離 2179。1054 0525m 10505 155m 截面以上豎向力之和 N 39976 1159kNm N 距截面前緣的水平距離 x 399179。052576179。155 27179。133 1159 0887m 偏心距 e b2x 20520887 0138m 受壓構(gòu)件的承載力按下式計算 39 按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合求得軸向壓力設計值 N 135179。N 135179。1159 156465kNm 截面面積 A 1179。 205 205m2 由 MU20 毛石混合砂漿強度等級 M25 查得砌體抗壓強度設計值 440kNm2 求解受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù) 構(gòu)件高厚比 墻體受壓構(gòu)件計算高度 2H 16m 又查表得 15 則 15179。 1631 77 eh 013831 00445 查表得 078 A 078179。 205179。 440 70356kNm N 156465kNm 滿足要求 1 擋土墻設計截面如圖所示 圖 35 擋土墻設計截面尺寸 2 擋墻采用 C15 片石混凝土來加固 3 擋土墻墻身沿線路縱向每隔 1020m 設伸縮縫一道擋墻與樁銜接處必設一道縫寬 002m 縫內(nèi)沿墻頂內(nèi)外三邊填塞瀝青麻筋其深為 02m 4 由于墻高大于 6m 施工時邊坡采用錨噴措施 5 擋土墻的詳細布置情況見附錄中 01 號圖紙第 4 章 樁網(wǎng)復合地基的設計 本章所要處理的是溫臺甬鐵路客運專線 DK147200DK148500 段的軟土路基結(jié)合前面的工程地質(zhì)資料考慮到這一路段的軟土深度較小所需的樁長也比較小從經(jīng)濟方面考慮現(xiàn)決定采用深層水泥土攪拌樁來進行該段的軟土地基加固設計 41 設計理論 樁一網(wǎng)復合地基在路基荷載條件下的設計思想是以控制工后沉降為首要目標允許復合地基發(fā)生較大總沉降但要求絕大部分沉降在施工期完成嚴格控制工后沉降量考慮樁網(wǎng)土三者協(xié)同作用樁土共同承載在網(wǎng)的作用下充分發(fā)揮樁間土的承載潛力不足部分由樁補償由于只控制占總沉降量很小部分的工后沉降量因而相對普通復合地基和樁基而言用樁數(shù)量大為減少可布成疏樁依靠樁土共同承擔荷載進而達到減少樁數(shù)降低工程建設成本加快工程建設進度提高技術(shù)經(jīng)濟效益的目的 樁一網(wǎng)復合地基設計步驟 1 求樁間距 或樁距徑比用樁數(shù)量 工后沉降量關(guān)系曲線 2 按工后沉降控制值初定樁間距 或樁距徑比用樁數(shù)量 3 驗算實際工后沉降量 4 驗算承載力 5 驗算穩(wěn)定性 具體設計過程見本章第二節(jié) 42 深層水泥土攪拌樁的設計 由于該段路基軟土層厚度較小故設計時將樁打到硬土層進行計算時可只計算軟土層厚度最大點其它地段參照此方法偏安全的設計由工程地質(zhì)圖確定出該處各土層厚度依次為 第一層粉質(zhì)黏土 41m 第 二層淤泥質(zhì)黏土 36m 第三層細圓礫土 34m 已屬硬土 設計參數(shù) 1 樁型與樁徑 深層水泥攪拌樁采用單頭噴漿攪拌樁徑為 500mm 2 樁長 地質(zhì)資料表明從現(xiàn)狀地面至飽和軟粘土底的厚度范圍為 1m10m 因此樁長設計為打入粉質(zhì)粘土層土層厚度較小的區(qū)段達到硬土層樁長范圍為 15105m 3 樁位布置 設計樁間距待定呈正方形布置樁位布置見附錄中 05 號圖紙 4 水泥漿液配方及要求 1 水泥 425 普通硅酸鹽水泥水泥摻入比 15 2 水灰比 045050外加劑早強減水復合添加劑 FDN5水泥用量 05石膏摻入比15 3 90d 室內(nèi)水泥土強度 20MPa 復合泊松比抗拉剛度土工格室的抗拉模量土工格室采用雙層鋪網(wǎng)符合墊層厚度 6 攪拌工藝 1 攪拌機具單頭轉(zhuǎn)盤式攪拌機 2 2 噴 4 攪工藝預攪下沉噴漿提升預攪下沉噴漿提升 41 42 圖 41 計算荷載圖示 各參數(shù)意義如上圖中所示 結(jié)合相應鐵路規(guī)范各參數(shù)取值如下 路堤面寬度取 88m 路堤填土高度為 5m 加筋墊層厚 03m 路堤填土容重 20 另外地基處理寬度應由路堤底面寬度向兩邊各延伸 15m 作為護堤以增加穩(wěn)定性 另外應力擴散角度數(shù) kPa kPa 計算不同樁間距下的樁土應力比 1 求解網(wǎng)材應變 1 計算跨撓比 43 式中樁間距工后沉降限值此處取 01m 2 計算網(wǎng)材單元承受工作荷載伸長后長度為公式如下 44 45 2 求解樁土應力比 計算公式如下 46 式中樁間土承載力此處取為 70kPa 網(wǎng)材的抗拉模量取 120kNm 根據(jù)經(jīng)驗與 實測分析所得的應力比調(diào)整系數(shù)此處取為 10 路堤填土總高度 m 取 8m 樁間土的承載力發(fā)揮系數(shù)取 10 填土容重取為 20kNm3 3 計算結(jié)果 編寫程序運行結(jié)果如圖 42 根據(jù)工程上的經(jīng)驗水泥攪拌樁的樁土應力比取值范圍一般為 330 根據(jù)本次設計由沉降控制設計的思想樁間距的確定還要有接下來的步驟確定 從中取出應力比符合要求的樁間距相關(guān)數(shù)值如表 41所示表 41 樁間距與應力比之間的關(guān)系 樁間距 l 08 1 12 15 2 22 25 徑跨比 ld 1 6 2 24 3 4 44 5 置 換比 m 307 196 136 87 49 41 31 n 6 9 14 21 38 46 59 圖 42 樁土應力比與樁間距的關(guān)系曲線 計算不同樁間距下的沉降 由于復合地基樁土加固區(qū)的下臥層為硬土層故不需對下臥層的沉降進行驗算僅考慮加固區(qū)的沉降即可 加固區(qū)的沉降采用樁身壓縮量法樁身模量法是指在荷載作用下假定樁體不會產(chǎn)生樁底端刺入下臥層的沉降變形通過模量比求出樁承擔的荷載再假定樁側(cè)摩阻力的分布形式則可通過材料力學中求壓桿變形的積分方法求出樁體的壓縮量并以此作為 假定樁側(cè)摩阻力為均勻分布時樁 體的壓縮量的計算式如下 47 式中應力集中系數(shù) 復合地基平均應力 樁端應力 樁身材料變形模量 依據(jù)樁網(wǎng)復合地基的樁網(wǎng)土協(xié)同特性建立薄板網(wǎng)單元模型再依據(jù)工后沉降的薄板撓曲變形理論解得出加固區(qū)沉降實用計算公式 D 48 49 式中 D 薄板抗彎剛度由式計算得到復合彈性壓縮模量取 100000kN 樁間土的地基剛度系 數(shù)取為 3000kN復合泊松比取 015 沉降綜合經(jīng)驗修正系數(shù)取為 16 復合網(wǎng)墊厚度取 03mmnHl 的取值同前將以上數(shù)值代入公式所得結(jié)果如下表所示 410 411 1 由第一個公式計算 式中樁身強度折減系數(shù)可取 50取 03與水泥攪拌樁樁身加固土配比相同的室內(nèi)加固土試塊在標準養(yǎng)護條件下 90d 齡期的無側(cè)限抗壓強度平均值試塊是邊長為 707mm 或 50mm 的立方體也可根據(jù)方便采用適當高徑 比 12 的圓柱狀試樣本例中攪拌樁取 18 單樁橫截面面積此處 0196m2 將以上數(shù)據(jù)代入公式 計算得 106kPa 2 第二個公式計算 式中樁周長此處 314179。 05 157m 樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)取 04 同上 樁端天然地基土的承載力標準值此處取 200kPa 加固層各土層參數(shù)如下表所示土的名稱 土層厚度 m 土的平均摩阻力 kPa 粉質(zhì)黏土 41 20 淤泥質(zhì)土 36 8 粘性土 127 20 將以上數(shù)據(jù)代入公式 計算得 190Pa 取 1 2 中的較小值 即 106kPa 2 復合地基承載力計算 復合地基承載力標準值應由現(xiàn)場復合地基荷載實驗確定也可按下式計算 412 復合地基承載力標準值 m 面積置換率計算結(jié)果如表 41 所示同上 樁間天然地基土承載力標準值取 70kPa 單樁豎向承載力標準值由前面的計算取 106kPa 樁間土承載力折減系數(shù)取 04 樁間距 m 08 1 12 15 2 22 25 承載力 N 185 129 98 73 53 49 44 1 單樁驗算 驗算要求