【正文】 0 Z1=1 Z2=2 Z3=3 Z4=4 Z5=5 ⑤計(jì)算壓縮摸量當(dāng)量值Ε S 第 9 頁(yè) 共 48 頁(yè) 根據(jù)公式Ε S=??siiiEAA 式中 iA —— 第 I 層土附加應(yīng)力系數(shù)沿土層厚度的積分值； siE —— 相當(dāng)于該層土的壓縮摸量， Mpa,由于下臥層土層均勻（卵石土），這里計(jì)算取用下臥層頂面處土層的壓縮模量，為 ； 代入相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)上表計(jì)算得Ε S=。 ⑦確定沉 降計(jì)算平均附加應(yīng)力系數(shù) ? 在前面分層的基礎(chǔ)上大致分兩層： Z1=2， Z1/b =，查工程地質(zhì)學(xué)概論表 147得δ 1=； Z2=5， Z2/b=，查表得δ 2=。 最終沉降量為 21 SS? =，滿足規(guī)范要求。通過(guò)調(diào)整水泥摻量及配比，可使樁體強(qiáng)度多在 C5～ C20 之間變化。 樁和樁間土一起通過(guò)褥墊層形成 CFG 復(fù)合地基，這種復(fù)合地基由于承載力提高幅度具有很大的可調(diào)性，沉降變形小，造價(jià)低，施工簡(jiǎn)單，具有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 第 10 頁(yè) 共 48 頁(yè) 樁間距 S的確定 考慮到設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基承載力、土性與施工機(jī)具，同時(shí)也為了減小施工時(shí)新打樁對(duì)已打樁的影響，本工程設(shè)計(jì)樁間距為樁徑 d的 3倍，即 ，布樁采用沿基礎(chǔ)軸線兩排布樁，大致呈等邊三角形，具體施工時(shí)可調(diào)。 復(fù)合地基承載力各參數(shù)計(jì)算 根據(jù)公式 spkf = mpaAR +? ? ?m?1 skf 與 Pa UR ? ppini si Aqlq ???1 式中 fspk—— 復(fù)合地基承載力特征值， Kpa； m —— 面積置換率， m = 22ded ，其中樁徑 d=400mm，等效影響半徑 de=； skf —— 處理后樁間土承載力特征值， KPa，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無(wú)經(jīng)驗(yàn)可取天然地基承載力特征值，這里取經(jīng)驗(yàn)值，以最小的承載力 100KPa 算； ? —— 樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，這里取用 ； pA —— 單樁截面面積， m2， ； aR —— 單樁豎向承載力特征值， KN； pU —— 單樁周長(zhǎng)， m； il —— 第 I 層土的厚度， m； siq —— 樁周第 i 層土的側(cè)阻力特征值， KPa，由于在樁周范圍內(nèi)土質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散，故這里不計(jì)樁周側(cè)阻力 。 樁體強(qiáng)度 cuf 值 第 11 頁(yè) 共 48 頁(yè) 滿足式子 cuf ≥ 3paAR 式中 cuf —— 樁體混合料試塊邊長(zhǎng) 150mm 立方體標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 28 天立方體抗壓強(qiáng)度平均值， Kpa； aR —— 單樁豎向承載力特征值， KN， aR =； pA —— 單樁截面面積， m2， ； 計(jì)算得 cuf ≥ 6Mpa，故 CFG 樁混合料強(qiáng)度值設(shè)計(jì)為 10C 。 沉降變形計(jì)算 具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)干振碎石樁沉降計(jì)算部分，最后結(jié)果為 ，滿足規(guī)范要求。 CFG 樁樁體材料配合比計(jì)算 設(shè)混合料體積為 1m3，一般混合料的密度為 ～ ，這里取 ，混合料塌落度控制在 2cm，單方用水量為 156Kg，設(shè)計(jì) cuf ≥ 6Mpa。 又根據(jù)經(jīng)驗(yàn)工式 WC =+ 式中 F —— 單方粉煤灰用量， Kg； 代人數(shù)據(jù)得 CF =， F =。從而得出 CFG 樁的初步配合比（重量比）為： W ： C ： 1G ： 2G ： F =： ： ： ： 。 夯實(shí)水泥 土樁設(shè)計(jì) 加固機(jī)理：夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基適用于地下水位以上的粘性土、粉土、粉細(xì)砂土 、雜填土、素填土等復(fù)合地基處理。樁通過(guò)側(cè)阻力和端阻力將荷載傳至深層土中，樁和土共同承 擔(dān)荷載，使土中應(yīng)力區(qū)增大，從而提高地基的承載能力。 第 13 頁(yè) 共 48 頁(yè) 樁長(zhǎng) l的確定 根據(jù)土層條件知，場(chǎng)地標(biāo)高以下不深處存在粘土層，承載力較高，可作為樁端持力層，但該層土以下有不厚的相對(duì)軟弱土層，為減小下臥層沉降變形量，應(yīng)穿越這些軟弱層，讓樁端坐落于松散或稍密卵石土層上，很厚，是較理想的樁端持力層，故初步確定樁長(zhǎng)為 。但在設(shè)計(jì)工程中可按下式估算： pcua AfR ??? 31 式中 cuf —— 樁體混合料試塊邊長(zhǎng) 150mm 立方體標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 28 天立方體抗壓強(qiáng)度平均值， KPa，夯實(shí)水泥土樁的 fcu強(qiáng)度為 C4～ C6之間，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)配比，現(xiàn)確定為 cuf =6000Kpa； pA —— 樁體截面面積， m2， ； 所以 maxaR =1/3 6000 =。 復(fù)合地基承載力驗(yàn)算 根據(jù)公式 spkf =mpaAR +? ? ? skfm?1 與 m = 22ded 式中 spkf —— 復(fù)合地基承載力特征值， Kpa； m —— 面積置換率， m = 22ded ，其中樁徑 d =400mm，等效影響半徑 ed =，計(jì)算得 m =； ? — — 樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，這里取用 ； pA —— 單樁截面面積， m2， ； aR —— 單樁豎向承載力特征值， KN， aR =； skf —— 處理后樁間土承載力特征值， KPa，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無(wú)經(jīng)驗(yàn)可取天然地基土承載力特征值，這里按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取 160Kpa； 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得 spkf =260KPa，滿足設(shè)計(jì)要求。 樁體材料、褥墊層材料及鋪設(shè)厚度 夯實(shí)水泥土樁的樁體材料就是均質(zhì)土與水 泥拌和后的混合固體，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，均質(zhì)土可用成孔時(shí)取出來(lái)的土，而水泥，主要有 礦渣水泥與普通硅酸鹽水泥兩種，根據(jù)所選用的均質(zhì)土來(lái)選擇水泥。 由于夯實(shí)水泥土樁的樁體模量相對(duì)較高，為了調(diào)節(jié)樁與樁間土的承擔(dān)荷載的比例，減小基礎(chǔ)地面應(yīng)力集中，須鋪設(shè)一定厚度的墊層，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，褥墊層材料為小于 30mm 的級(jí)配砂卵石或中、粗砂，鋪設(shè)厚度為 30cm。但當(dāng)水泥摻入量小于 5%時(shí)，水泥與土的反映過(guò)弱，固化強(qiáng)度偏低，因此，根據(jù)大量資料及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，夯實(shí)水泥土樁的水泥摻入量要大于 5%，為便于準(zhǔn)確計(jì)算施工中宜采用重量比，故本工程配比采用最低配比，即水泥與土的重量比為 1： 5。 技術(shù)可行性分析中的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果小結(jié)： 干振碎石樁：樁徑 800mm，樁長(zhǎng) ，樁間距 ，排距 ，等邊三角形滿堂布樁，面積置換率 ，樁總根數(shù) 2864 根，復(fù)合地基承載力達(dá) ，沉降變形量為 。 夯實(shí)水泥土樁：樁徑 400mm，樁長(zhǎng) ，樁間距 ，沿基礎(chǔ)軸線下雙排布樁，面積置換率 ，樁總根數(shù) 1385 根，復(fù)合地基承載力達(dá) ，沉降變形量為。在進(jìn)行對(duì)比過(guò)程中，由于這三種方案在吉林“九三”定額中沒(méi)有，故以下造價(jià)估算除了運(yùn)用當(dāng)?shù)貎r(jià)格外還套用吉林“九三”定額和上?！熬湃倍~。 水泥粉煤灰碎石樁（ CFG樁） 估算工程量 加固總面積： ? ? ? ?? ? 1 0 0 ????? = 制樁根數(shù)： 1884 根 制樁總長(zhǎng)： 1884 =14130m 制樁總體積： 1884= 加固總體積： = 鋪設(shè)墊層體積： = m3 施工造價(jià)估計(jì) 樁體材料費(fèi)（包括水 、水泥、砂、卵石、粉煤灰）由設(shè)計(jì)配合比知每種材料的單方用量或者是每種材料的體積，然后查吉林省 93 年版定額得到下列材料費(fèi)： 用水體積：（ 156 ）247。 2020= 用卵石費(fèi)用： = 元 用砂體積：（ 487 ）247。可以看出，干振碎石樁與水泥粉煤灰碎石樁造價(jià)較高，夯實(shí)水泥土樁相對(duì)便宜，故從經(jīng)濟(jì)合理性對(duì)比來(lái)看可以排除干振碎石樁與水泥粉煤灰碎石樁。由于夯實(shí)水泥土樁也是一種施工簡(jiǎn)單、施工周期短、造價(jià)低、 施工文明、質(zhì)量容易控制的地基處理方法，且其施工工藝對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件來(lái)說(shuō)極為有利，故選用此法對(duì)本工程而言是比較適合的?？梢?jiàn)采用此法對(duì)本工程的可靠性來(lái)說(shuō)是有保障的。它是界于柔性樁與剛性樁之間的一種樁體，是將水泥與土按一定的比例拌和后，填入已鉆好的孔中，分層夯實(shí)成樁，其作用原理是水泥與土經(jīng)過(guò)物理的、化學(xué)的作用形成強(qiáng)度達(dá)到 C4～ C6左右的固體樁體，同時(shí)水泥與樁周土通過(guò)膠結(jié)作用形成摩阻力，利用夯實(shí)水泥土樁樁體材料模量較高和具有良好的縱向傳遞荷載能力的特點(diǎn)，將上部荷載很好的傳遞到樁端處，使樁的端承效應(yīng)得以發(fā)揮。 樁徑 d的確定 根據(jù)規(guī)范、土層條件與成孔設(shè)備，本工程設(shè)計(jì)樁徑 為 400mm。 單樁承載力 Ra計(jì)算 夯實(shí)水泥土樁的單樁承載力應(yīng)依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值和關(guān)于水泥土樁計(jì)算的有關(guān)資料確定。 單樁影響面積 sA 計(jì)算 根 據(jù)公式 sA =skspkpska ff AfR ?? ??? ?? 式中 aR —— 單樁豎向承載力值， KN， aR =； ? —— 天然地基土發(fā)揮能力系數(shù)，一般取 ～ ，這里取 參與計(jì)算； skf —— 處理后樁間土承載力特征值， KPa，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無(wú)經(jīng)驗(yàn)可取天然地基土承載力特征值，這 里按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取 160Kpa； pA —— 樁體截面面積， m2， ； spkf —— 復(fù)合地基承載力特征值， KPa，設(shè)計(jì)要求 spkf ≥ 260Kpa； 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 sA =； 樁間距 S的確定 根據(jù)規(guī)范，夯實(shí)水泥土樁也是沿基礎(chǔ)軸線布樁，本工程設(shè)計(jì)兩排布樁，大致呈等 第 20 頁(yè) 共 48 頁(yè) 邊三角形，則樁間距 S= SA =，初步確定為 。 樁總根數(shù)計(jì)算 根據(jù)式子 N =pAAm 總? 代入面積置換率 m =，總面積 總A =，單樁截面面積 pA =，計(jì)算得樁總根數(shù)為 1385 根。由于場(chǎng)地土大部分為粘土，故水泥選用 礦渣水泥。 第 21 頁(yè) 共 48 頁(yè) 夯實(shí)水泥土的配合比 拌合料固化后的強(qiáng)度，無(wú)論何種土料，誰(shuí)泥土的強(qiáng)度均隨著水泥摻合量的增加而增大，只是減小不同，增大速率不等。 夯實(shí)水泥土樁沉降變形計(jì)算 （ 1）加固區(qū)變形量 S1 ① 計(jì)算基底平均附加壓力 0p 根據(jù)式子 hrpp m??0 式中 p —— 基底平均壓力， Kpa， ?p AGF? 其中 F —— 作 用在基礎(chǔ)上的豎向力， KN，由于建筑物屬磚混結(jié)構(gòu)，按一層 15KN/m2估算，故六層為 90KN/m2 ； A —— 基底面積， m2，由于基礎(chǔ)形式為條基，長(zhǎng)方向上按每延 米算，而寬為 ，則基底面積為 ； mr —— 基底標(biāo)高以上天然土的加權(quán)平均重度， KN/m3， 19 KN/m3； h —— 從天然地面算起的基礎(chǔ)埋 深， m， ； 計(jì)算得 p =138Kpa， 0p =。； 其中壓力擴(kuò)散角的計(jì)算可根據(jù)下表確定：（單位：176。 帶入上式計(jì)算得 Hp =。 ③確定分層厚度 h 滿足 h≤ ，約 。 ⑥查表確定沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 162。S=； ⑦確定沉降計(jì)算平均附加應(yīng)力系數(shù)δ 在前面分層的基礎(chǔ)上大致分兩層： Z1=2， Z1/b =，查工程地質(zhì)學(xué)概論表 147得δ 1=； Z2=5， Z2/b=，查表 得δ 2=； ⑧下臥層沉降計(jì)算 S2 根據(jù)公式 S2= s? ? ?111 ??? ?? iiiini siH ZZEP ?? 第 24 頁(yè) 共 48 頁(yè) 把上面所計(jì)算得的相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算 S2=2mm 最終沉降