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1、5设计计算5.1 单桩承载力的计算5.1.1 确定桩长根据已知地质条件资料，层粉质粘土呈上软下硬趋势，系层粉 质粘土与层粉质粘土之间过渡层，厚薄不均。可作为拟建建筑物的水 泥土搅拌桩的持力层，故选用有效桩长为7.5米，施工时超搅500mm ,选择桩直径为500mm o地下稳定水位埋深0.88m。5.1.2 确定单桩竖向承载力标准值 R：R qSu plApqp13.25 1.57 7.5 0.5 0.196 170_ 172.68kN式中 q -桩周土的平均摩擦力，取加权平均值 13.25kPa； ,sU 桩周长度，直径为500mm的桩的周长为1.57m； pl 一搅拌桩的有效长度，取7.5m
2、 ;q -桩端天然地基土的承载力标准值，已知资料为170kPa； p一桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.40.6,此取 0.5;A -桩的截面积，直径500mm的桩的截面积为0.196 m20 p5.1.3确定水泥土的无侧限抗压强度&,kf葭fcu,k a172.680.35 0.1962517.183kPat式中fcuk-与水泥土搅拌桩身加固土配比相同的室内加固土cu , k试块（边长为70.7mm的立方体，也可采用边长为50mm可立方体）的无侧限抗压强度平均值；一强度折减系数，可取0.350.50,此处取0.35。根据室内配合比试验资料及计算结果， 可确定水泥采用32.5级普
3、通 硅酸盐水泥，水泥掺量按被加固湿土质量的 15%左右，水灰比为0.5左 右。5.2 搅拌桩复合地基承载力的计算深层搅拌水泥土桩的承载力性状与刚性桩相似，设计时可仅在上部 结构基础范围内布桩。但是，由于搅拌桩桩身强度较刚性桩为低，在垂 直荷载作用下有一定的压缩变形，在桩身压缩变形的同时，其周围的软 士也能分担一部分荷载。因此，在桩的间距较大时，水泥土搅拌桩可与 周围的软土组成柔性桩复合地基。5.2.1 计算置换率m上部结构对地基要求达到的承载力fSD k为170kPa,单桩设计的承载sp 1k力Rd为172.68kN,按下式求所需置换率：Kfsp,kfs,km d反fAfs,kAp1700.3
4、 114.54照68 0.3 114.540.1960.16式中fsp,k -复合地基承载力标准值，取170kPa；m面积置换率；fs,k 桩间天然地基土承载力标准值，取加权平均值t114.54kPa；一桩间土承载力折减系数，当桩端土为软土时，可取0.5 1.0;当桩端土为硬土时，可取0.10.4;当不考虑桩问 软土的作用时，可取零，此处取 0.3。5.2.2 确定总桩数nmAnAp0.16 1814.9760.1961482式中 A 基础底面积，由基础平面图的资料可得：2126.04 14.4 1814.976m2。实际取桩的总数为1523。5.3 桩位平面布置选择柱状加固，条基宽度分别为：
5、B0.9m,B21.0m, &1.2m, B41.4m, B51.5m, & 1.7m,B71.8m,以1.9m, B92.0mm0.16r B10.9 0.7344 mAp0.1961S 1.34mn1m0.16n2 B21.00.1863 mAp0.196c 1S21.23mn2n3m /八B31.2Ap0.160.1960.9796 mS31.02m n3m / /B41.4Ap0.160.1961.1429 mS410.87mn4nsmB51.5Ap0.160.1961.2245 mS50.82m nsn6m / )B61.7Ap0.160.1961.3878 mS61
6、0.72m n6nym氏 1.8Ap0.160.1961.4694 mS70.68m nynsm /八Bs1.9Ap0.160.1961.551 mS810.64m nsngc m cc 0.16B92.0 -Ap 0.1961.6327 mS90.61mng实际桩距具体见桩的平面布置图。5.4 下卧层地基强度的验算按群桩作用原理进行下卧层地基验算，即将搅拌桩和桩间土视为一 个假想的实体基础，考虑假想实体基础侧面与土的摩擦力，验算假想基 础底面(下卧层地基)的承载力。5.4.1 计算假想实体基础地面积AA 126040 16600 4 (400 4400 1950 4950 3950 4800
7、 1500 1350 4950 350 3300 3950 4500 1200 4000 5850 3950 4200 3600 1200 4300 500 1200 500 5850 1800 4200 1200) 6 (1750 5850 1750 350 1050 3400 4450 800 3450 6100 1850 3400 3400 500 5100 600) 1814976000 460780000 300450000 1053746000mm2 1053.746m25.4.2 计算假想实体基础侧表面积 人As 4 (14400 1650 3 17400 2 750 4 150
8、0 4 3950 6 4800 2 3300 2 4200 2 1950 2 4950 4 350 2 4000 2 5850 4 500 4 350 2 4300 2) 6 (13500 9300 2 1750 4 4950 2 350 2 1050 2 3400 6 1850 2 500 2 600 2 5100 6100 2 3450 2 4450 2 800) 4 13500 7.5 (714200 672000 54000) 7.5 2 9991500000mm2 2 9991.5m2t5.4.3计算假想实体基础自重p (19.8 0.11 0,27 19.2 0.8 9.2 0.9
9、9 9.3 1.17 9.1 1.35 9.5 2 9.4 0,81 10.1) 7.53 9.918kN /mG p A l 9.918 1053.746 7.5 78379.735kN5.4.4 计算假想实体基础底面压力f'f,fsp,k A G 1As fs,k(A A1)A170 1814.976 78379.735 13.25 9991.5 114.54 (1814.976 1053.764) 1053.746158.81kPa5.4.5计算假想实体基础底面经修正后的地基土承载力ff fsp,k mD p(D 1.5) 170 1.0 9.918 (7.5 1.5) 229.
10、508kPamD-深度修正系数，取1.0;D埋深，取7.5m 0比较可知：f < f,所以下卧层强度满足要求。5.5沉降计算当搅拌桩复合地基承受上部基础传递来的垂荷载后，所产生的垂直 沉降s包括桩土复合层本身的压缩变形s和桩土复合地面以下土的沉降量s2,即ss1电。t5.5.1桩土复合层的压缩变形Si计算桩群顶面的平均压力PP fsp,k A fs,k(A A)A170 1814.976 114.54 (1814.976 1053.746)1053.746210.065kPa计算桩群体的变形模量E。E0 mEp (1 m)Es 0.61 302061.96 (1 0.16) 556053
11、000.314kPaE -水泥土搅拌桩的变形模量， pEpE50 120fcu,k 120 2517.183 302061.96kPaEs一桩间土的变形模量，取加权平均值 5560kPa。计算桩群底面土的附加压力E f p 158.81 9.918 7.5 84.43kPa计算桩土复合层的压缩变形sSi(P P0) l2E0(210.065 84.43) 7.553000.3140.0208m5.5.2桩土复合体地面以下未加固土体的压缩变形s2t桩的有效长度为7.5m ,施工时要超搅500mm ,故桩深为8m,基础宽度选取条基中的主要部分，取1.8m，上部结构的荷载为F=400kN/m 。按比
12、例绘制地基土层分布剖面图，如图 51:计算地基土的自重应力计算基础底面接触压力P 一A400 1.8 18 9.9181.8 1301.566kPa士的自重应力（TZ84.28591.4561109.249222.222198.542：-78.469k基础的附,134.3984加应力b z31.022 小26.844-图5-1地基应力分布图计算基础底面附加应力00 P D301.566 9.918 8222.222kPa计算地基中的附加应力z基础底面为矩形，用角点法计算，分成相等的四小块，计算边长l 1.8m, b 1.0m。附加应力z 4 c °kPa。其中应力系数 c查表,列表计
13、算如表5 1 :深度z (m)l/bz/bcz 4 c 0(kPa)01.800.2500222.2220.711.80.710.2237198.8422.511.82.510.088378.4894.591.84.590.034931.0225.01.85.00.030226.844附加应力计算表51计算桩土复合体地面以下未加固土体的压缩变形s2S2sSn旦，一、s 匚(z i zi 1 i 1)i 1 Esi222 222(2.51 0.45370.012222 2221.144 (0.71 0.8678)0.008222.2220.71 0.8678) (4.59 0.2796 2.51
14、 0.4537)0.01222.222(5 0.260 4.59 0.2796)0.00931.144 0.030.034m式中s-沉降计算经验参数，查表取1.144;n-地基沉降范围内所划分的土层数;F0-基地附加应力;Esi一基础底面下，第i层土的压缩模量，按实际应力范围取 值；4,乙1一基础底面至第i层土、第i-1层土地面的距离；i , 一基础底面计算点至第i层土、第i-1层土地面范围 内平均附加应力系数，可查表。5.5.3水泥土搅拌桩复合地基变形ss s1s2 0.0208 0.034 0.548m 5.48cm故沉降验算符合要求。具体施工时，要先作试桩，达到设计要求后方可进行工程桩施工。基础100mm厚混凝土垫层下为250mm厚3: 7级配砂石褥垫层， 碎石最大粒径不大于 20mm,砂为中粗砂，砂石垫层应夯实，夯填度不 得大于0.90,每边伸出混凝土垫层200mm。