代入数值得:Ra=1378kN
2.2.2确定复合地基承载力标准值fspkk
fspk=mRa/Ap+αβ(1-m)f
fspk-复合地基承载力标准值,kpa; fk-天然地基承载力标准值,kpa; m-面积置换率; n-桩土应力比; Ap-单桩截面面积,㎡;
α-桩间土强度提高系数,α= fsk/ fk;fsk为加固后桩尖土的承载力标准值,可取α=1; β-桩间土强度发挥系数,β=0.75~0.95,天然地基承载力高时取大值,取β=0.8; 代入数值得: fspk=342kpa. 对fspk进行修正 fa= fspk+γo(d-1.5) fa-复合地基的承载力,kpa;
γo-基底以上地基土的加权重度,kN/m3; d-复合地基的埋深。m; 代入数值的γo=17.2 kN/m3 则fa=384 kpa
2.2.3CFG桩复合地基变形计算
2.2.3.1加固区变形量s1的计算
按复合地基模量计算变形 Esp?fspkfkES
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??fspkfk?1.6
δ-加固区土的模量提高系数
S1??i?1np0Zi?i?Zi?1?i?1 Espi?? n-加固区范围内土层分层数; p0-基础底面处的附加压力 p0=p-γmh
式中:p-基底平均压力,
γm-基底标高以上天然土层的加权重度,kN/m3; h-从天然地面算起的基础埋深,m; 得p0=190kpa
Z i 、Zi-1-基础底面至基础底面第i层土、第i-1层土地面的距离,m;
αi、αi-1-基础底面计算点至基础底面第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力
系数,可查表
加固区沉降量计算见下表:
Z(m) 加固区 l/b z/b ?Si Z?i Z?i?Z?i?1 Espi(MPa)Si (mm) 32 64 73 86 99 ?i 1.000 0.9994 09961 0.9928 0.9832 0.9695 0 2.0 3.98 5.20 7.12 8.96 0 2.0 1.98 1.22 1.92 1.84 12 12 12 27.07 27.07 (mm) 32 32 19 13 13 0 2 4 5.24 7.24 9.24 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 0 0.16 0.32 0.4192 0.5792 0.7392 第 10 页 共 35 页
10.81 5.2 12.7 14 5.2 5.2 0.8648 1.016 1.12 0.9569 0.9313 0.9256 10.34 11.93 12.96 1.48 1.59 1.0 27.07 9.92 14.4 10 30 13 109 139 152 2.2.3.2下卧层沉降量
下卧层沉降量计算见下表
Z(m) 0 2 4 4.74 6.74 l/b 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 下卧层 z/b 0 0.16 0.32 0.4192 0.5790 ?i 1.000 0.9994 09961 0.9945 0.9856 Z?i Z?i?Z?i?1 Espi(MPa)0 2.0 3.98 4.71 6.64 0 2.0 1.98 0.93 1.93 9 9 9 12.21 ?Si (mm) 42 42 20 30 Si (mm) 42 84 104 134 2.2.4确定Zn
由下表z=14m深度范围内的计算沉降量Si=152mm,相对于13.0m~14.0m土层的计算沉降量
?Si?2mm≤0.025??S'i
i?1nn ?z值 b(m) ≤2 2<b≤4 4<b≤8 8<b≤15 15<b≤30 b>30 0.8 1.0 1.2 1.5 ?z(m) 0.3 0.6 2.2.5确定ES
ES???A?A????i?1i?ESpi???15.5Mpa
式中 :ES—沉降计算深度范围内压缩模量的当量值;
?Ai—第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值?Ai=Ai-Ai-1 由下表得ES=15.5Mpa的Ψs=0.368
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变形沉降计算系数
Es/Mpa 2.5 1.1 4.0 1.0 7.0 0.7 15.0 0.4 20.0 0.2
Ψ n?np0p复合地基最终沉降变形量: S??s??Zi?i?Zi?1?i?1??0Z?i?Z?i?1?i?1Ei?n?1Esspi??????? ??得S=106mm
根据《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)建筑物的地基允许变形值为200mm。经验算强度及变形满足要求。
由计算得知两种方案都能满足建筑物的地基允许变形值和结构要求,但是钻孔灌注桩的工程造价比较高,一般情况下,和桩基相比可以节省工程造价1/3~1/2.经过对大量工程实例的研究发现相同条件下,CFG桩的经济效益是非常显著的,而地基处理的效果也是非常理想的.
3、CFG桩施工方案和设计
3.1、CFG桩的设计计算 设计桩径:D=400mm 设计有效桩长:L=14m 面积置换率:m=3% CFG桩材料强度:C20 桩端进入第⑥层细砂层≥1.0m
3.2、褥垫层的铺设
为了调整基底下应力的分布状况,更大程度的发挥桩间土的承载作用,褥垫层设计厚度为20㎝,以5~10㎜的级配碎石铺设。
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