帶帽預(yù)應(yīng)力管樁網(wǎng)復(fù)合地基計算書

預(yù)應(yīng)力薄壁管樁設(shè)計計算說明書一、計算依據(jù)1.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007—2002）2.《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79－2002）3、《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（GBJ1346－1999）4、《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（03SG409）5、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTGD63-2007）6、《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2004）7、《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》（DBJ13-86-2007）8、《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》（DB/1051-2008）二、選用指標(biāo)及設(shè)計參數(shù)1、軟土鑒別標(biāo)準(zhǔn)土類天然含水量（％％）天然孔隙比直剪內(nèi)摩擦角（°）十字板剪切強度度（Kpa）壓縮系數(shù)α0..1-0..2（MPa-1）粘質(zhì)土、有機質(zhì)質(zhì)土≥35≥液限≥1.0宜小于5＜35宜大于0.5粉質(zhì)土≥30≥0.9宜小于8宜大于0.32、容許工后沉降道路等級工程位置橋臺與路基相鄰鄰處涵洞、通道處一般路段高速公路、一級級公路≤0.1m≤0.2m≤0.3m二級公路≤0.2m≤0.3m≤0.5m3、荷載分析本次設(shè)計荷載包括路堤自重和車輛動荷載，車輛荷載轉(zhuǎn)化為等效土柱進行計算。換算方法可以采用《公路路基設(shè)計手冊》的荷載當(dāng)量高度換算公式：H0=NG/B0L（3）式中N——路基上橫向分布的車輛數(shù)，取1；H0——荷載換算高度（m）；B0——荷載換算寬度，取運架梁車橫向一側(cè)最外輪中心之間的寬度加輪胎著地寬度（m）G——1輛汽車的重量，取運架梁車自重和梁體自重之和的0.5倍或0.25倍（kN）；L——運架梁車前后軸距加輪胎著地長度（m）；——土的重度。經(jīng)計算h0=2×550/6.5×5.6×21=1.43m車輛及人體荷載：3+21×1.43=30.3KPa。3、設(shè)計工況點及地質(zhì)參數(shù)參考地質(zhì)資料綜合考慮各種因素，本次設(shè)計擬采用J3-3鉆探資料。其具體參數(shù)詳見附圖1。三、設(shè)計參數(shù)初定樁型的確定根據(jù)路堤填土高度和軟基處理，結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗，樁型可采用PTC（預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁），按正方形布樁。樁長的確定樁長原則上應(yīng)穿透軟弱土層到達強度相對較高的土層，摩擦樁型一般應(yīng)穿透持力層1-3倍樁徑，本次選擇中密狀粉土作為持力層，本次設(shè)計樁長16m。3、樁徑的確定樁徑的確定應(yīng)考慮細長比滿足D/L≥1%，結(jié)合本地施工經(jīng)驗取樁徑40Cm，壁厚5.5cm。樁間距、樁帽大小樁間距和樁帽大小按控制沉降量和承載力為原則選取，初定樁間距為2.5m，樁帽大小100cm×100cm，厚度根據(jù)設(shè)計荷載和抗剪強度驗算取取35cm。墊層為充分發(fā)揮樁土共同作用，增加水平抗力，在樁帽頂設(shè)置60cm碎石墊層，墊層分三層填筑，15cm+30cm+15cm，為加強墊層整體性，減小和防治不均勻沉降，在墊層分層中間鋪設(shè)兩層層土工格柵。四、復(fù)合地基承載力驗算1、單樁豎向承載力特征值（10.2.11）式中qsi——第層土的樁側(cè)摩阻力特征值，kPa；qp——樁端土承載力特征值，kPa；up——樁周長，m；Ap——樁的截面積，m2；li——樁周第i層土的厚度，m；n——樁身范圍內(nèi)的土層數(shù)。本次設(shè)計按照摩擦樁設(shè)計故=0。樁帽的存在，樁體上部樁側(cè)摩阻力不能充分發(fā)揮，其影響范圍取1.5B，其中B為樁帽邊長。本次設(shè)計B=1m。分層參數(shù)選取詳見附表1、附表2.經(jīng)計算：Ap=2×3.14×0.4（0.8×28+4×16+3.7×46+4.6×34+1.4×40）=1165.427(KN)2、復(fù)合地基承載力特征值（10.2.10）式中fspk——剛性樁復(fù)合地基承載力特征值，kPa；m——復(fù)合地基置換率，按樁帽面積計算；m＝1/2.5×2.5＝0.16Ra——單樁豎向承載力特征值，kN；Ap——樁帽面積，m2；——樁間土承載力折減系數(shù)，可取0～0.60，墊層剛度較小、樁間土承載力較高時取大值；本次設(shè)計取0.4。fsk——處理后樁間土承載力特征值，kPa，按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時，可取天然地基承載力特征值;本次設(shè)計取100KPa。經(jīng)計算=0.16×1165+0.4×0.82×100=129.45+32.8=162.25KPa＞96.03KPa．滿足設(shè)計要求。四、地基處理后復(fù)合地基沉降計算1、復(fù)合地基總沉降計算路基在處理后的總沉降計算可按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007—2002和浙江省標(biāo)準(zhǔn)《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》（DB/1051-2008）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。樁網(wǎng)復(fù)合地基的總沉降s由加固區(qū)壓縮變形s1和下臥層變形s2組成?？刹捎梅謱涌偤头ㄓ嬎銉刹糠值淖冃瘟?，然后求和。其中加固區(qū)沉降采用復(fù)合模量法，下臥層沉降采用應(yīng)力擴散法。式中n1——加固區(qū)分層數(shù)；n2——總分層數(shù)；pi——荷載p0在第i層產(chǎn)生的平均附加應(yīng)力，kPa；Esci——第i層土的復(fù)合壓縮模量，MPa，按式計算；hi——第i層土的分層厚度，m；s——沉降計算經(jīng)驗修正系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)爻两涤^測資料及經(jīng)驗確定，也可按表1確定。表1沉降計算經(jīng)驗系數(shù)s2.54.07.015.020.0s1.11.00.70.40.22注：為變形計計算深度范范圍內(nèi)壓縮縮模量的當(dāng)當(dāng)量值，計計算式：，其中Ai為第第i層土附加加應(yīng)力系數(shù)數(shù)沿土層厚厚度的積分分值；Esi為基礎(chǔ)底面面下第i層土的壓壓縮模量值值，Mpaa，樁長范范圍內(nèi)按復(fù)復(fù)合土層的的壓縮模量量取值。加固區(qū)主固結(jié)沉降：其中：為各分層中附加應(yīng)力增量，為各土層復(fù)合模量，（m為單樁置換率）。下臥層主固結(jié)沉降：式中：為下臥層各分層附加應(yīng)力增量，其計算采用應(yīng)力擴散法計算，即作用于褥墊層底面的荷載從樁頂以的擴散角向下擴散，則在下臥層頂面的附加應(yīng)力為：式中：是樁長范圍內(nèi)各土層內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值，即。計算深度為41.6m，計算經(jīng)驗系數(shù)取0.7。其余參數(shù)選擇詳見附圖1經(jīng)計算路基總沉降：S＝14.74cm。附表1土層編號及巖土土名稱承載力基本容許許值值（kPa）土層編號及巖土土名稱承載力基本容許許值（kPa）2粉質(zhì)粘土805-2粉質(zhì)粘土土1703-1淤泥質(zhì)粉粉質(zhì)粘土656-1粘土1403-2粉土1006-2粉質(zhì)粘土土1703-3粉質(zhì)粘土土1006-3粘土1603-4淤泥質(zhì)粉粉質(zhì)粘土807-1粉質(zhì)粘土土1803-5粉砂1207-21粉土2403-6粉質(zhì)粘土土1057-22粉質(zhì)粘粘土2004-1粉質(zhì)粘土土1208-1粉質(zhì)粘土土2004-2粉質(zhì)粘土土1408-2粉、細砂砂2805-1粉質(zhì)粘土土1659粉、細砂260附表二土層編號及巖土土名稱樁側(cè)土的摩阻力力標(biāo)準(zhǔn)值[qik](kPPa)土層編號及巖土土名稱樁側(cè)土的摩阻力力標(biāo)準(zhǔn)值qsik(kPPa)2粉質(zhì)粘土285-2粉質(zhì)粘土土623-1淤泥質(zhì)粉粉質(zhì)粘土166-1粘