松木桩计算

5.2.

6.5 桩基设计计算

根据钻孔资料，堤基土（岩）按其时代、成因及岩性不同，自上而下分为人工填土和耕土（Q ml ，层号①-1、①-2），海陆交互相沉积层（Q mc ，层号②）：包括②-1淤泥质土、②-2淤泥，②-3粉砂（局部为粗砂），②-4粉质粘土或粘土，②-5淤泥质土或淤泥，②-6粉、粗、砾砂，②-7粉质粘土，冲积层（Q al ，层号③）：包括③-1粉质粘土、③-2砾砂，残积层（Q el ，层号④）和花岗岩风化层（γ52(3)，层号⑤），泥盆系变质砂岩（D ，层号⑥）。

浆砌石挡土墙地基主要位于②-2淤泥层，该层层厚1.40~18.00m ，平均10.58m ，层底标高-24.95~0.05m ，平均-13.38m 。结合挡土墙结构型式、荷载等级及挡土墙工程对地基的要求，并参照地勘报告的地基处理意见，浆砌石挡土墙基础采用松木桩基础。

（1）桩身及其布置设计计算

根据《建筑地基处理规范》（JGJ79－2002），单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩荷载试验确定，对于初步设计报告阶段，可按以下列公式估算：

1n

a

p si i p P i R u q l q A α==+∑；

式中： p u ——桩的周长，m ；

si

q ——桩周第i 层土的侧阻力特征值，取11kPa ；

i

l ——桩周第i 层土的厚度，取7m ；

α——桩端天然地基土的承载力折减系数，取0.5； p q ——桩端天然地基土未经修正的承载力特征值，摩擦桩时取0 kPa ；

P A ——桩端截面积，m 2； 每平方米所需桩数：n /a R R =

式中： R ——挡土墙的基地应力，取最大值90.96 kPa ；

a R ——单桩竖向承载力特征值，kPa ；

根据以上公式，松木桩单桩竖向承载力特征值计算成果见表5－15。

表5－15 单桩竖向承载力特征值计算成果表

松木桩桩身尾径φ=10mm ，单桩长7m ，按500×500mm 间距呈梅花型布置。

（2）复合地基设计计算

根据《建筑地基处理规范》（JGJ79－2002），复合地基承载力应通过现场复合地基载荷试验确定，对于初步设计报告阶段，可按以下列公式估算：

复合地基承载力： sk

P

a spk

f m A R m

f )1(-+=β

式中： spk f ——复合地基承载力特征值，KPa ； m ——面积置换率；

a

R ——单桩竖向承载力特征值，KPa ；

P

A ——桩端截面积，m 2；

β

——桩间土承载力折减系数，取0.8；

sk

f ——处理后桩间土承载力特征值，无实验成果时可取天然地基土承载力特征值。

根据以上公式，松木桩复合地基承载力计算成果见表5－15。 表5－15 复合地基承载力估算成果表

复合地基承载力120spk f kPa

=＞挡土墙基底应力最大值90.96

kPa ，满足设计要求。

（3）下卧层强度验算

根据根据地质勘察资料可知复合地基下卧层为粉砂层,属于软弱下卧层。根据《建筑地基基础处理技术规范》（JGJ79-2002），当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的强度，可按下式验算:

z cz az

P P f +≤

式中: P z ——软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa);

P cz ——软弱下卧层顶面处的复合地基自重压力值(kPa); f az ——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特

征值(kPa);

对条形基础，Pz 值可按下式简化计算：

()2tan k c z b P P P b z θ

-=

+

式中：b ——基础底面宽度(m);

P k ——基础底面压力设计值(kPa); P c ——基础底面处土的自重压力(kPa); z ——基础底面至软弱下卧层顶面的距离(m);

θ——复合地基压力扩散角,由《建筑地基基础设计规范》

查得。

软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值faz 按下式计算：

(3)(0.5)

az ak b d m f f b d ηγηγ=+-+-

式中：f ak ——地基承载力标准值(kPa);

ηb 、ηd ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数; γ——基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度

(kN/m 3);

γm ——基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下

取浮重度(kN/m 3);

d ——基础埋置深度(m)。

根据以上公式，下卧层强度验算成果见表5－15。

表5－15 下卧层强度验算成果表

P z+P cz=1.45+143.09=144.54 kPa≤f az=220.48kPa

故软弱下卧层强度满足要求。

（4）复合地基沉降量计算

根据《建筑地基基础处理技术规范》（JGJ79-2002），复合地基的变形包括松木桩复合土层的平均压缩变形S1与桩端下未加固土层的压缩变形S2。

①松木桩复合土层的压缩变形s1按下式计算：

式中：P z —松木桩复合土层顶面的附加压力值，（Kpa）；

P zl—松木桩复合土层底面的附加压力值，（Kpa）；

E sp—松木桩复合土层的压缩模量，（Kpa）；

E p—松木桩的压缩模量，取（100～120）fcu（Kpa）；

E s—桩间土的压缩模量，（Kpa）。

根据以上公式，松木桩复合土层压缩变形s1计算成果见表5－15。

表5－15 松木桩复合土层压缩变形s1计算成果表

②桩端下未加固土层的压缩变形S2按下式计算：

式中：S —地基最终变形量，（mm）；

S/—按分层总和法计算出的地基变形量（mm）；

Ψs—沉降计算经验系数；

n —地基变形计算深度范围内所划分的土层数；

p0—对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附

加压力(kPa)；

E si—基础底面下第i层土的压缩模量，(MPa)；

zi,zi-1 —基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m)；

a i,a i-1—基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面

范围内平均附加应力系数。

桩端下未加固土层各层沉降量计算见表5-16

表5-16 桩端下未加固土层各层沉降量计算

S2=Ψs*S/=1.1×40.8=44.88(mm)

③挡土墙复合地基总沉降量

挡土墙复合地基总沉降量为：S1+S2=17.2+44.88=62.08 (mm)，满足规范要求。复合地基与路基的沉降差通过施工预留和施工缝的处理来解决。