水泥土搅拌桩复合地基设计(计算例题)
搅拌桩基础承载力计算
80 应查地质表
0.208738636 按实际填写计算 按实际填写计算 按实际面积计算
m 搅拌桩面积置换率 长方向布置根数 宽方向布置根数 底板的面积
注：计算E14时需判断E7与E3大小，取小值。
②按桩长计算单桩竖向承载力：Nd=qs*Up*L+α*Ap*fk 桩周土的平均摩阻力标准值(kpa),取15kpa 桩周周长 搅拌桩桩长 桩承载力标准值(kpa) fk 二、复合地基承载力:fsp=m*Nd/Ap+β*（1-m）*fs fs β 桩间土地基承载力标准值 桩间土承载力折减系数，取0.5 13 9 110 0.5
15%水泥土搅拌桩地基承载力计算
一、搅拌桩基础设计 1、单桩承载力计算 ①按桩体强度计算单桩竖向承载力：Nd=K*qu*Ap K qu Ap qs Up L α Ap 强度折减系数一般取0.3-0.4 搅拌桩水泥掺入量15%时的室内 加固试块侧限抗压强度，取 1500kpa； 搅拌桩截面积（m2） 0.35 1500 粒径D=0.5m 0.19625 15 1.57 8.2 0.5 0.19625 260 应查地质表 141.24 单位:kpa 搅拌桩截面积（m2） 0.5 0.5 103.03 单位:kpa
水泥搅拌桩复合地基承载力计算
150kPa 桩身平均 直径d 0.4m
0.25 等效直径de 1.598m 面积置换率m 0.063
纵向桩间距S1 横向桩间距S2 1m 2m
3
2.土层数Leabharlann 输入土层名称 1 2 3 4 5 6 7 8 土层厚度 lpi(m) 1 2 3 4 桩周土层的 侧阻力特征 值qsi(kPa) 10 20 30 40 500 桩端端阻力 特征值qp(kPa)
水泥土搅拌桩复合地基承载力计算
编制：连金芳
1.计算参数
桩直径D= 桩端端阻力 发挥系数α p= 处理后桩间土承 载力特征值fsk= 布桩形式
矩形
400mm 0.5
桩周长up= 单桩承载力 发挥系数λ = 桩身强度 折减系数η =
1.257m 1.0
桩截面积Ap= 桩间土承载 力 发挥系数β =
0.126m2 0.5
3.单桩竖向承载力计算
单桩竖向承载力 特征值(桩周土 和桩端土的抗力 提供)
R a u p q si l pi p q p A p 408kPa
i 1
n
4.复合地基承载力计算
复合地基 承载力特征值
fspk m
Ra (1 m ) fsk 274kPa Ap
水泥搅拌桩计算
2.单桩承载力特 征值(取小值) 取值Ra=
3.复合地基承载 fspk=m*Ra/Ap+β*(1-m)*fsk 力特征值fspk 4.面积置换率、 布桩数 面积置换率 5.结论： 有效桩长L= 单桩承载力特征 值Ra=
复合地基承载力 特征值fspk= 桩身水泥土强度 标准值fcu=
150 1.7
说明：1。本表按GB-JGJ79-2002编制。水泥搅拌桩分为干法和湿法。桩身强度折减系数μ，干法取0.2~0.3；湿法取0.25~0.33。 2。灰色部分人工输入
水泥搅拌桩计算
设计计算： 机具条件： 有效桩长(m) 桩截面面积(m2) 桩周长μp B L 1.单桩承载力： 参数取值：： 桩身强度折减系数：η (0.2~0.3) 0.25 Ra=μp*∑qsia*li+α*A*qp Ra=η*fcu*Ap 120 150 桩距d(m) m=(fspk-β*fsk)/(Ra/Ap-β *fsk) 8.5 120 0.317062869 布桩数n n=m*A/Ap 673.169573 d2=Ap/m 0.944089976 桩端天然土承 桩间土承载力 桩间天然土承载力特 面积置换率 桩身水泥土无侧限抗压 载力折减系数: 折减系数：β 征值fsk(Kpa) m(0.12~0.3) 强度标准值fcu(0.3~2MPa) (0.1~0.4) α(0.4~0.6) 0.5 162.966 120.105 0.25 90 0.31706287 1.7 桩端阻阻力qp 120 直径D(mm) 0.6 L= Ap=D2*3.14/4 μp=D*3.14 12 50 7.5 0.2826 1.884 桩长范围土层名称 1 2 3 4 5 6 土厚li(m) 0.5 2.5 3.5 2 桩侧土磨擦阻力特征值 桩端土阻力(qp:未 (qsia) 修正承载力特征值) 12 8 9 10 120
水泥搅拌桩计算(2012规范)
1 2 3 4 5 6
280
桩间距s(m) 布桩形式（1或2） 1.单桩竖向承载力： 桩身强度折减系数：η (0.2~0.25) 0.25 ②单桩承载力特征值Ra (取小值) 2.面积置换率： 当按等边三角形布桩时 (布桩形式取1） 最小面积置换率m 当按正方形布桩时 （布桩形式取2） m=d2/de2 3.复合地基承载力： 复合地基承载力特征值 fspk=m*Ra/Ap+β *(1-m)*fsk fspk 4.布桩数不小于n n=m*A/Ap 天然地基压缩模量Es （Mpa） 5.沉降计算 模量提高系数ζ ： 复合地基压缩模量Ep 有效桩长L= 单桩承载力特征值Ra= 5.结论： 复合地基承载力特征值 fspk= 桩身水泥土强度标准值fcu=
s=
①参数取值：
桩端天然土承载 力折减系数:α (0.4~0.6) 0.5 Ra=μ p*∑qsi*li+α *Ap*qp Ra=η *fcu*Ap
桩间土承载力 桩间天然土承载力特 面积置换率 桩身水泥土无侧限抗压 折减系数：β 征值fsk(Kpa) m(0.12~0.3) 强度标准值fcu(0.3~2MPa) (0.1~0.8) 0.4 374 99 100 0.1874 2
水泥搅拌桩计算
设计基础条件： 直径d(m) 有效桩长(m) 桩截面面积(m2) 桩周长μ
p
桩长范围土层名称
Hale Waihona Puke 土厚li(m) 3.7 4.2 4.1 0 0 0
桩侧土磨擦阻力特征值 (qsia) 15 12 28 0 0 0
桩端土阻力 (qp):
d=
L= Ap=d2*3.14/4 μ p=d*3.14
0.5 12 0.19625 1.57 1.1 1
水泥土搅拌法计算书
fspk--复合地基承载力特征值（kPa）
--单桩承载力发挥系数，=1.00
m--面积置换率，m=19.58
Ra--单桩竖向承载力特征值，Ra=120.00kN
--桩间土承载力发挥系数，=0.30
fsk--处理后桩间土承载力特征值（kPa），取天然地基承载力特征值，fsk=30.00kPa
fspa=fspk+m(d-0.50)
z/b1
z
zii-zi-1i-1
Espi
(MPa)
si=p0(zii-zi-1i-1)/Espi
∑si
(mm)
0
1.38
0
4×0.25=1.00
0
4.02
1.38
3.09
4×0.1478=0.5913
2.3769
2.3769
8.46
6.35
6.354
6.32
1.38
4.86
4×0.1077=0.4307
补充结构设计计算书
项目名称：##########
子项名称：##########
专业：##########
设计阶段：##########
编制
校对
审核
##########
2017年月
水泥土搅拌法计算书
项目名称__________________________
设计_____________校对_____________审核_____________
2、水泥土搅拌桩施工前，应根据设计进行工艺性试桩，数量不得少于3根，多轴搅拌施工不得少于3组。应对工艺试桩的质量进行检验，确定施工参数。
3、搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，干法搅拌时钻头每转一圈的提升（或下沉）量宜为10～15mm，确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。
水泥土搅拌桩计算书
桩端阻阻力qp
2.单桩承载力特 征值(取小值)
0.25 Ra=μp*∑qsia*li+α*A*qp
Ra=η*fcu*Ap
0.5 156.059
141.3
取值Ra=
141
3.复合地基承载 力特征值fspk
4.面积置换率、 布桩数
面积置换率
5.结论：
fspk=m*Ra/Ap+β*(1-m)*fsk
m=(fspk-β*fsk)/(Ra/Ap-β *fsk)
水泥搅拌桩计算
设计计算：
机条件：
有效桩长(m) 桩截面面积(m2)
桩周长μp
1.单桩承载力：
直径D(mm) 0.6 L=
Ap=D2*3.14/4 μp=D*3.14
13.2 0.283 1.8850
桩长范围土层名称 1 2 3 4 5 6
土厚li(m) 0.5 12.2 0.5
桩侧土磨擦阻力特征值 (qsia) 7
桩端土阻力(qp:未 修正承载力特征值) 90
4
50
28
220
参数取值：：
桩身强度折减系数：η (0.2~0.3)
桩端天然土承 载力折减系数:
α
桩间土承载力 折减系数：β
(0.1~0.4)
桩间天然土承载力特 征值fsk(Kpa)
面积置换率 m(0.12~0.3)
桩身水泥土无侧限抗压 强度标准值fcu(0.3~2MPa)
120 0.2041
有效桩长L=
13.2
说明：1。水泥
搅拌桩分为干法
2。红色部分人工输入
单桩承载力特 征值Ra=
0.4
57.123
0.2041
2
布桩数n
有关水泥土搅拌桩的计算
二、有关水泥土搅拌桩的计算（一）搭接的水泥土搅拌桩每幅桩截面积的计算：见每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法）。
（二）水泥土搅拌桩水泥用量的计算：土的重度按16.7KN/m3来计算水泥土搅拌桩的水泥用量。
换算公式：1tf/m3=9.80665KN/m3≈10KN/m316.7KN/m3÷10KN/m3=1.67tf/m3加固土体的水泥用量=被加固土体的重度×水泥掺量如：常用的水泥掺量为13%或15% 1、当水泥掺量为20%，土的重量按1.67t/m3 水泥用量=1.67t/m3×20%=0.330t/m3=334kg/m3即：加固1m3土体的水泥用量为334kg（三）每幅水泥土搅拌桩每m段的水泥用量计算：根据每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法），φ500mm的每幅桩截面积为0.196㎡，计算时按0.196㎡。
1、当水泥掺量为20%，截面积按0.196㎡每m段的水泥用量=334kg/m3×0.196㎡×1m=65.464kg（四）水泥土搅拌桩的灰浆密度计算：水泥密度3t/m3水的密度1t/m3 1、当水灰比为1即：1t水泥：1t水两体拌和后的重量为2t两体拌和后的体积=1/3m3＋1/1m3=1.333m3灰浆密度=重量÷体积=2t÷1.333m3=1.5t/m3（五）每幅水泥土搅拌桩每m段的浆量计算：根据上述（三）和（四）可得知1、当水灰比1，水泥掺量20%，每幅桩截面积按0.196㎡时，每m段的水泥用量为65.46kg。
1t水泥可拌制灰浆1.333m3即：1kg水泥可拌制灰浆1.33L输浆量=（桩长*65*1.33）/1000=输浆量单位为m³。
浅论水泥土搅拌桩复合地基的设计和计算
浅论水泥土搅拌桩复合地基的设计和计算摘要：本文主要结合珠海市斗门区某市政工程实例介绍道路工程中水泥搅拌桩复合地基处理的设计和计算。
关键词：水泥土搅拌桩；路堤基底压力；复合地基承载力；桩土应力与沉降计算引言水泥土搅拌桩作为复合地基处理方式的一种，具有适用土质类型广、加固深度大、施工速度快等特点，被广泛用于城市道路及公路的路基下存在深厚淤泥、淤泥质土、淤泥层、素填土、黏性土（软塑、可塑）、粉细砂、中粗砂、饱和黄土等土层的地基处理。
特别是市政道路地下排水管道或箱涵位于软土层中时，用水泥土搅拌桩对管（涵）基底部进行地基处理，也往往能取得比较好的效果。
根据施工工艺分为浆液搅拌法（简称湿法）和粉体搅拌法（简称干法）。
可采用单轴、双轴、多轴搅拌或连续成槽搅拌形成柱状、壁状、格栅状或块状水泥土加固体。
本篇文章就水泥土搅拌桩处理软土路基的设计过程中的复合地基承载力、桩长及桩的布置、桩土应力比与沉降计算的关系等方面进行探讨。
一项目概况本项目位于珠海市斗门区白蕉镇，道路等级为城市主干路、路基宽度50m、双向八车道；场地现状主要为鱼塘，塘底平均标高约-2.1m，塘埂标高约1.0m，周边地块为了建筑施工，已将鱼塘填筑整平至标高面1.0m；道路平均设计标高约3.2m;路堤填高2.2m,路面结构层0.89m，填方边坡坡率1：1.5。
水泥土搅拌桩设计过程分为以下四部分：（1）地基岩土参数；（2）软土路堤的极限高度（临界高度）；（3）复合地基承载力的确定；（4）沉降计算。
二地基岩土参数根据项目地质勘察报告，场地属于珠江三角洲冲积平原地貌，地势低洼平坦，地基为软弱土，从上至下土层分别为素填土、淤泥、淤泥质砂、淤泥质土、粉细砂，各土层的厚度变化不大。
路基土层中淤泥层的孔隙比大，压缩性高，变形模量低。
场地土层的岩土参数详见下表：表 1 地基土层设计参数表备注：场地土层取填土高度最高处路段的平均层厚；三软土路堤的极限高度考虑场地平整的填土并经分层压实，不能算严格意义上的硬壳层。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水泥土搅拌桩复合地基设计（计算例题）
一．建筑条件
某七层框架结构建筑物，采用钢筋混凝土条形基础，基础埋深 1.9d m =,基础宽度 3.8b m =。
采用深层搅拌桩处理地基，要求处理后复合地基承载力特征值
150spk f KPa =，取桩身水泥土强度 1.8cu f MPa =，基底平均压力0164.4P KPa =，
地下水位0.9m 。
二．土质条件 ①粉质粘土
27.1%ω= 318.6kN m γ= 0.826e = 0.59L I =
3.55S E MPa = 20c kPa = 06.2φ= 65ak f kPa =
1 1.4h m =
②粉土
28.2%ω= 318.9kN m γ= 0.826e = 0.59L I =
3.55S E MPa = 20c kPa = 06.2φ= 85ak f kPa =
20.8h m =
③粘土
39.4%ω= 317.7kN m γ= 1.129e = 0.53L I =
4.73S E MPa = 44c kPa = 0
5.9φ= 95ak f kPa =
3 3.7h m =
④粉土夹粉质粘土
25.3%ω= 319.1kN m γ= 0.730e = 0.60L I =
10.7S E MPa = 10c kPa =
028.7φ=
110ak f kPa =
4 5.4h m =
⑤粉质粘土
25.4%ω= 319.2kN m γ= 0.743e = 0.59L I = 5 4.0h m =
5.5S E MPa = 22c kPa = 013.2φ= 100ak f kPa =
⑥粉砂
21.8%ω= 319.8kN m γ= 0.624e = 0.57L I =
9.28S E MPa = 10c kPa = 030.7φ=
160ak f kPa =
6 2.6h m =
⑦粉土夹粉质粘土
23.8%ω= 319.0kN m γ=
0.686e = 0.47L I =9.12S E MPa = 35c kPa = 0
17.3φ= 130ak f kPa =
地质勘察未穿
透
三．设计计算
1．确定复合地基承载力特征值sp f 基础地面以上土的加权平均重度
318.60.9(18.610)0.5(18.910)0.5
13.4/1.9
m KN m γ⨯+-⨯+-⨯=
=,
基础埋深承载力修正系数=d η 1.0
()0.5150 1.013.4(1.90.5)168.8sp spk d m f f d KPa ηγ=+⋅-=+⨯⨯-= 2.确定桩径d ,桩长l ，褥垫层厚度'd
取褥垫层厚度'300d mm =，桩径500d mm =，桩长10.0l m =，桩端落在土层⑤上。
3．确定单桩承载力a R (1)按a cu R f Ap η=确定
查表，水泥土搅拌桩（湿法）桩身强度折减系数0.250.33η=，取
0.30η=，则20.303600 3.140.25212a R KN =⨯⨯⨯=。
（2）按桩端、桩侧摩阻力计算,由公式1n
a a p p si i p p i R R R u q l q A α==+=+∑确定
I.确定总桩侧阻力值Rs
土层③：粘土 0.53L I = 可塑状态粘土 1218s q KPa = 取15s q KPa =
2 3.140.251510235.5s p s R u q l KN ==⨯⨯⨯⨯=
II.确定总桩端阻力值p R 取桩端阻力折减系数0.5α=
20.5110 3.140.2510.8p p p R q A KN α==⨯⨯⨯=
235.510.8246.3a a p R R R KN =+=+=
III.确定a R
所以按212.0a R KN =进行设计。
4确定桩土面积置换率m 取桩间土承载力折减系数0.3β=
由公式(1)a
spk sk p
R f m
m f A β=+- 可得:2168.80.395
0.114246.3
0.3953.140.25spk sk a sk
p
f f m R f A ββ--⨯=
==-⨯-⨯，
按0.12m =布桩。
5.桩位布置
桩距 1.31.13 1.130.12
s m =
==,条形基础沿长度方向每1.3m 需要布桩数
量2
0.12 1.3 3.8
3.03.140.25
p m A n A ⋅⨯⨯=
==⨯。
四. 持力层承载力验算：
将基础和桩端范围内的搅拌桩和桩间土视为由复合土层组成的假想的实体基础。
搅拌桩桩体的压缩模量(100
200)p cu E f =。
取(1)0.12180 3.6(10.12) 4.7381.1p p s E mE m E MPa =+-=⨯⨯+-⨯=, 则122//81.1/10.77.6s s sp s E E E E === / 3.1/3.80.8h b == 查表,确定地基压力扩散角25o θ=。
基础底面处土的自重应力
18.60.9(18.610)(1.40.9)(18.910)(1.9 1.4)
13.41.9c p KPa ⨯+-⨯-+-⨯-=
=
桩端处的附加压力值
00
() 3.8(164.413.4)
51.82tan 3.828.0tan 25c z b p p p KPa b h θ⨯-⨯-=
==++⨯⨯
桩端以上土的自重压力值
()18.60.9(18.610) 1.40.9(18.910)0.8(1.7710) 3.7(19.110) 5.4(19.210)0.9114.1cz p KPa =⨯+-⨯-+-⨯+-⨯+-⨯+-⨯=
桩端以上土的平均重度
3012345114.1
9.35/1.40.8 3.7 5.40.9
cz p KN m h h h h h γ=
==++++++++
桩端处经深度修正后的地基承载力特征值
0(0.5)100 1.09.35(1.40.8 3.7 5.40.90.5)209.4z ak d f f d KPa
ηγ=+-=+⨯⨯++++-=
所以51.8114.1165.9209.4z cz z p p KPa f KPa +=+=<= 因此,桩端持力层承载力满足要求。
五. 沉降计算
水泥土搅拌桩复合地基的变形由复合土层的变形S 1和桩端以下未加固土层的变形S 2两部分组成,即S=S 1+S 2。
1.复合土层的变形S 1计算
加固区底面的附加压力P zl 用下卧层强度验算的应力扩散法中P z 复合土层顶面的附加压力值0164.413.4151z c p p p KPa =-=-=
因此13
()(15151.8)3600
2.02218010z zl sp p p l s mm E ++⨯=
==⨯⨯
2.桩端以下未加固土层的变形S 2计算
依<<建筑地基基础设计规范>>GB50007—2002,第5.3.7条规定，地基变形计算深度(2.50.4ln ) 3.8(2.50.4ln 3.8)7.47n Z b b m =-=⨯-⨯= 计算至土层⑤底部，则13.1,n Z m =满足要求。
取沉降计算系数0.7s ψ=，由/13.1/3.8 3.4Z b == 查得附加应力0.116α= 则2113151.8()0.754300.116 4.25.510
n
z s i i i i i si p s Z Z mm E ϕαα--==-=⨯⨯⨯=⨯∑
因此水泥土搅拌桩复合地基的总沉降12 2.0 4.2 6.2s s s mm =+=+=
<<建筑地基基础设计规范>>GB50007—2002，表 5.3.4规定地基变形允许值s l s mm
==⨯=>=，其中l为相邻柱基的中心距离，本[]0.0020.002720014.4 6.2
工程7.2
=。
所以，复合地基变形计算符合要求。
l m。