水泥搅拌桩复合地基边坡稳定计算设计经验总结

合集下载

水泥搅拌桩复合地基承载力计算

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

浅析水泥土搅拌桩复合地基的特点与设计应用

浅析水泥土搅拌桩复合地基的特点与设计应用

浅析水泥土搅拌桩复合地基的特点与设计应用作者:周成利来源:《城市建设理论研究》2013年第03期摘要: 本文介绍了水泥土搅拌桩复合地基的工程特性,并分析了水泥土搅拌桩在复合地基设计中的应用。

关键词:水泥土搅拌桩;复合地基;设计Abstract: This paper describes the engineering properties of soil cement mixing pile composite foundation and cement mixing pile composite foundation design.Keywords: soil cement mixing pile; composite foundation; design中图分类号:TU528.45文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)1 水泥土搅拌桩复合地基的工程特性1.1 水泥土搅拌桩复合地基的基本概念水泥土搅拌桩是利用水泥或石灰等固化剂,通过深层搅拌机输入到软土中并加以拌合,水泥和软土之间产生一系列的物理、化学反应,改变了原状土的结构。

使之硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土,从而提高地基承载力,减少沉降,防止砂土液化,防止地基或人工填土(堤防、土坝等)渗漏。

水泥土与天然地基形成的水泥土搅拌桩复合地基,搅拌桩平接形式主要起承载作用,搭接形式还兼起防渗墙作用。

1.2 水泥土搅拌桩的特点水泥土搅拌桩具有以下工程特性:工艺简单:水泥土深层搅拌桩可一次完成成孔与成桩,施工速度快,工期短。

水泥土搅拌桩复合地基目前已有较为成熟的施工工艺,原料拌和、灌注、夯填均易操作,技术指标容易控制。

施工方便:施工机械均为常用建筑机械,如长螺旋钻机、双轴(单轴)搅拌机、砂浆搅拌机等,某些工艺如夯实水泥土桩,采用人工洛阳铲即可施工。

造价低廉:水泥土搅拌桩复合地基充分发挥桩间土的承载力,减少用桩量,且不使用昂贵的钢材,耗用建筑三材少,一般可就地取材或使用工业废料,大大降低造价,且有利于环保。

水泥搅拌桩复合地基承载力的试验确定

水泥搅拌桩复合地基承载力的试验确定

水泥搅拌桩复合地基承载力的试验确定摘要:承载力是地基稳定性的重要特征,必须要给予足够重视。

水泥搅拌桩复合地基承载力的试验确定,可以解释更科学有效的计算方法来获得更可靠的试验检测数据,以此来为之后的工程设计以及各道工序施工提供可行性较高的改进意见,为公路建设的健康有序推进提供有力保障,相关部门及其工作人员必须要重视起来。

关键词:水泥搅拌桩;复合地基;承载力;试验确定前言:对于水泥搅拌桩来讲,由于其具有较高的承载力,且其施工工艺较其他处理方法更便捷,也不需要投入较大的成本等优势,逐渐成为了软土地基处理的重要方式,在很多地区的公路工程领域的应用都取得了理想成效。

但需要注意的是,对于水泥搅拌桩承载力计算,建筑相关规范只提供了相应的理论公式,公式中有很多与工程实际有关的参数,还需要通过试验来确定。

一、水泥搅拌桩复合地基特点第一,这种地基是由土体以及桩体这两个部分一起构成的加固区,符合土层呈各向异性。

第二,不同于其他桩基础,复合地基对荷载的承担方式是不同的,主要是由桩体以及桩周的土体两部分共同承担的。

上述这两个特点分别对复合地基、均质土地基以及桩基础的差别作出了明确的区分。

在外荷载的作用下,桩基础的全部荷载是由桩身来承担的,而对于复合地基来言,建筑物带来的荷载则是由桩及其周围的土体来共同承担的,所以,在实际设计中,复合地基、桩基础引用的计算方法是存在本质区别的。

通过对上述特征的分析可以明确,在具体设计中,怎样保障复合地基的上部荷载是由桩及其周围的土体来共同承担,就需要分析、解决复合地基中,桩及其周围土体在实际工作中存在的变形协调等问题,要想使桩及其周围土体来共同承担上部荷载这一目标可以实现,就必须要重视变形协调,以此来取得理想的控制效果,促进工程建设的健康、顺利开展[1]。

二、水泥搅拌桩复合地基承载力的试验目的在工程建设中,之所以要开展复合地基试验,主要有以下两个目的:第一个是对试验桩进行试验检测,以此来掌握复合地基的极限承载力,其目的是为得到该工程使用不同水泥用量时的试验桩的实测承载力数据,以此为之后的设计方案提供更可靠、更有力的设计依据;对试验桩的试验检测,一般都是在当地缺少工程经验的基础上开展的。

水泥深层搅拌桩复合地基的设计与实践

水泥深层搅拌桩复合地基的设计与实践

水泥深层搅拌桩复合地基的设计与实践【摘要】介绍了水泥深层搅拌桩的基本知识,从设计条件、承载力计算、粉喷桩布置等方面探讨了水泥搅拌桩复合地基设计流程,提出了粉喷桩施工质量控制和质量检验要点。

最后以红星排水站出水涵加固为实例,详细阐述了水泥深层搅拌桩复合地基的设计与质量检验, 对水泥深层搅拌桩复合地基的设计和工程实践具有重要的参考价值。

【关键词】软弱地基;搅拌桩;水泥掺入比;静载试验Design and Practice of Cement Deep Mixing Composite Foundation【Abstract】Basic knowledge of the cement deep mixing pile is introduced. The design procedures of cement deep mixing composite foundation are proposed form the design conditions, calculation of bearing capacity, powder spraying pile layout, etc. Also, the keys of construction quality and testing are put forward. Lastly, this paper takes water culvert reinforcement of Hongxing drainage station as a sample, and elaborates design and quality testing of the cement deep mixing composite foundation. This work has an important reference value for design and construction of cement deep mixing composite foundation.【Key words】Soft foundation; Mixing pile; Cement ratio; Static load test0引言水泥深层搅拌桩是利用搅拌机把送入地层深部的水泥就地进行搅拌,使水泥与地层中的软土拌和均匀,让水泥与软土发生一系列物理化学反应,硬化成水泥土桩体的一种施工方法。

水泥土搅拌桩复合地基工程实例分析

水泥土搅拌桩复合地基工程实例分析

垫层参数 : 垫层为碎石垫层 , 弹性模量 E 2 P , = 0 a泊松 比/ -2 , M . 0 5 厚 * . -
度为 02 .0m。
2 场地 土的物 理力 学性质
该场地位 于长江 冲积漫滩上 , 地基各土层分布情 况以及物理力学指
标见表 1 。 表 I 场地 土物理力学指标 深 厚 天然 孔 压缩 各层土承 , a 值,P MP ka
1_ 83 l. 8 8 1- 3 B 1. 8 9 1. 8 7 1- 7 B
l4 2 2 _ . 0 8 a l 82 9 . 1 14 2 2 . . 0 8 O 3 3 . . 9 5 OO 8o . . 9 o 04 42 . . 9 6
15 0 l0 3 15 0 15 3 10 0 1 3 5 1O 1
35 1 20 5 35 2
署 I 世 , s
1 工 程概况
南京某 厂厂南 生活区 1 栋多层住 宅楼拟建场地征用前 为水稻 田, O 地势低洼 , 地下水位较高 , 各土层含水量高 , 隙比较 大 , 孔 具有较高 的压 缩性 。 设计要求地基承载力标准不低于 10 P , 6 a 天然地基承载力不能满 k 足设计要求 , 工程采用水泥土搅拌桩复合地基来进行地基处理 。 该
复合地基模 型参数 : 采用 D n a— hn 模型参数 。 u cn C ag
土体参数 : 根据地质勘查报告 , 各土层 性质 、 厚度不一。 为简化计算 , 典型 的地基可按模量等效的划分为②一 粉质黏土 、 2 1 ②一 淤泥粉质黏土、 ②一 粉土 、 _粉质黏土。各土层厚度分别为 1 ,4 ,,m 1 3 ②_ 4 1_m 1 ,0 m 3 9 m, 压缩模量见 表 1泊 松比 p 0 5 土层计算深度 3 水平计算宽度 为 , , . -3 1 m,

水泥搅拌桩施工技术

水泥搅拌桩施工技术

水泥搅拌桩施工技术刘江桥廊坊市交通咨询监理公司摘要:通过一些工程实践,从施工角度对水泥搅拌桩施工全过程进行分析总结关键词:水泥搅拌桩;施工;技术修建高等级公路时,地基的变形和路堤的稳定是主要问题,水泥搅拌桩处理软土地基,是目前较为成熟的软土地基处理技术之一,该项技术在河北省沿海高速工程中,得到了广泛应用,作为该项工程的参与者,笔者仅就水泥搅拌桩的一些具体技术问题,和各位同行探讨。

1 水泥搅拌桩一般规定1.1 水泥搅拌桩适用于处理软土或高含水量的软弱土、粉性土。

当地基土为以下土质时应慎用水泥搅拌桩:⑴天然含水量大于85%的淤泥。

⑵塑性指数Ip大于25的粘土。

⑶有机土、泥炭土或地下水具有侵蚀性时。

1.2 水泥搅拌桩分为喷粉水泥搅拌桩(干喷法施工)和喷浆水泥搅拌桩(湿喷法施工)两种,干喷法所成的桩简称粉喷桩,湿喷法所成的桩简称浆喷桩。

2 水泥搅拌桩施工2.1 施工前的准备工作⑴施工前应做好“三通一平”工作。

当场地不满足施工机械行走的要求时,应铺,设砂砾垫层或灰土垫层。

作好施工机械的保养检查和计量设备的标定工作。

⑵施工前应熟悉设计文件和工程地质资料。

施工量较大的工程尚需编制施工组织设计。

⑶进行水泥土配合比试验,以确定固化剂和外掺剂的数量。

⑷为了掌握能满足设计要求的各种技术参数,必须进行工艺性试桩。

2.2 施工工艺2.2.1粉喷桩的施工工艺⑴测量放线,按设计图纸确定桩位,并置搅拌机于桩位处。

⑵启动钻机,边旋转边钻进,此时不喷粉,但必须送压缩空气,以防堵管。

钻至设计标高后停止钻进。

⑶开始喷粉,并启动钻机钻头呈反时针旋转,边提升边喷粉搅拌(对于掺灰量较大的桩,可以采用二次喷粉方法),当钻头提升至离地面30~50cm 时,停止喷粉。

⑷进行复搅,复搅深度由试桩确定。

⑸复搅并提升钻头到地面,完成一根桩的施工。

⑹移动钻机,进行下一根的施工。

2.2.2 浆喷桩的施工工艺浆喷桩与粉喷桩的施工工艺基本相同,只是浆喷桩需制备水泥浆液,水灰比可按0.45~0.50控制,浆液施工质量控制应符合以下规定:⑴固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。

水泥土搅拌桩复合地基规范要求

水泥土搅拌桩复合地基7. 3. 1水泥土搅拌桩复合地基处理应符合卜•列规定:1适用丁•处理正常固结的淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑、町塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散、中密〉、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层。

不适用丁•含大孤石或障碍物较多且不易淸除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土,以及地卜水渗流彤响成桩质虽的土层。

当地基土的天然含水虽小T30%(黄土含水虽小T25%)时不宜采用粉体搅拌法。

冬期施工时,应考虑负温对处理地基效果的彤响。

2水泥土搅拌桩的施工工艺分为浆液搅拌法(以卜•简称湿法〉和粉体搅拌法(以卜简称干法)。

町采用单轴、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°3对采用水泥土搅拌桩处理地基,除应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021要求进行岩土工程详细勘察外,尚应査明拟处理地基土层的pH值、塑性指数、有机质含虽、地卜•障碍物及软土分布情况、地卜水位及其运动规律等。

4设计前,应进行处理地基土的室内配比试验。

针对现场拟处理地基土层的性质,选择合适的固化剂、外掺剂及其掺虽,为设计提供不同龄期、不同配比的强度参数。

对竖向承载的水泥土强度宜取90d 龄期试块的立方体抗压强度平均值。

5增强体的水泥掺虽不应小T-12%,块状加固时水泥掺虽不应小丁•加固天然土质虽的7%:湿法的水泥浆水灰比町取0. 5〜0. 6。

6水泥土搅拌桩复合地基宜在基础和桩之间设昼褥垫层,厚度可取200mm〜300mm。

褥垫层材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒径不宜大T- 20mm,褥垫层的夯填度不应大丁• 0. 9。

7. 3. 2水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、pH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土,或在腐蚀性环境中以及无工程经验的地区使用时,必须通过现场和室内试验确定其适用性.7. 3. 3水泥土搅拌桩复合地基设计应符合卜列规定:1搅拌桩的长度,应根据上部结构对地基承载力和变形的耍求确定,并应穿透软弱土层到达地基承载力相对较高的土层:当设呂的搅拌桩同时为提高地基稳定性时,其桩长应超过危险滑弧以卜•不少于2. Om;干法的加固深度不宜大T15m,湿法加固深度不宜大T20m D2复合地基的承载力特征值,应通过现场单桩或多桩复合地基静载荷试验确定。

桩体复合地基技术

第8章桩体复合地基技术8-1 复合地基的特性和设计计算8.1.1复合地基的概念及分类1、复合地基的概念地基处理方法很多,如排水固结法、挤密法、置换拌入法、灌浆法、加筋法及冷热处理法等,分类也是多种多样。

从改善地基土性及承载特性来看,经过处理的人工地基分为三类:(1)均质地基:是指天然地基在人工处理过程中加固区土体性质得到全面改善,加固土的物理力学性质基本相同。

采用排水固结法形成的人工地基,加固区各点孔隙比减小、抗剪强度提高、压缩性减小。

均质人工地基承载力和变形的计算与均质天然地基的计算方法相同。

(2)多层地基:在多层地基中,最简单也最常遇到的是双层地基。

①天然双层地基:如均质软粘土地基和硬壳层组成的双层地基等。

②人工双层地基:是由人工处理后的复合加固区与下卧层两层土性相差较大的土体组成。

采用表层压实法或垫层法处理形成的人工地基一般属于双层地基。

(3)复合地基:是指天然地基在处理过程中部分土体得到增强、或被置换、或在天然地基中设置加筋材料,形成由两种模量不同的材料(天然地基土体和增强体)组成的人工地基,在相对刚性基础下协调变形,并通过地基土与增强体共同作用,提高地基承载力,减少建(构)筑物沉降,以满足建(构)筑物对地基的要求。

2、复合地基的特点从复合地基的受力特性来看,至少有两种以上的不同材料来共同承担荷载。

所谓材料的不同主要是指其力学性质不同,如密度、强度、变形模量、泊松比等。

宏观上看复合地基均是两相,由两种材料复合而成:①将天然地基土体视作是一种均质各向同性材料,而忽略其本身的成层、非均质等因素;②对于嵌于土中的各种材料,也不考虑它们是否由多种材料复合而成,而简单看成一种均质的各向同性材料。

由于加固土的力学性质明显优于地基土本身,故而称这些材料为增强体。

复合地基犹似钢筋混凝土,其中的增强体有如混凝土中的钢筋,其实质是增强体和地基土共同作用,因此,复合地基有两个基本特点:①复合地基是由基体和增强体两部分组成的,是非均质的和各向异性的;②在荷载作用下,增强体和基体共同作用、承担上部荷载。

水泥搅拌桩沉降计算

水泥搅拌桩沉降计算水泥土搅拌桩的变形计算方法很多,可以分为两类,双层地基法和三层地基法,其中主要的是双层地基法。

1、双层地基法双层地基法即将搅拌桩复合地基的变形S等于复合土层的压缩变形S1和桩端以下未处理土层的压缩变形S2。

(1)复合模量法。

将复合地基加固区增强体连同地基土看作一整体,采用置换率加权模量作为复合模量,复合模量也可以根据试验确定,并以此作为参数采用分层总和法求S1。

(2)应力修正法。

根据桩土模量比求出桩土各自分担的荷载,忽略增强体的存在,用弹性理论求出土中应力,用分层总和法求出加固区土体的变形,并以此作为S1。

(3)桩身压缩量法。

假定桩体不会产生刺入式变形,通过模量比求出桩承担的荷载,再假定桩侧摩阻力的分布形式,则可通过材料力学中求压杆变形的积分方法求出桩体的变形,将此作为S1。

(4)应变修正法。

在实际应用中,先把加固区分层,计算每层末加固时土的竖向应变εv0.及应变折减系数Rp和Rc值,然后比较Rp和Rc值,取其中大值可得到复合地基竖向应变值εv=εv0max(Rp,Rc)。

由每层的应变值可计算出每层的压缩量,累加各层的压缩量可得整个加固区的压缩量S1。

(5)经验值法。

复合土层的压缩变形值可根据上部荷载、桩长、桩身强度等按经验取10~30mm[1],或20~40mm。

(6)叠加因子法。

叠加因子方法最早由Poulos(1968年)提出,应用也较多,但传统桩间的叠加因子是运用象边界元等数值计算手段来分析两根桩间的情况而估计得到的。

根据Randolph和Wroth(1978年)对于压人土体中的柔性桩的荷载与位移关系提出桩体位移表达式,以及沉降与位移的半径关系即单桩沉降引起土体的位移场,从而得到桩间的相互叠加因子(相互作用因子)。

通过叠加桩体在自身荷载作用下的位移和其余桩体位移引起的附加位移从而计算加固区的沉降。

这种方法公式虽然比较简单,但本人认为计算比较繁琐。

S2的计算方法一般有以下几种:(1)应力扩散法。

路基处理-搅拌桩计算书

编制说明一、计算依据1、《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002);2、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。

3、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)。

二、计算说明机动车道路段的路基基础承载力处理后不小于120kPa。

采用理正岩土计算5.11地基处理模块计算;其中搅拌桩设计强度1.3MPa,单桩承载力按106KN(按桩身强度折减计算所得)计算。

计算项目: 搅拌桩复合地基处理计算(桩间距1.3m,长度7.3m,等边三角形布置)----------------------------------------------------------------------计算项目: 地基处理计算 1----------------------------------------------------------------------[ 计算简图 ]----------------------------------------------------------------------[ 计算条件 ]----------------------------------------------------------------------[ 基本参数 ]地基处理方法:水泥土搅拌桩法[ 基础参数 ]基础类型:条形基础基础埋深: 0.100(m)基础宽度: 8.000(m)基础覆土容重: 20.000(kN/m3)基底压力平均值: 100.0(kPa)基底压力最大值: 120.0(kPa)[ 土层参数 ]土层层数: 2地下水埋深: 1.000(m)压缩层深度: 8.800(m)沉降经验系数: 0.400地基承载力修正公式:单桩承载力特征值: 106.394(kN)桩间土承载力折减系数: 1.000垫层厚度: 300(mm)垫层超出桩外侧的距离: 300(mm)基础边缘外桩的排数(横向): 1基础边缘外桩的排数(竖向): 1[ 处理土层参数 ]土层天然土层f f提高系数k 桩间土fsk 天然土层Es 复合地基Es 天然土层θ复合地基θ1 50.0 1.100 55.0 1.200 1.200 23.0 23.02 180.0 1.100 198.0 6.000 6.000 23.0 23.0***f -- 表示原始土层承载力特征值(kPa)***fsk -- 表示桩间土承载力特征值(kPa)***Es -- 表示压缩模量(MPa)***θ -- 表示压力扩散角(度)*** 承载力提高系数和复合地基压力扩散角为交互参数;*** 天然土层的承载力、压缩模量为土层参数,列在这里便于对比;*** 天然土层的压力扩散角、桩间土fsk和复合地基压缩模量为计算中间结果。

  1. 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. 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. 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)。

第16卷 第10期 中 国 水 运 Vol.16 No.10 2016年 10月 China Water Transport October 2016收稿日期:2016-07-26作者简介:邓 垿(1984-),女,天津市海岸带工程有限公司,工程师,主要从事港口工程设计工作。

翟志芳(1985-),女,天津市海岸带工程有限公司,工程师,主要从事港口工程设计工作。

水泥搅拌桩复合地基边坡稳定计算设计经验总结邓 垿,翟志芳(天津市海岸带工程有限公司,天津 300384)摘 要:本文作者通过查阅大量标准规范和文献,总结归纳出了一种水泥搅拌桩复合地基参与边坡稳定计算时加固土体物理力学指标的选取、及边坡稳定计算的方法,并结合工程实践采用不同的软件和计算方法进行了验证,对相关类似工程具有很大的借鉴意义。

关键词:水泥搅拌桩;复合地基;边坡稳定;粘聚力;内摩擦角中图分类号:O319 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2016)10-0248-03一、前言水泥土搅拌法(水泥搅拌桩)是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。

它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,由固化剂和软土间所产生的一系列物理——化学反应,使软土硬结成具有整体性、稳定性和一定强度的水泥加固土,从而提高地基强度和增大变形模量。

根据施工方法的不同,水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌两种。

前者是用水泥浆与地基土搅拌,后者是用水泥粉或石灰粉与地基土搅拌。

水泥浆搅拌法是美国在第二次世界大战后研制成功,以后日本开发、研制出加固原理、机械规格和施工效率各异的深层搅拌机械。

国内从80年代开始在软土地基的加固处理中使用,取得了良好效果。

二、水泥搅拌桩复合地基边坡稳定计算参数及模型的确定 目前国内大部分规范对于水泥搅拌桩的应用均以复合地基的形式出现,主要承担竖向力,以国标《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)[1] 为例,在其第7章“复合地基”的第3节对水泥搅拌桩复合地基的适用范围、施工工艺、单桩承载力计算、复合地基承载力计算及检测标准进行了详细的描述,但未提及水泥搅拌桩参与边坡稳定计算时的计算方法和水泥加固土强度指标的选取原则。

笔者查阅了大量的文献资料,结合某项目工程实例,对水泥搅拌桩参与边坡稳定计算时水泥加固土体物理力学指标的选取及边坡稳定计算模型进行了分析论证,现将主要成果简述如下:1.加固土体物理力学指标的选取目前关于简单土体的边坡稳定计算主要采用的计算方法为简单条分法,计算中主要涉及到的土体的力学指标为粘聚力(c)和内摩擦角(φ)。

广东省地标《建筑地基处理技术规范》(DBJ15-38-2005)[2] 中的8.1.7条明确提出“承受水平荷载的水泥土强度宜取28d龄期试块的立方体抗压强度平均值”,这说明水泥搅拌桩是完全可以承受水平荷载的,但该规范未明确如何选取水泥搅拌桩复合地基土体的抗剪力学指标。

铁道部规范《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》(TB 10113-96)[3] 中3.2.4,在计算用粉喷技术形成的复合地基的基础及边坡稳定性时,复合地基的抗剪强度可以用下式计算:s s p s sp C a C a C ∙-+∙=)1(式中:sp C ——复合地基的抗剪强度,kPa;p C ——桩的抗剪强度,可取0.3~0.5倍的桩身强度,kPa;s C ——天然地基土的抗剪强度,kPa。

该规范搅阐述了水泥搅拌复合地基的抗剪强度的计算原则,但未明确计算中主要涉及到的水泥土(即水泥搅拌桩桩体)的物理力学指标的粘聚力(c)和内摩擦角(φ)如何选取。

《地基处理与托换技术》(叶书麟,叶观宝编著)[4] 认为水泥土的抗剪强度随抗压强度的增加而提高,当f cu =0.3~4.0MPa时,其粘聚力c=0.1~1.0MPa,一般约为f cu 的20%~30%,其内摩擦角变化在20~30o 之间。

根据相关实验结果的回归分析,得到水泥土的粘聚力c 与其无侧限抗压强度f cu 大致呈幂函数关系,其关系式如下:7078.02813.0cu f c =《地基处理手册》(龚晓南主编第三版)[5]对水泥土的抗剪强度进行了一系列的试验,实验结果如下表1。

表1 水泥土直剪试验成果表天然土样强度水泥土试验抗剪强度 抗剪强度 试验编号无侧限抗压强度qu (MPa)粘聚力c(MPa)内摩擦角φ(度)水泥掺量 Aw (%) 水泥土龄期T(d) 无侧限抗压强度qu(MPa) 粘聚力c(MPa)内摩擦角φ(度)110 28 0.633 0.16126.5210 90 1.124 0.27131 30.0370.0141415281.3150.28932实验结果表明水泥土的抗剪强度随其无侧限抗压强度的增大而增加,其粘聚力与无侧限抗压强度f cu 的比值为:c/f cu =0.2~0.3;其内摩擦角变化在20~30o 之间。

这与《地第10期 邓 垿等:水泥搅拌桩复合地基边坡稳定计算设计经验总结 249基处理与托换技术》中的结论基本一致。

综合上述规范和书籍实验结果得出结论:当计算水泥搅拌桩形成的复合地基的边坡稳定性时,复合地基的抗剪强度可以采用公式s s p s sp C a C a C ∙-+∙=)1(计算,其中水泥土(即水泥搅拌桩桩体)的粘聚力c 可以采用公式7078.02813.0cu f c =计算,内摩擦角可以根据原地基土的土质、含水率等综合判断取值范围为20~30o 。

2.边坡稳定计算模型分析《粉喷桩复合地基理论与工程应用》(刘松玉、钱国超、章定文编著)[6]一书中对于搅拌桩加固的边坡稳定计算原理描述如下:图1 搅拌桩复合地基边坡稳定验算示意图 沿滑裂面的抗剪强度接应分区计算,加固区和未加固区土体应采用不同的强度指标。

未加固区(图1中BC和DE段)采用天然地基土体强度指标。

加固区(图1中的CD段)土体强度指标可采用复合地基土体综合强度指标,也可以分别采用水泥桩桩体和桩间土强度指标计算。

该书中对于桩体和复合地基抗剪强度指标的描述与参考文献[4-5]基本一致,故可参考该原则进行水泥搅拌桩复合地基土坡稳定计算。

三、工程实例 1.设计方案简述广东省珠海市某城市防洪项目,工程所在地表层为10~15m厚的淤泥层、其下为淤泥层粉质粘土或风化岩层。

典型钻孔柱状图如下。

图2 典型钻孔柱状图淤泥层土体力学指标较低,需进行地基处理。

由于项目工期紧张,没有足够的时间进行排水固结法加固。

施工图设计中采用水泥搅拌桩进行地基处理,排洪渠典型断面图如图3所示。

图3 典型断面示意图该工程中水泥搅拌桩复合地基既承担竖向支撑作用,又承担水平抗剪作用,设计要求成桩28d后取芯样做抗压强度检验,无侧限抗压强度不低于1.0MPa。

2.整体稳定计算方法及结果为验证计算理论的准确性,采用港口工程地基计算系统2008版和SLIDE有限元软件对排洪渠挡墙整体稳定进行计算。

计算模型主要土体物理力学指标如下表所示。

表2 整体稳定计算主要力学指标表力学指标 天然土层 水泥搅拌桩桩体置换率 复合地基 粘聚力(c,kPa) 6.7 200 0.43 89.8 内摩擦角(φ,o)1.5200.439.7计算方法一:采用港口工程地基计算系统2008版计算,加固区选用复合地基综合强度指标,未加固区域采用天然土体指标。

图4 计算结果示意图(稳定渗流期)图5 计算结果示意图(水位骤降期)250 中 国 水 运 第16卷图6 计算结果示意图(施工期) 计算方法二:图7 计算结果示意图(稳定渗流期)图8 计算结果示意图(水位骤降期) 图9 计算结果示意图(施工期)采用SLIDE软件计算,加固区选用桩体及桩间土强度指标,未加固区采用天然土体指标。

两种方法的计算结果详见表3。

表3 计算结果汇总表工况方法稳定渗流期 水位骤降期 施工期 计算方法一 1.370 1.272 1.151计算方法二 1.314 1.208 1.151根据表3可以看出两种计算方法计算结果相差不大,且根据现场工程实践证明文中选用的水泥搅拌桩复合地基参与边坡稳定计算时加固土体物理力学指标的选取、及边坡稳定计算模型是合理可靠的。

四、小结本文作者通过查阅大量标准规范和文献,总结归纳出了一种水泥搅拌桩复合地基参与边坡稳定计算时加固土体物理力学指标的选取、及边坡稳定计算的方法,并结合工程实践采用不同的软件和计算方法进行了验证,对相关类似工程具有很大的借鉴意义。

参考文献[1] 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)[S].中华人民共共和国住房与城乡建设部.[2] 建筑地基处理技术规范(DBJ15-38-2005)[S].广州:广东省建设厅.[3]粉体喷搅法加固软弱土层技术规范(TB10113-96)[S].北京:中华人民共共和国铁道部.[4] 叶书麟,叶观宝,编著.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社.[5] 龚晓南主编.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社.[6] 刘松玉,钱国超,章定文编著.粉喷桩复合地基理论与工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社.(上接第247页)参考文献[1] 郑颖人.岩土材料屈服与破坏及边(滑)坡稳定性分析方法“三峡库区地质灾害专题研讨会”交流讨论综述[J].岩石力学与工程学报,2007,26(4): 649-661.[2] 帅红岩,韩文喜,赵晋乾.Midas/GTS软件在边坡三维稳定分析中的应用[J].地质灾害与环境保护,2009,20(3):104-107.[3] 梁庆国,李德武.对岩土工程有限元强度折减法的几点思考[J].岩土力学,2008,29(11):3053-3058.[4] 钟志辉,杨光华,张玉成等.基于局部强度折减法的土质边坡位移研究[J].岩土工程学报,2011,(s1):203-208. [5] 段庆伟,陈祖煜,王玉杰等.重力坝抗滑稳定的强度折减法探讨及应用[C].中国岩石力学与工程实例学术会议,2007.[6] 程灿宇,罗富荣,戚承志等.有限元强度折减法计算边坡稳定的对比分析[C].全国工程安全与防护学术会议,2012.[7] 于沭,陈祖煜,王玉杰等.用强度折减方法分析重力坝深层抗滑稳定性[J].水文地质工程地质,2009,36(3):64-70.[8] 许强,张登项,郑光.锦屏I级水电站左岸坝肩边坡施工期破坏模式及稳定性分析[J].岩石力学与工程学报,2009,28(6):1183-1192.[9] 赵尚毅,郑颖人,时卫民等.用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数[J].岩土工程学报,2002,24(3):343-346.[10] 郑颖人,赵尚毅,张鲁渝.用有限元强度折减法进行边坡稳定分析[J].中国工程科学,2002,4(10):57-61.。

相关文档
最新文档