搅拌桩软基处理计算书

5.1单桩承载力的计算

5.1.1确定桩长

根据已知地质条件资料，⑤层粉质粘土呈上软下硬趋势，系④层粉 质粘土与⑥层粉质粘土之间过渡层，厚薄不均。可作为拟建建筑物的水 泥土搅拌桩的持力层，故选用有效桩长为

7.5米，施工时超搅500mm

选择桩直径为500mm地下稳定水位埋深0.88m。

5.1.2确定单桩竖向承载力标准值R：

RK qsU pl _ 172.68kN

式中

Apqp

13.25 1.57 7.5 0.5 0.196 170 q —桩周土的平均摩擦力，取加权平均值

s

13.25kPa ；

U p —桩周长度，直径为500mm勺桩的周长为1.57m； l —搅拌桩的有效长度，取7.5m；

qp —桩端天然地基土的承载力标准值，已知资料为170kPa； —桩端

天然地基土的承载力折减系数，可取 此取0.5 ;

0.4〜0.6，

Ap —桩的截面积，直径500mm勺桩的截面积为0.196川。

5.1.3确定水泥土的无侧限抗压强度fcu,k

f

f

RK cu,k

A 172.68 0.35 0.196 2517.183kPa

t式中

fcu,k —与水泥土搅拌桩身加固土配比相同的室加固土试

块（边长为70.7mm的立方体，也可采用边长为50mm 可立方体）的无侧限抗压强度平均值；

—强度折减系数，可取0.35〜0.50，此处取0.35。

根据室配合比试验资料及计算结果，可确定水泥采用32.5级普通硅 酸盐水泥，水泥掺量按被加固湿土质量的 15%左右，水灰比为0.5左右。 5.2搅拌桩复合

地基承载力的计算

深层搅拌水泥土桩的承载力性状与刚性桩相似，设计时可仅在上部 结构基础围布桩。但是，由于搅拌桩桩身强度较刚性桩为低，在垂直荷 载作用下有一定的压缩变形，在桩身压缩变形的同时，其周围的软土也 能分担一部分荷载。因此，在桩的间距较大时，水泥土搅拌桩可与周围 的软土组成柔性桩复合地基。

5.2.1计算置换率m

上部结构对地基要求达到的承载力

d

fsp,k为170kPa,单桩设计的承载

力RK为172.68kN,按下式求所需置换率：

fs,k

s,k

172 0.3 114.

68 0.196 170 0.3 114. 0.16

fsp,k —复合地基承载力标准值，取170kPa；

m

式中

—面积置换率;

s,k — 桩间天然地基土承载力标准值，取加权平均值

1114.kPa;

—桩间土承载力折减系数，当桩端土为软土时，可取

0.5〜1.0 ;当桩端土为硬土时，可取 0.1〜0.4 ;当不考

虑桩间软土的作用时，可取零，此处取 0.3。

5.2.2确定总桩数n

n

mA Ap

0.16 1814.976 0.196 1482

式中 A — 基础底面积，由基础平面图的资料可得：

126.04 14.4 1814.976m2 。

实际取桩的总数为1523。

5.3桩位平面布置

E 0.9m, B2

1.0m, B3

1.2m, B4 1.4m, B5 选择柱状加固，条基宽度分别为:

B7 1.8m, IB8 1.9m, B9 2.0m

n B1—Ap

0.9

0.196

0.7344 m

Si

1 1.34 m

n2 B2—Ap 0.196 1.0

0.1863 m

1.23S2

m n2

1.5m, B6

1.7m,

m B5AP

1.5

t

n3

m B3 Ap 1 n3

0.16 1.2 0.196 1.02m

0.9796 m

S3

m , , 0.16

n4 B4 1.4

Ap 0.196 S4

1 n4

0.87 m

0.16 0.196

1.1429 m

n5

1.2245 m

S5 丄 0.82m n5

n6

B6 1.7 Ap 0.196

m , 0.16

’ “ c

1.3878 m

1 S6

—

n6

0.72m m

n7

B7 1.8 1.4694 m Ap 0.196

0.16

S7

丄 0.68m

n7

ns

‘小 0.16 ’ ’ Ba 1.9 1.551 m Ap 0.196

m

S

1 0.m ne

n9 B— 2.0 - 1.6327 m Ap 0.196

9

016

S9 0.61m

实际桩距具体见桩的平面布置图。

5.4下卧层地基强度的验算

按群桩作用原理进行下卧层地基验算，即将搅拌桩和桩间土视为一 个假想的实体基础，考虑假想实体基础侧面与土的摩擦力，验算假想基 础底面(下卧层地基)的承载力。

5.4.1计算假想实体基础地面积A

A 126040 16600 4 (400 4400 1950 4950 3950

4800 1500 1350 4950 350 3300 3950 4500 1200 4000 5850 3950 4200 3600 1200 4300 500 1200 500 5850 1800 4200 1200) 6 (1750 5850 1750

350 1050 3400 4450 800 3450 6100 1850 3400 3400 500 5100 600)

1814976000 460780000 300450000 1053746000mm2 1053.746m2

5.4.2计算假想实体基础侧表面积As

As [4 (14400 1650 3 17400 2 750 4 1500 4 3950 6 4800 2 3300 2 4200 2 1950 2 4950 4 350 2 4000 2 5850 4 500 4 350 2 4300 2) 6 (13500 9300 2 1750 4 4950 2 350 2 1050 2 3400 6 1850 2 500 2 600 2 5100 6100 2 3450 2 4450 2 800) 4 13500] 7.5

(714200 672000 000) 7.5 9991500000mm 9991.5m2

13

2

计算假想实体基础自重

p (19.8 0.11 0.27 19.2

0.8 9.2 0.99 9.3 1.17 9.1 1.35

9.5 2 9.4 9.918kN /m

0.81 10.1) 7.5

3

G p A I

9.918 1053.746 7.5 78379.735kN

5.4.4计算假想实体基础底面压力f'

f'

fsp,k A G qs As fs,k(A A

A

170 1814.976 78379.735 13.25 9991.5 114. (1814.976 1053.7)

1053.746

158.81kPa

5.4.5计算假想实体基础底面经修正后的地基土承载力

f fsp,k mD p(D 1.5)

170 1.0 9.918 (7.5 1.5) 229.508kPa

mD —深度修正系数，取1.0 ；

f

D —埋深，取7.5m。

比较可知：f'v f，所以下卧层强度满足要求。

5.5沉降计算

当搅拌桩复合地基承受上部基础传递来的垂荷载后，所产生的垂直 沉降s包括桩土复合层本身的压缩变形 即 s s。

$和桩土复合地面以下土的沉降 量 s2，

t5.5.1

桩土复合层的压缩变形 s,

⑴计算桩群顶面的平均压力P

p fsp,k A fs,k(A A) A

170 1814.976 114. (1814.976 1053.746) 1053.746

210.065kPa

⑵计算桩群体的变形模量E°

E0 mEp (1 m)Es

0.61 302061.96 (1 0.16) 5560 53000.314kPa

Ep —水泥土搅拌桩的变形模量，

Ep E50 120fcu,k 120 2517.183 302061.96kPa Es —桩间土的变形模量，取加权平均值 5560kPa。⑶计算桩群底面土的附加压力

Pc f' p l

158.81 9.918 7.5 84.43kPa

⑷计算桩土复合层的压缩变形$

(P P。)I si

2E。

(210.065 84.43) 7.5 53000.314 0.0208m

5.5.2桩土复合体地面以下未加固土体的压缩变形

2

S

t桩的有效长度为7.5m,施工时要超搅500mm故桩深为8m基础宽

度选取条基中的主要部分，取1.8m,上部结构的荷载为F=400kN/m

⑴按比例绘制地基土层分布剖面图，如图 ⑵计算地基土的自重应力 ⑶计算基础底面接触压力P

5— 1：

「详见图5— 1

400 1.8 1 8 9.918 1.8 1

301.566kPa

土的自重 应力b z

⑷计算基础底面附加应力

o P D

0

301.566 9.918 8

109.249 222.222kPa

84.285kF j 91.456 '.)

222.222

------------------ 198.2：--

78.469彳］ 基础的附

ooo 0Z 14 O P)

⑸计算地基中的附加应力

Z

基础底面为矩形，用角点法计算，分成相等的四小块，计算边长

l 1.8m,b 1.0m。附加应力z 4 c okPa。其中应力系数 c查表,

列表计算如表5 — 1:

附加应力计算

深度z ( m

表5 — 1

l/b z/b

c

z

4

c 0

(kPa)

0 0.71 2.51 4.59 5.0

1.8 1.8 1.8 1.8 1.8

0 0.71 2.51 4.59 5.0

0.2500 0.2237 0.0883 0.0349 0.0302

222.222 198.842 78.4 31.022 26.844

⑹计算桩土复合体地面以下未加固土体的压缩变形

s2

222.222

E・

z

(Z

i

i 1 i 1)

i

222.222 1.144 [ (0.71 0.8678)

0.008 0.71 0.8678)

222.222222^2(2.51 0.012

0.4537

0.01

(4.59 0.2796 2.51 0.4537)

(5 0.260 4.59 0.2796)] 0.0093

1.144 0.03 0.034m

式中 s —沉降计算经验参数，查表取1.144 ；

n —地基沉降围所划分的土层数;

Esi —基础底面下，第i层土的压缩模量，按实际应力围取值; zi, zi 1 —基础底面至第i层土、第i-1层土地面的距离；

i ， i 1 —基础底面计算点至第

i层土、第i-1层土地面围平 均附加应力

系数，可查表。

5.5.3水泥土搅拌桩复合地基变形s

s ® 勺

0.0208 0.034 0.8m 5.48cm

故沉降验算符合要求。

具体施工时，要先作试桩，达到设计要求后方可进行工程桩施工。

基础100mn厚混凝土垫层下为250mn厚 3： 7级配砂石褥垫层，碎石 最大粒径不大于20mm砂为中粗砂，砂石垫层应夯实，夯填度不得大于 0.90，每边伸出混凝土垫层200mm

S

2 sS