帶帽預(yù)應(yīng)力管樁網(wǎng)復(fù)合地基計(jì)算書(shū)

預(yù)應(yīng)力薄壁管樁設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一、計(jì)算依據(jù)1.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）6、《公路路基設(shè)計(jì)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(jì)參數(shù)1、軟土鑒別標(biāo)準(zhǔn)土類(lèi)天然含水量（％％）天然孔隙比直剪內(nèi)摩擦角（°）十字板剪切強(qiáng)度度（Kpa）壓縮系數(shù)α0..1-0..2（MPa-1）粘質(zhì)土、有機(jī)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(jí)工程位置橋臺(tái)與路基相鄰鄰處涵洞、通道處一般路段高速公路、一級(jí)級(jí)公路≤0.1m≤0.2m≤0.3m二級(jí)公路≤0.2m≤0.3m≤0.5m3、荷載分析本次設(shè)計(jì)荷載包括路堤自重和車(chē)輛動(dòng)荷載，車(chē)輛荷載轉(zhuǎn)化為等效土柱進(jìn)行計(jì)算。換算方法可以采用《公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(chē)輛數(shù)，取1；H0——荷載換算高度（m）；B0——荷載換算寬度，取運(yùn)架梁車(chē)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(chē)的重量，取運(yùn)架梁車(chē)自重和梁體自重之和的0.5倍或0.25倍（kN）；L——運(yùn)架梁車(chē)前后軸距加輪胎著地長(zhǎng)度（m）；——土的重度。經(jīng)計(jì)算h0=2×550/6.5×5.6×21=1.43m車(chē)輛及人體荷載：3+21×1.43=30.3KPa。3、設(shè)計(jì)工況點(diǎn)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(jì)擬采用J3-3鉆探資料。其具體參數(shù)詳見(jiàn)附圖1。三、設(shè)計(jì)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(yàn)，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(zhǎng)的確定樁長(zhǎng)原則上應(yīng)穿透軟弱土層到達(dá)強(qiáng)度相對(duì)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(jì)樁長(zhǎng)16m。3、樁徑的確定樁徑的確定應(yīng)考慮細(xì)長(zhǎng)比滿足D/L≥1%，結(jié)合本地施工經(jīng)驗(yàn)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(jì)荷載和抗剪強(qiáng)度驗(yàn)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(qiáng)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(yàn)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(zhǎng)，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(jì)按照摩擦樁設(shè)計(jì)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(zhǎng)。本次設(shè)計(jì)B=1m。分層參數(shù)選取詳見(jiàn)附表1、附表2.經(jīng)計(jì)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——?jiǎng)傂詷稄?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(jì)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(shí)取大值；本次設(shè)計(jì)取0.4。fsk——處理后樁間土承載力特征值，kPa，按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可取天然地基承載力特征值;本次設(shè)計(jì)取100KPa。經(jīng)計(jì)算=0.16×1165+0.4×0.82×100=129.45+32.8=162.25KPa＞96.03KPa．滿足設(shè)計(jì)要求。四、地基處理后復(fù)合地基沉降計(jì)算1、復(fù)合地基總沉降計(jì)算路基在處理后的總沉降計(jì)算可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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。可采用分層總和法計(jì)算兩部分的變形量，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(kuò)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(jì)算；hi——第i層土的分層厚度，m；s——沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)爻两涤^測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)確定，也可按表1確定。表1沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s2.54.07.015.020.0s1.11.00.70.40.22注：為變形計(jì)計(jì)算深度范范圍內(nèi)壓縮縮模量的當(dāng)當(dāng)量值，計(jì)計(jì)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(zhǎng)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(jì)算采用應(yīng)力擴(kuò)散法計(jì)算，即作用于褥墊層底面的荷載從樁頂以的擴(kuò)散角向下擴(kuò)散，則在下臥層頂面的附加應(yīng)力為：式中：是樁長(zhǎng)范圍內(nèi)各土層內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值，即。計(jì)算深度為41.6m，計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取0.7。其余參數(shù)選擇詳見(jiàn)附圖1經(jīng)計(jì)算路基總沉降：S＝14.74cm。附表1土層編號(hào)及巖土土名稱(chēng)承載力基本容許許值值（kPa）土層編號(hào)及巖土土名稱(chēng)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(xì)砂砂2805-1粉質(zhì)粘土土1659粉、細(xì)砂260附表二土層編號(hào)及巖土土名稱(chēng)樁側(cè)土的摩阻力力標(biāo)準(zhǔn)值[qik](kPPa)土層編號(hào)及巖土土名稱(chēng)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