松木桩计算.doc

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（Qml，层号-1、-2），海陆交互相沉积层（Qmc，层号）：包括-1淤泥质土、-2淤泥，-3粉砂（局部为粗砂），-4粉质粘土或粘土，-5淤泥质土或淤泥，-6粉、粗、砾砂，-7粉质粘土，冲积层（Qal，层号）：包括-1粉质粘土、-2砾砂，残积层（Qel，层号）和花岗岩风化层（52(3)，层号），泥盆系变质砂岩（D，层号）。浆砌石挡土墙地基主要位于-2淤泥层，该层层厚1.4018.00m，平均10.58m，层底标高-24.950.05m，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（JGJ792002），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： ；式中： 桩的周长，m； 桩周第i层土的侧阻力特征值，取11kPa； 桩周第i层土的厚度，取7m； 桩端天然地基土的承载力折减系数，取0.5； 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； 桩端截面积，m2；每平方米所需桩数：式中： 挡土墙的基地应力，取最大值90.96 kPa；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515。 表515 单桩竖向承载力特征值计算成果表计算项目单 位特征参数备注桩的周长upm0.314侧阻力特征值qsikPa11层土的厚度lim7折减系数/0.5地基承载力qpkPa40桩端截面积Apm20.00785挡土墙的基地应力RkPa90.96取最大值单桩竖向承载力特征值RakPa24.18每平方米所需桩数n根3.76取3.9，即按500500mm梅花型布置松木桩桩身尾径=10mm，单桩长7m，按500500mm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（JGJ792002），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： 式中： 复合地基承载力特征值，KPa； m面积置换率； 单桩竖向承载力特征值，KPa；桩端截面积，m2；桩间土承载力折减系数，取0.8； 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515。表515 复合地基承载力估算成果表计算项目单 位特征参数备注面积置换率m/3.06%单桩竖向承载力特征值RakPa17.58桩端截面积Apm20.00785折减系数/0.8桩间土承载力fskkPa40复合地基承载力fspkkPa125.3取120复合地基承载力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:式中: Pz软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa);Pcz软弱下卧层顶面处的复合地基自重压力值(kPa);faz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：式中：b基础底面宽度(m);Pk基础底面压力设计值(kPa);Pc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);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：式中：fak地基承载力标准值(kPa);b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度(kN/m3);m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/m3);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515。 表515 下卧层强度验算成果表计算项目单 位特征参数备注基础底面压力PkkPa90.96基础底面处土的自重压力PckPa75.60下卧层地基承载力标准值fakkPa80软弱下卧层顶面处的附加压力PzkPa1.45软弱下卧层顶面处的复合地基自重压力PczkPa143.09软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值fazkPa220.48Pz+Pcz=1.45+143.09=144.54 kPafaz=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。松木桩复合土层的压缩变形s1按下式计算：S1=Pz+Pzl2EpsEsp=mEp+1-mEs式中：Pz 松木桩复合土层顶面的附加压力值，（Kpa）； Pzl 松木桩复合土层底面的附加压力值，（Kpa）； Esp 松木桩复合土层的压缩模量，（Kpa）； Ep 松木桩的压缩模量，取（100120）fcu（Kpa）； Es 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515。 表515 松木桩复合土层压缩变形s1计算成果表计算项目单 位特征参数备注面积置换率m/3.06%松木桩的压缩模量EpkPa220000取110fcu桩间土的压缩模量EskPa1860松木桩复合土层的压缩模量EspkPa8538.4顶面的附加压力值PzkPa90.96取最大基底应力值底面的附加压力值PzkPa202.96松木桩复合土层的压缩变形s1mm17.2桩端下未加固土层的压缩变形S2按下式计算：S2=sS/=si=1nP0Esi(Ziai-Zi-1ai-1)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）； s 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)；Esi 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)；ai,ai-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岩性平均层厚（m）压缩模量（MPa）各层沉降量(mm)累计沉降量(mm)淤泥3.581.8633.133.1粉砂4.033.006.039.1粉质粘土3.58