水泥土搅拌桩复合地基设计(计算例题)

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d二1.9m，基础宽度b二3.8m。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f二150KPa，取桩身水泥土强度f二1.8MPa，基底平均压力P=164.4KPa，spk cu 0地下水位0.9m。二土质条件①粉质粘土①二27.1%丫=18.6kN]E-3.55MPac二20kPaSe=0.826Q=6.2ofI=0.59L"=65kPaakh=1.4mi②粉土①二28.2%丫=18.9kNm3e=0.826I=0.59Lh=0.8m2E=3.55MPac=20kPaSQ=6.2of”=85kPaak③粘土®=39.4%y=17.7kN]m3e=1.129I=0.53Lh=3.7m3E=4.73MPac=44kPaSQ=5.9oj?=95kPaak④粉土夹粉®=25.3%Y=19.1kN/m3e=0.730I=0.60h=5.4m4质粘土E=10.7MPa c=lOkPaSQ=28.70f=llOkPaak⑤粉质粘土e=25.4%y=19.2kN/m3e=0.743I=0.59Lh=4.0m5E=5.5MPac=22kPaQS=13.20f=100kPaak⑥粉砂e=21.8%Y=19.8kN/m3e=0.624I=0.57Lh=2.6m6E=9.28MPac=10kPaQ=Sf=160kPaak30.70⑦粉土夹粉®=23.8%Y=19.0kN/m3e=0.686地质勘察未穿质粘土I=L：0.47ES=9.12MPa c=35kPa0=17.30透jak二130kPa三•设计计算1•确定复合地基承载力特征值如基础地面以上土的加权平均重度—1&6x0.9+(1&6-1°)x0.5+(1&9-1°)x0.5二“/m3,m 1.9基础埋深承载力修正系数1・0df=f+n・Y(d-0.5)=150+1.0X13.4x(1.9-0.5)=168.8KPaspspkdm2•确定桩径d，桩长l，褥垫层厚度d'取褥垫层厚度d'=300mm，桩径d=500mm，桩长l=10.0m，桩端落在土层⑤上。3确定单桩承载力Ra(1)按R=nfAp确定a cu查表，水泥土搅拌桩(湿法)桩身强度折减系数耳=0.25〜0.33，取n=0.30，贝卩R=0.30x3600x3.14x0.252=212KN。a(2)按桩端、桩侧摩阻力计算，由公式R=R+R=uql+aqA确定a app sii pp

I•确定总桩侧阻力值Rs土层③：粘土I=0.53 可塑状态粘土q=12〜18KPa取q=15KPaL s sR=uql=2x3.14x0.25x15x10=235.5KNs psII.确定总桩端阻力值RP取桩端阻力折减系数a=0.5R=aqA=0.5x110x3.14x0.252=10.8KNp ppR=R+R=235.5+10.8=246.3KNa a pIII•确定Ra所以按R=212.0KN进行设计。a4确定桩土面积置换率m取桩间土承载力折减系数卩=0.3由公式fspkR=m—a+卩(1由公式fspkR=m—a+卩(1-m)f可得：m=f-卩fspk skR-卩fA sk168.8-0.3x95246.33.14x0.252-0.3x95=0.114，按m=0.12布桩。5.桩位布置桩距s=桩距s=0.5=1.3，条形基础沿长度方向每l・3m需要布桩数m-A0.12x1.3x3.8量n= = =3.0。A 3.14x0.25213(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。础。搅拌桩桩体的压缩模量E=（100〜200）f。TOC\o"1-5"\h\zp cu取E—mE+(1-m)E—0.12x180x3.6+(1-0.12)x4.73—81.1MPa,p p sh/b=3.1/3.8=0.8贝9E/E—Eh/b=3.1/3.8=0.8s1 s2 sp s2查表,确定地基压力扩散角0=25o。基础底面处土的自重应力“_18.6x0.9+(18.6-10)x(1.4-0.9)+(18.9-10)x(1.9-1.4)_1.9p— —13.4KPa1.9c桩端处的附加压力值pbx(p-p) 3.8x(164.4-13.4) 518KPap— 0c— —51.8KPazb+2htan0 3.8+2x8.0xtan25。桩端以上土的自重压力值p—18.6x0.9+(18.6-10)x(1.4-0.9)+(18.9-10)x0.8+(1.77-10)x3.7+cz(19.1-10)x5.4+(19.2-10)x0.9—114.1KPa114.1Pcz114.1Pcz丫0-h+h+hZ+h+h-1.4+0.8+3.7+5.4+0.9-9.35K/m1 2 3 4 5桩端处经深度修正后的地基承载力特征值f=f+ny(d-0.5)=100+1.0X9.35x(1.4+0.8+3.7+5.4+0.9-0.5)zakd0=209.4KPa所以p+p二51.8+114.1二165.9KPa<f=209.4KPazcz z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和桩端以下未加固土层的1变形S两部分组成，即S=S+S212。1•复合土层的变形S计算1加固区底面的附加压力P用下卧层强度验算的应力扩散法中P复合土层顶面的zl z附加压力值p=p一p=164.4一13.4=151KPaz 0c因此s二因此s二1 2Esp(151+51.8)x36002x180x103=2.0mm2.桩端以下未加固土层的变形S计算2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Z二b(2.5-0.4lnb)二3.8x(2.5-0.4xln3.8)二7.47mn计算至土层⑤底部，则Z二13.1m,满足要求。n取沉降计算系数屮二0.7，由Z/b二13.1/3.8二3.4s查得附加应力a二0.116V1Q则s=申才厶(Za-Za)二0.7x——x5430x0.116二4.2mm2sEii i-1i-1 5.5