CN106759541A - 柔性基础下复合地基桩土应力比极限值的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性基础下复合地基桩土应力比极限值的确定方法，包括以下步骤：步骤1)确定桩横截面积A，并根据桩的布置形式计算单桩分担的处理面积B和桩间土面积C，步骤2)根据泊松比μ计算填土侧压力系数k，步骤3)根据填土侧压力系数k计算桩顶范围内填土最大摩阻力F_max，步骤4)根据桩顶范围内填土最大摩阻力F_max计算桩土应力比极限值n_max，步骤5)根据桩土应力比极限值n_max确定桩土应力比n取值是否合理：n≤n_max，桩土应力比取值合理。本发明是一种用于确定柔性基础下水泥搅拌桩、碎石桩、振冲桩和CFG桩等复合地基桩土应力比极限值的方法，采用此方法对桩土应力比取值进行限定，避免取值出现过大的问题。

Description

柔性基础下复合地基桩土应力比极限值的确定方法

技术领域

本发明涉及桩基工程技术领域，尤其涉及一种柔性基础下复合地基桩土应力比极限值的确定方法。

背景技术

在复合地基中，如水泥搅拌桩、碎石桩和CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)等，桩顶的应力除以桩间土的应力，即为桩土应力比。它是一个在复合地基承载力和沉降量计算中非常重要的参数，然而桩土应力比的精确确定比较困难，实际工程中，一般结合地区经验、现场实测或规范建议取值。如《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)指出“对于散体材料增强体复合地基，桩土应力比可按地区经验确定”，“在振冲法复合地基中，桩土应力比宜采用实测值确定，如无实测资料时，对于粘性土可取2.0～4.0，对于砂土、粉土可取1.5～3.0。”可见，桩土应力比的取值存在较大不确定性，如不慎可能取值偏大，导致设计偏危险。实际工程中桩土应力比存在一最大值，即不可能超过某一极限值，对于此极限值，目前尚无可靠方法进行确定。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定柔性基础下复合地基中桩土应力比极限值的方法，用于填土工程中。采用此方法对桩土应力比取值进行限定，具有使用简单方便、结果可靠的优点。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种柔性基础下复合地基桩土应力比极限值的确定方法，包括以下步骤：

步骤1)确定桩横截面积A，并根据桩的布置形式计算单桩分担的处理面积B和桩间土面积C，

C＝B-A

式中，d为桩径，d_e为单桩分担的处理面积的等效圆直径；梅花形布桩时，d_e＝1.05s；正方形布桩时，d_e＝1.13s；长方形布桩时，其中，s为桩间距，s₁、s₂为桩长方形布置时桩的纵、横向间距；

步骤2)根据泊松比μ计算填土侧压力系数k，

k＝μ/(1-μ)

步骤3)根据填土侧压力系数k计算桩顶范围内填土最大摩阻力F_max，

式中，H为桩顶回填土的高度、γ为桩顶回填土的重度、为回填土的内摩擦角；

步骤4)根据桩顶范围内填土最大摩阻力F_max计算桩土应力比极限值n_max，

步骤5)根据桩土应力比极限值n_max确定桩土应力比n取值是否合理：n≤n_max，桩土应力比取值合理。

本发明的有益效果是：本发明是一种用于确定柔性基础下水泥搅拌桩、碎石桩、振冲桩和CFG桩等复合地基桩土应力比极限值的方法，采用此方法对桩土应力比取值进行限定，避免取值出现过大的问题。

具体实施方式

具体实施时，工程师根据地区经验、现场实测或规范建议对桩土应力比进行取值，然后根据本方法计算桩土应力比的极限值，确保桩土应力比取值在桩土应力比的极限值范围内。

实施例一

某道路为城市快速路，穿越海相沉积的软土地基，软土层厚达3.5～7.6m，地下水位为0.5m，路堤设计填土高度为2.5m，为提高地基承载力，减小工后沉降量，采用水泥搅拌桩进行地基处理。桩径为0.5m，桩距为1.2m，采用梅花形布桩。填土主要为周围矿山开采的碎石，含少量砂土和粘性土，内摩擦角为26°，泊松比为0.25，回填土重度为19.0kN/m3。即该复合地基桩土应力比的极限值为3.8，桩土应力比取值不应超过3.8。

实施例二

某公路为高速公路，其中有630m的长度地基为冲积的松散粉细砂，场地为8度地震设防区，地下水位较浅，仅为0.7m，经标准贯入试验，判别该地基为液化地基，因此需对其进行加固处理。处理采用直径为1.0m的振冲碎石桩，桩距为1.6m，桩长贯穿至整个砂土层的底部，采用梅花形进行布桩。路基填土为碎石夹砂，设计填土高度为2.0m，内摩擦角为22°，泊松比为0.25，重度为19.0kN/m3。请确定该柔性基础下复合地基桩土应力比的极限值。即该复合地基桩土应力比的极限值为2.2，桩土应力比取值不应超过2.2。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

Claims (1)

1.一种柔性基础下复合地基桩土应力比极限值的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)确定桩横截面积A，并根据桩的布置形式计算单桩分担的处理面积B和桩间土面积C，

$A=\frac{{\mathrm{\πd}}^2}{4}$

$B=\frac{{{\mathrm{\πd}}_e}^2}{4}$

C＝B-A

式中，d为桩径，d_e为单桩分担的处理面积的等效圆直径；梅花形布桩时，d_e＝1.05s；正方形布桩时，d_e＝1.13s；长方形布桩时，其中，s为桩间距，s₁、s₂为桩长方形布置时桩的纵、横向间距；

步骤2)根据泊松比μ计算填土侧压力系数k，

k＝μ/(1-μ)

步骤3)根据填土侧压力系数k计算桩顶范围内填土最大摩阻力F_max，

式中，H为桩顶回填土的高度、γ为桩顶回填土的重度、为回填土的内摩擦角；

步骤4)根据桩顶范围内填土最大摩阻力F_max计算桩土应力比极限值n_max，

$n_{max}=\frac{(\mathrm{\γ}HA+F_{max})C}{A(\mathrm{\γ}HC-F_{max})};$

步骤5)根据桩土应力比极限值n_max确定桩土应力比n取值是否合理：n≤n_max，桩土应力比取值合理。