CN113089636A - 一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法 - Google Patents
一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113089636A CN113089636A CN202110450396.XA CN202110450396A CN113089636A CN 113089636 A CN113089636 A CN 113089636A CN 202110450396 A CN202110450396 A CN 202110450396A CN 113089636 A CN113089636 A CN 113089636A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foundation
- value
- expansive soil
- coefficient
- embankment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/02—Improving by compacting
- E02D3/08—Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C3/00—Foundations for pavings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C3/00—Foundations for pavings
- E01C3/04—Foundations produced by soil stabilisation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
- E02D29/02—Retaining or protecting walls
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/02—Sheet piles or sheet pile bulkheads
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2600/00—Miscellaneous
- E02D2600/40—Miscellaneous comprising stabilising elements
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geometry (AREA)
- Architecture (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本发明涉及岩土工程技术领域,公开了一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,本发明通过引入系数进行估算的设计方法,将膨胀地基土受到浸水以及路堤填筑体重力的影响纳入了计算内容中,通过该设计方法得到的设计数据,综合计算了路堤桩板墙内侧的膨胀土地基在路堤填筑体重力作用下的压密影响,以及路堤桩板墙内外侧的膨胀土地基在浸水环境下引起的软化影响,按照该加固桩的设计数据完成的路堤桩板墙,不仅能够有效避免膨胀土地基浸水软化后可能造成路堤桩板墙过度变形或失稳的问题,还能够避免建筑材料因过度使用造成工程浪费的现象。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域,特别是一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法。
背景技术
膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩开裂、胀缩反复、和浸水强度急剧衰减等特点;在膨胀土地基修建的路堤工程需要收坡时,路堤桩板墙应用非常广泛,但实际工程中出现多起路堤桩板墙过度变形甚至路堤桩板墙失稳的案例,调研分析发现:1.膨胀土地基在填土重力作用下产生凹形不均匀的地基沉降,当填筑体为粗粒土时,粗粒土下沉后由于其渗水性好,地下水及填方体的下渗水会在凹形膨胀土地基中长期滞水,对膨胀土地基产生软化作用;2.路堤桩板墙外侧的膨胀土地基受降雨影响明显,不同深度的膨胀土地基会受到不同程度的软化,同时外侧膨胀土地基受内侧下凹地基长期积水的影响,会加剧膨胀土地基的软化。
因此,现有设计的路堤桩板墙出现变形或失稳的主要原因:在内侧地基中,未考虑到粗粒填料填筑后引起地基下沉浸水软化的影响;在外侧地基中,未考虑降雨和内侧地基下沉浸水软化的影响。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对现有技术中对路堤桩板墙的设计方法存在设计的路堤桩板墙未考虑膨胀土地基浸水软化的影响,可能会发生过度变形或失稳的问题,提供一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,将膨胀土地基浸水软化的影响进行合理的确定,计算出所需路堤桩板墙的加固桩桩长和加固桩截面尺寸,按照该加固桩设计数据完成的路堤桩板墙,能够有效避免膨胀土地基浸水软化后造成路堤桩板墙过度变形或失稳的问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
csi=k1icti
σsi=k3iσti
式中:k1i为粘聚力浸水影响系数,k2i为内摩擦角浸水影响系数,k3i为地基水平抗力浸水影响系数;
cyi=ζ1icti
式中:ζ1i为粘聚力压密影响系数,ζ2i为内摩擦角压密影响系数;
D.根据所述下滑推力F计算所述路堤桩板墙的加固桩桩长和加固桩截面尺寸,其中地基水平抗力系数取σsi,。
所述不同分层深度是指距离地面不同深度的位置,所述步骤C中采用瑞典条分法计算所述下滑推力F,在所述瑞典条分法中,所述路堤填筑体不同分层深度的粘聚力ci和内摩擦角通过现场获取,土坡安全系数K的取值为1.15~1.25;
现有的加固桩设计方法通过瑞典条分法计算所述下滑推力F、加固桩桩长和加固桩截面尺寸时,直接通过现场获取的路堤填筑体的粘聚力ci和内摩擦角以及膨胀土地基的粘聚力cti、内摩擦角和地基水平抗力系数σti进行计算,未考虑膨胀土地基浸水软化的影响,可能会发生过度变形或失稳的问题;
本发明通过引入系数进行估算的设计方法,将膨胀土地基受到浸水以及所述路堤填筑体重力的影响纳入了计算内容中,适用于所述路堤填筑体下部采用改良土或细粒土填料进行填筑的情况,即路堤填筑体下方的膨胀土地基不会受到浸水的影响;通过该设计方法得到的设计数据,综合计算了所述路堤桩板墙内侧的膨胀土地基在所述路堤填筑体重力作用下的压密影响,以及所述路堤桩板墙外侧的膨胀土地基在浸水环境下引起的软化影响,按照该加固桩设计数据完成的路堤桩板墙,不仅能够有效避免膨胀土地基浸水软化后可能造成路堤桩板墙过度变形或失稳的问题,还能够避免建筑材料因过度使用造成工程浪费的现象。
优选地,所述路堤填筑体下部采用粗粒土填料进行填筑时,对所述步骤C进行更换,包括如下步骤:
c’yi=η1icyi
式中:η1i为粘聚力压密浸水影响系数,η2i为内摩擦角压密浸水影响系数;
通过该设计方法得到的设计数据,进一步还计算了所述路堤桩板墙内侧的膨胀土地基受到浸水软化的影响,以及因所述路堤桩板墙内侧的膨胀土地基受到浸水软化后,对所述路堤桩板墙外侧的膨胀土地基产生浸水软化的影响,因此适用于所述路堤填筑体下部采用粗粒土填料进行填筑的情况,按照该加固桩设计数据完成的路堤桩板墙,能够有效避免膨胀土地基浸水软化后可能造成路堤桩板墙过度变形或失稳的问题。
优选地,在所述步骤a中,所述粘聚力压密浸水影响系数η1i和所述内摩擦角压密浸水影响系数η2i的取值获取方法,包括如下步骤:
a1、选取多个已完成路堤填筑体的填筑,且受力变形稳定的膨胀土地基,对膨胀土地基距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在路堤填筑体的重力作用下膨胀土地基不同分层深度的粘聚力cyi取样和内摩擦角的数据库;
选取多个已完成路堤填筑体的填筑、受力变形稳定且浸水后的膨胀土地基,对该膨胀土地基距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在浸水条件及路堤填筑体的重力作用下膨胀土地基不同分层深度的粘聚力c’yi取样和内摩擦角 的数据库;
a2、根据两次收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
η1i=c’yi取样/cyi取样
得到不同分层深度下,所述粘聚力压密浸水影响系数η1i和所述内摩擦角压密浸水影响系数η2i的取值区间。
通过选取多个膨胀土地基并进行分层取样建立数据库,计算得到所述粘聚力压密浸水影响系数η1i和所述内摩擦角压密浸水影响系数η2i的取值更具有实用性,使通过该系数计算的设计数据更加可靠。
优选地,膨胀土地基距离地面的深度按1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法,得到系数η1i和系数η2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,η1i取值为0.5~0.7,η2i取值为0.5~0.8,距地面3m~5m处的地基,η1i取值为0.7~0.8,η2i取值为0.8~0.9,距地面5m~8m处的地基,η1i取值为0.8~0.9,η2i取值为0.9~1.0,距地面8m以上的地基,η1i取值为0.9~1.0,η2i取值为1.0。膨胀土地基同时受路堤填筑体的重力作用和浸水软化的影响通常在8m以内,将膨胀土地基分为四层进行设计计算,保证了设计的数据可靠,同时简化了计算过程。
优选地,在所述步骤B中,所述粘聚力浸水影响系数k1i、所述内摩擦角浸水影响系数k2i和所述地基水平抗力浸水影响系数k3i的取值获取方法,包括如下步骤:
B2、根据两次收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
k1i=csi取样/cti取样
k3i=σsi取样/σti取样
得到不同分层深度下所述粘聚力浸水影响系数k1i、所述内摩擦角浸水影响系数k2i和所述地基水平抗力浸水影响系数k3i的取值区间。
通过选取多个膨胀土地基并进行分层取样建立数据库,计算得到所述粘聚力浸水影响系数k1i、所述内摩擦角浸水影响系数k2i和所述地基水平抗力浸水影响系数k3i的取值更具有实用性,使通过该系数计算的设计数据更加可靠。
优选地,膨胀土地基距离地面的深度按1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法,得到系数k1i和系数k2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,k1i取值为0.4~0.7,k2i取值为0.5~0.8,k3i取值为0.4~0.7,距地面3m~5m处的地基,k1i取值为0.7~0.85,k2i取值为0.8~0.9,k3i取值为0.7~0.85,距地面5m~8m处的地基,k1i取值为0.85~0.95,k2i取值为0.9~1.0,k3i取值为0.85~0.95,距地面8m以上的地基,k1i取值为0.95~1.0,k2i取值为1.0,k3i取值为0.95~1.0。膨胀土地基受浸水软化的影响通常在8m以内,将膨胀土地基分为四层进行设计计算,保证了设计的数据可靠,同时简化了计算过程。
优选地,在所述步骤B中,所述粘聚力压密影响系数ζ1i和所述内摩擦角压密影响系数ζ2i的取值获取方法,包括如下步骤:
B4、根据两次收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
ζ1i=cyi取样/cti取样
得到不同分层深度下,所述粘聚力压密影响系数ζ1i和所述内摩擦角压密影响系数ζ2i的取值区间。
通过选取多个膨胀土地基并进行分层取样建立数据库,计算得到所述粘聚力压密影响系数ζ1i和所述内摩擦角压密影响系数ζ2i的取值更具有实用性,使通过该系数计算的设计数据更加可靠。
优选地,膨胀土地基距离地面的深度按1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法,得到系数ζ1i和系数ζ2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,ζ1i取值为1.1~1.15,ζ2i取值为1.05~1.1,距地面3m~5m处的地基,ζ1i取值为1.05~1.1,ζ2i取值为1.02~1.05,距地面5m~8m处的地基,ζ1i取值为1.0~1.05,ζ2i取值为1.0~1.02,距地面8m以上的地基,ζ1i取值为1.0,ζ2i取值为1.0。膨胀土地基受路堤填筑体的重力作用的影响通常在8m以内,将膨胀土地基分为四层进行设计计算,保证了设计的数据可靠,同时简化了计算过程。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、通过该设计方法得到的设计数据,综合计算了所述路堤桩板墙内侧的膨胀土地基在所述路堤填筑体重力作用下的压密影响,以及所述路堤桩板墙外侧的膨胀土地基在浸水环境下引起的软化影响,按照该加固桩设计数据完成的路堤桩板墙,不仅能够有效避免膨胀土地基浸水软化后可能造成路堤桩板墙过度变形或失稳的问题,还能够避免建筑材料因过度使用造成工程浪费的现象;
2、通过选取多个膨胀土地基并进行分层取样建立数据库,计算整理各项系数在不同分层深度的取值区间,使本发明计算的设计数据更加可靠;
3、本发明所述的方法通过合理确定路堤桩板墙的地基条件产生变化的影响,即膨胀土地基浸水软化后引起路堤填筑体的下滑推力增大、膨胀土地基的抗力减小的影响,计算得到合理的加固桩设计数据,按照该加固桩设计数据完成的路堤桩板墙具有安全可靠、经济性好的特点。
附图说明
图1是实施例2所述的膨胀土地基路堤桩板墙的结构示意图;
图中标记:1-路堤桩板墙,11-加固桩,12-挡土板,2-路堤填筑体,21-级配碎石,22-粗粒土填料,3-膨胀土地基。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本发明所述的一种膨胀土地基3路堤桩板墙1的加固桩11设计方法,首先通过现场取样,并通过室内试验,获取在不同条件下,膨胀土地基3的粘聚力、内摩擦角和地基水平抗力系数的数据库,膨胀土地基3距离地面的深度按1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法,进而确定粘聚力浸水影响系数k1i、内摩擦角浸水影响系数k2i、地基水平抗力浸水影响系数k3i、粘聚力压密影响系数ζ1i、内摩擦角压密影响系数ζ2i、粘聚力压密浸水影响系数η1i和内摩擦角压密浸水影响系数η2i的取值区间,包括如下步骤:
二、等待选取的多个膨胀土地基3在经历过雨季的大量降雨浸水后,再次对膨胀土地基3距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在浸水条件下膨胀土地基3不同分层深度的粘聚力csi取样、内摩擦角和地基水平抗力系数σsi取样的数据库;
三、根据步骤一和步骤二收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
k1i=csi取样/cti取样
k3i=σsi取样/σti取样
得到四个分层深度下,粘聚力浸水影响系数k1i、内摩擦角浸水影响系数k2i和地基水平抗力浸水影响系数k3i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,k1i取值为0.4~0.7,k2i取值为0.5~0.8,k3i取值为0.4~0.7,距地面3m~5m处的地基,k1i取值为0.7~0.85,k2i取值为0.8~0.9,k3i取值为0.7~0.85,距地面5m~8m处的地基,k1i取值为0.85~0.95,k2i取值为0.9~1.0,k3i取值为0.85~0.95,距地面8m以上的地基,k1i取值为0.95~1.0,k2i取值为1.0,k3i取值为0.95~1.0。
四、选取多个已完成路堤填筑体2的填筑,且受力变形稳定的膨胀土地基3,对膨胀土地基3距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在路堤填筑体2的重力作用下膨胀土地基3不同分层深度的粘聚力cyi取样和内摩擦角的数据库;
五、根据步骤一和步骤四收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
ζ1i=cyi取样/cti取样
得到四个分层深度下,粘聚力压密影响系数ζ1i和内摩擦角压密影响系数ζ2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,ζ1i取值为1.1~1.15,ζ2i取值为1.05~1.1,距地面3m~5m处的地基,ζ1i取值为1.05~1.1,ζ2i取值为1.02~1.05,距地面5m~8m处的地基,ζ1i取值为1.0~1.05,ζ2i取值为1.0~1.02,距地面8m以上的地基,ζ1i取值为1.0,ζ2i取值为1.0。
六、选取多个已完成路堤填筑体的填筑、受力变形稳定且浸水后的膨胀土地基,对该膨胀土地基距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在浸水条件及路堤填筑体的重力作用下膨胀土地基不同分层深度的粘聚力c’yi取样和内摩擦角的数据库;
七、根据步骤四和步骤六收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
η1i=c’yi取样/cyi取样
得到四个分层深度下,粘聚力压密浸水影响系数η1i和内摩擦角压密浸水影响系数η2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,η1i取值为0.5~0.7,η2i取值为0.5~0.8,距地面3m~5m处的地基,η1i取值为0.7~0.8,η2i取值为0.8~0.9,距地面5m~8m处的地基,η1i取值为0.8~0.9,η2i取值为0.9~1.0,距地面8m以上的地基,η1i取值为0.9~1.0,η2i取值为1.0。
通过得到各项系数的取值区间,则可应用于膨胀土地基3路堤桩板墙1的加固桩11设计方法中,在本实施例中,路堤填筑体2的下部是采用了细粒土或改良土进行填筑的,包括如下步骤:
csi=k1icti
σsi=k3iσti
cyi=ζ1icti
S3、计算路堤填筑体2在膨胀土地基3上的下滑推力F:
通过现场的钻孔取样,并进行室内试验得到路堤填筑体2的粘聚力ci和内摩擦角路堤填筑体2下方的膨胀土地基3粘聚力取cyi,内摩擦角取路堤桩板墙1外侧的膨胀土地基3粘聚力取csi,内摩擦角取通过瑞典条分法计算下滑推力F;
S4、根据下滑推力F计算路堤桩板墙1的加固桩11桩长和加固桩11截面尺寸,其中地基水平抗力系数取σsi。
实施例2
在本实施例中,各项系数的取值区间的获取方法与实施例1相同,并将各项系数的取值在取值区间内选定,如图1所示,采用路堤桩板墙1对道路左侧进行收坡加固,路堤桩板墙1包括加固桩11和挡土板12,路堤桩板墙1的内侧有高度为6m的路堤填筑体2,路堤面宽度为13.6m,路堤的表层采用0.6m级配碎石21填筑,路堤表层的下方采用粗粒土填料22进行填筑,地基为厚层膨胀土,膨胀土地基3按照距地面1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法进行计算分析;本发明所述的一种膨胀土地基3路堤桩板墙1的加固桩11设计方法,包括如下步骤:
1m~3m:k11取0.4、k21取0.5、k31取0.4
3m~5m:k12取0.7、k22取0.8、k32取0.7
5m~8m:k13取0.85、k23取0.9、k33取0.85
8m以上:k14取1.0、k24取1.0、k34取1.0
通过计算得到:
1m~3m:ζ11取1.15、ζ21取1.1
3m~5m:ζ12取1.1、ζ22取1.05
5m~8m:ζ13取1.05、ζ23取1.02
8m以上:ζ14取1.0、ζ24取1.0
通过计算得到:
1m~3m:η11取0.5、η21取0.5
3m~5m:η12取0.7、η22取0.8
5m~8m:η13取0.8、η23取0.9
8m以上:η14取1.0、η24取1.0
通过计算得到:
C、计算路堤填筑体2在膨胀土地基3条件的下滑推力F:
路堤表层0.6m级配碎石21的粘聚力和内摩擦角通过现场的钻孔取样,并进行室内试验得到:
路堤表层下方5.4m高度的粗粒土填料22,其粘聚力和内摩擦角通过现场的钻孔取样,并进行室内试验得到:
采用瑞典条分法计算得到下滑推力:F=142kN/m
D、膨胀土地基3的水平抗力系数取σsi,根据下滑推力F计算路堤桩板墙1的加固桩11桩长和加固桩11截面尺寸:
加固桩11桩长:21m
加固桩11截面尺寸:1.75m(宽)×2.5m(厚)
本发明的设计方法计算了膨胀土地基3浸水软化的影响,设计的加固桩11数据合理,按照该加固桩11设计数据完成的路堤桩板墙1,能够有效避免膨胀土地基3浸水软化后造成路堤桩板墙1过度变形或失稳的问题。
而传统路堤桩板墙1的加固桩11设计方法,参数选取的方式及计算结果如下:
采用瑞典条分法计算得到下滑推力:F=121kN/m
膨胀土地基3的水平抗力系数取σti,根据下滑推力F计算路堤桩板墙1的加固桩11桩长和加固桩11截面尺寸:
加固桩11桩长:18m
加固桩11截面尺寸:1.5m(宽)×2.5m(厚)
与本发明的设计方法相比,传统路堤桩板墙1的加固桩11设计方法没有计算膨胀土地基3浸水软化的影响,计算的加固桩11尺寸偏小,设计的路堤桩板墙1稳定性不足,膨胀土地基3浸水软化后,设计的路堤桩板墙1存在发生过度变形或失稳的风险。
现场应用时,也可将膨胀土地基3按照其它的分层方法进行计算,比如将膨胀土地基3按照距地面1m~2m、2m~4m、4m~6m、6m~8m和8m以上的分层方法进行划分,在数据库中提取对应分层的数据,得到各系数的取值区间,进而完成对加固桩11尺寸的设计计算,通过更详细的分层,在路堤桩板墙1所处膨胀土地基3的情况较为复杂的情况下,可以进一步优化加固桩11的设计数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
csi=k1icti
σsi=k3iσti
式中:k1i为粘聚力浸水影响系数,k2i为内摩擦角浸水影响系数,k3i为地基水平抗力浸水影响系数;
cyi=ζ1icti
式中:ζ1i为粘聚力压密影响系数,ζ2i为内摩擦角压密影响系数;
D.根据所述下滑推力F计算所述路堤桩板墙(1)的加固桩(11)桩长和加固桩(11)截面尺寸,其中地基水平抗力系数取σsi。
3.根据权利要求2所述的一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,在所述步骤a中,所述粘聚力压密浸水影响系数η1i和所述内摩擦角压密浸水影响系数η2i的取值获取方法,包括如下步骤:
a1、选取多个已完成路堤填筑体(2)的填筑,且受力变形稳定的膨胀土地基(3),对膨胀土地基(3)距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在路堤填筑体(2)的重力作用下膨胀土地基(3)不同分层深度的粘聚力cyi取样和内摩擦角的数据库;
选取多个已完成路堤填筑体(2)的填筑、受力变形稳定且浸水后的膨胀土地基(3),对该膨胀土地基(3)距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在浸水条件及路堤填筑体(2)的重力作用下膨胀土地基不同分层深度的粘聚力c’yi取样和内摩擦角的数据库;
a2、根据两次收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
η1i=c’yi取样/cyi取样
得到不同分层深度下,所述粘聚力压密浸水影响系数η1i和所述内摩擦角压密浸水影响系数η2i的取值区间。
4.根据权利要求3所述的一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,膨胀土地基(3)距离地面的深度按1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法,得到系数η1i和系数η2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,η1i取值为0.5~0.7,η2i取值为0.5~0.8,距地面3m~5m处的地基,η1i取值为0.7~0.8,η2i取值为0.8~0.9,距地面5m~8m处的地基,η1i取值为0.8~0.9,η2i取值为0.9~1.0,距地面8m以上的地基,η1i取值为0.9~1.0,η2i取值为1.0。
5.根据权利要求1-2任一所述的一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,在所述步骤B中,所述粘聚力浸水影响系数k1i、所述内摩擦角浸水影响系数k2i和所述地基水平抗力浸水影响系数k3i的取值获取方法,包括如下步骤:
选取多个浸水后的膨胀土地基(3),对该膨胀土地基(3)距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在浸水条件下膨胀土地基(3)不同分层深度的粘聚力csi取样、内摩擦角和地基水平抗力系数σsi取样的数据库;
B2、根据两次收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
k1i=csi取样/cti取样
k3i=σsi取样/σti取样
得到不同分层深度下所述粘聚力浸水影响系数k1i、所述内摩擦角浸水影响系数k2i和所述地基水平抗力浸水影响系数k3i的取值区间。
6.根据权利要求5所述的一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,膨胀土地基(3)距离地面的深度按1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法,得到系数k1i和系数k2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,k1i取值为0.4~0.7,k2i取值为0.5~0.8,k3i取值为0.4~0.7,距地面3m~5m处的地基,k1i取值为0.7~0.85,k2i取值为0.8~0.9,k3i取值为0.7~0.85,距地面5m~8m处的地基,k1i取值为0.85~0.95,k2i取值为0.9~1.0,k3i取值为0.85~0.95,距地面8m以上的地基,k1i取值为0.95~1.0,k2i取值为1.0,k3i取值为0.95~1.0。
7.根据权利要求1-2任一所述的一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,在所述步骤B中,所述粘聚力压密影响系数ζ1i和所述内摩擦角压密影响系数ζ2i的取值获取方法,包括如下步骤:
选取多个已完成路堤填筑体(2)的填筑,且受力变形稳定的膨胀土地基(3),对该膨胀土地基(3)距离地面不同深度的位置进行分层取样,得到在路堤填筑体(2)的重力作用下膨胀土地基(3)不同分层深度的粘聚力cyi取样和内摩擦角的数据库;
B4、根据两次收集的数据库,将两次取样为相同位置的数据按下式计算:
ζ1i=cyi取样/cti取样
得到不同分层深度下,所述粘聚力压密影响系数ζ1i和所述内摩擦角压密影响系数ζ2i的取值区间。
8.根据权利要求7所述的一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法,其特征在于,膨胀土地基(3)距离地面的深度按1m~3m、3m~5m、5m~8m和8m以上的分层方法,得到系数ζ1i和系数ζ2i的取值区间:距地面1m~3m处的地基,ζ1i取值为1.1~1.15,ζ2i取值为1.05~1.1,距地面3m~5m处的地基,ζ1i取值为1.05~1.1,ζ2i取值为1.02~1.05,距地面5m~8m处的地基,ζ1i取值为1.0~1.05,ζ2i取值为1.0~1.02,距地面8m以上的地基,ζ1i取值为1.0,ζ2i取值为1.0。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110450396.XA CN113089636B (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110450396.XA CN113089636B (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113089636A true CN113089636A (zh) | 2021-07-09 |
CN113089636B CN113089636B (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=76680073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110450396.XA Active CN113089636B (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113089636B (zh) |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102535500A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-04 | 上海现代建筑设计(集团)有限公司 | 大面积地面堆载下软土地基处理的减沉路堤桩及设计方法 |
JP2014125778A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Yahagi Construction Co Ltd | 盛土・地山複合補強土壁構造及び盛土・地山複合補強土壁工法 |
EP2781659A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-09-24 | Hans Scheel | Submarine construction for tsunami and flooding protection, for fish farming, and for protection of buildings in the sea |
KR20150129133A (ko) * | 2014-05-08 | 2015-11-19 | 한국철도기술연구원 | 연약지반 상에 부유식 말뚝을 이용하여 조성되는 성토체 구조물 및 그 시공 방법 |
CN107604770A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-01-19 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 无砟轨道低路堤基底膨胀土桩基加固后隆起量的确定方法 |
CN109457726A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-12 | 仵社教 | 一种带抗剪板的挡墙及其优化设计方法 |
CN110424436A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-08 | 中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司 | 一种输电线路短桩基础上拔承载力设计方法 |
CN111218871A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-02 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种摩擦受力型路堤桩板墙结构的设计方法 |
CN111241621A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-05 | 西南交通大学 | 一种路堤下高强度桩复合地基稳定性评估方法 |
CN111636255A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-08 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种土质地基路肩桩板墙加固结构及设计方法 |
JP2020204867A (ja) * | 2019-06-17 | 2020-12-24 | 日本電信電話株式会社 | 解析装置 |
CN112195703A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-08 | 天津大学 | 碎石桩联合土工格栅复合地基稳定性控制的计算方法 |
-
2021
- 2021-04-25 CN CN202110450396.XA patent/CN113089636B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102535500A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-04 | 上海现代建筑设计(集团)有限公司 | 大面积地面堆载下软土地基处理的减沉路堤桩及设计方法 |
JP2014125778A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Yahagi Construction Co Ltd | 盛土・地山複合補強土壁構造及び盛土・地山複合補強土壁工法 |
EP2781659A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-09-24 | Hans Scheel | Submarine construction for tsunami and flooding protection, for fish farming, and for protection of buildings in the sea |
KR20150129133A (ko) * | 2014-05-08 | 2015-11-19 | 한국철도기술연구원 | 연약지반 상에 부유식 말뚝을 이용하여 조성되는 성토체 구조물 및 그 시공 방법 |
CN107604770A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-01-19 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 无砟轨道低路堤基底膨胀土桩基加固后隆起量的确定方法 |
CN109457726A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-12 | 仵社教 | 一种带抗剪板的挡墙及其优化设计方法 |
JP2020204867A (ja) * | 2019-06-17 | 2020-12-24 | 日本電信電話株式会社 | 解析装置 |
CN110424436A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-08 | 中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司 | 一种输电线路短桩基础上拔承载力设计方法 |
CN111241621A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-05 | 西南交通大学 | 一种路堤下高强度桩复合地基稳定性评估方法 |
CN111218871A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-02 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种摩擦受力型路堤桩板墙结构的设计方法 |
CN111636255A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-08 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种土质地基路肩桩板墙加固结构及设计方法 |
CN112195703A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-08 | 天津大学 | 碎石桩联合土工格栅复合地基稳定性控制的计算方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
曾国东等: "桩土复合路基沉降影响因素的归一化分析", 《公路交通科技(应用技术版)》 * |
王景梅等: "考虑土性参数空间变异性的桩基可靠度分析", 《土木工程与管理学报》 * |
王长虹等: "灰土挤密桩在湿陷性黄土路基中的应用", 《兰州交通大学学报》 * |
高连亭: "《公路路基工程施工技术与质量检验》", 30 June 2003 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113089636B (zh) | 2022-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chai et al. | A method for predicting consolidation settlements of floating column improved clayey subsoil | |
CN108374403A (zh) | 增湿超高能级处理25m以上湿陷性黄土地基施工方法 | |
Fatahi et al. | Settlement prediction and back analysis of Young’s modulus and dilation angle of stone columns | |
CN110727988A (zh) | 基于软土参数空间异性的深厚软基固结沉降分层总和算法 | |
CN112417550B (zh) | 一种碎石桩竖向承载力的简化计算方法 | |
CN113089636B (zh) | 一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法 | |
Arulrajah et al. | Instrumentation at Changi land reclamation project, Singapore | |
Rampell et al. | Predicted and observed performance of an oil tank founded on soil-cement columns in clayey soils | |
CN110633537B (zh) | 钻爆法地铁隧道施工期路基沉降的预测方法 | |
Long et al. | Performance and analyses of thick soft clay deposit improved by PVD with surcharge preloading and vacuum consolidation-A case study at CMIT | |
CN110100062B (zh) | 弱矿物土组成的地基的压实方法 | |
Ganal et al. | Back analysis of long-term measurements of a high-rise building founded on a raft foundation in overconsolidated clay | |
CN115758067A (zh) | 桩基冲击钻孔地质分层方法 | |
Zhou et al. | A Full‐Scale Field Study on Bearing Characteristics of Cast‐in‐Place Piles with Different Hole‐Forming Methods in Loess Area | |
CN108589434A (zh) | 一种路基底部膨胀土复合桩基的抗隆起设计方法 | |
Jiang et al. | Effect of improvement and application of composite prefabricated vertical drain method in marine soft ground: a case study | |
Idries et al. | Case study: 3D mobilized strength of compacted fill | |
Ramdane et al. | Differential settlements of cylindrical steel storage tanks: case of the marine terminal of Bejaia | |
Wong et al. | Dynamic replacement ground improvement–Field performance versus design predictions for the Alexandria City Centre Project in Egypt | |
Marcu et al. | Comparison of the results from static and dynamic penetration tests, in situ plate tests and laboratory compressibility tests | |
Qi et al. | Deformation and Stability of Soft Foundation Improved by Prefabricated Vertical Drains Adjacent to River Bank | |
Hwang et al. | Back Analyses of Historical Ground Subsidence Induced by the Lowering of Groundwater Table | |
Serridge | Some applications of ground improvement techniques in the urban environment | |
Haberfield et al. | Foundation Investigation and Analysis for Tall Tower Developments. | |
Ghandeharioon | Analytical and numerical study of soil disturbance associated with the installation of mandrel-driven prefabricated vertical drains |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |