水泥深層攪拌樁計(jì)算應(yīng)用示例

【摘要】水泥深層攪拌樁在城市道路軟基處理中效果顯著。通過(guò)在重慶市龍騰路中素填土的實(shí)際處理及理論計(jì)算，可以達(dá)到使用要求。

【關(guān)鍵詞】水泥深層攪拌樁 素填土 應(yīng)用 計(jì)算

水泥深層攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過(guò)深層攪拌機(jī)械在地基將軟土或沙等和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟基硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。該方法適用于軟基處理，效果顯著，處理后可成樁、墻等。

深層水泥攪拌樁適用于處理淤泥、砂土、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土。當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。冬季施工時(shí)應(yīng)注意低溫對(duì)處理效果的影響。

下面結(jié)合重慶市龍騰路的實(shí)際應(yīng)用來(lái)了解其計(jì)算過(guò)程。

重慶市龍騰路工程全長(zhǎng)1830米，道路紅線寬度30米。根據(jù)工程《巖土工程勘察報(bào)告》，巖土層在不同的地段分布各不相同，道路終點(diǎn)處從K1+700～K1+830.605段，地表處素填土①屬軟弱土層，承載力低，呈高壓縮性，不宜直接作為路基持力層。素填土①底到路面設(shè)計(jì)標(biāo)高最深達(dá)16.5m，厚度普遍較大，且素填土①最深處有1.4米左右的淤泥②。設(shè)計(jì)擬采用水泥深層攪拌樁處理素填土①，要求處理后地基承載力≥180KPa，經(jīng)檢驗(yàn)合格后的復(fù)合地基作為路基持力層。

計(jì)算過(guò)程：

根據(jù)地址勘察報(bào)告，素填土①容許承載力60KPa，查表得側(cè)土平均容許摩阻力10KPa。

D：攪拌樁樁徑 （m）

A：攪拌樁截面積（m2）

Sa：攪拌樁樁周長(zhǎng)（m）

L：設(shè)計(jì)攪拌樁樁長(zhǎng)（m）

Pa：攪拌樁單樁承載力（KPa）

f：樁側(cè)土的平均容許摩阻力（KPa）

K： 水泥土強(qiáng)度安全系數(shù)，一般取1.5

單樁承載力：Pa=f×Sa×L

Ac：置換率

n：總樁數(shù)

F：地基加固的面積（m2）

Rs：攪拌樁間土的地基容許承載力（KPa）

Rsp：處理后地基容許承載力（KPa）

η：樁間土的承載力折減系數(shù)，當(dāng)樁端為軟土?xí)r，η取0.5～1，當(dāng)樁端為硬土?xí)rη<0.5。

現(xiàn)設(shè)計(jì)攪拌樁樁長(zhǎng)為9米。

Pa=Qa×A/2K

Ac=（Rsp-ηRs）/（Pa/A-ηRs）

n=F×Ac/A

A=Dπ=0.6π

Pa=f×Sa×L=12×0.6π×9=203.5N 或

Pa=Qu×A/2K=2200×0.283/（2×1.5）=207.5N

Pa取上述中的較小值 故Pa=203.5

Ac=（Rsp-ηRs）/（Pa/A-ηRs）=（180-0.5×60）/（203.5/0.283-0.5×60）=0.218

r（樁間距）=（0.283/0.218）1/2=1.14m

下臥層地基的驗(yàn)算：

設(shè)計(jì)荷載城—B級(jí)，取兩輛車進(jìn)行驗(yàn)算，一車輛總重300KN，長(zhǎng)4.8米，寬3米。

兩輛車寬6.1米

（G車+G土-Fs×f）/ F1

R=Rs+Κ2Υ2（h-3） Κ2=1.0 Υ2=18KN/m3

F1：假想基礎(chǔ)的底面積（m2）

R=60+1.0×18（9-3）=168 KPa

F1=4.8×6.1=29.28 m2

（G車+G土-Fs×f）/ F1=（300×2+6.1×4.8×9.5×18-21.8×9.5×10）/29.28

=120.8 KPa

設(shè)計(jì)參數(shù)及要求：

設(shè)計(jì)深層攪拌樁樁間距按1m×1m呈正方形布置，置換率為21.8%，樁徑為0.6m，90天取芯強(qiáng)度R90≥2200KPa，水泥參考摻量為12%～15%（水泥中摻入占水泥重量10%的粉煤灰），以試驗(yàn)室結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試樁做出的水泥摻入量為準(zhǔn)。攪拌樁樁頂標(biāo)高為路床標(biāo)高減去0.5米。路床下素填土厚度較小處，要求攪拌樁樁端分別達(dá)到粉質(zhì)粘土④或強(qiáng)風(fēng)化泥巖⑥且樁長(zhǎng)不小于4m，其它樁長(zhǎng)為9m。