桩基设计计算
根据钻孔资料,自排涵基土(岩)按其时代、成因及岩性不同,自上而下分耕土(Q4pd,层号①),粉质粘土(Q4al,层号②),粉质粘土(Q4el,层号③),强风化泥质粉砂岩(J,层号④1),弱风化泥质粉砂岩(J,层号④2),强风化粉砂岩(J,层号⑤1),弱风化粉砂岩(J,层号⑤2)。
⑴、自排涵0+000至0+065地基主要位于J强风化泥质粉砂岩④1层,该层地基容许承载力[σ]=300kpa﹥233.3kpa,基地应力满足设计要求。
⑵、自排涵0+065至0+210地基主要位于Q4el粉质粘土③层,该层地基容许承载力[σ]=180kpa<233.3kpa,基地应力不满足设计要求。
参照地勘报告的地基处理意见,该段自排涵基础采用松木桩(头径150mm,尾径120mm)基础。
⑶、自排涵0+210至0+260地基主要位于J强风化泥质粉砂岩④1,该层地基容许承载力[σ]=120-150kpa<233.3kpa,基地应力不满足设计要求。
参照地勘报告的地基处理意见,该段自排涵基础采用松木桩(头径150mm,尾径120mm)基础。
(1)桩身及其布置设计计算
根据《建筑地基处理规范》(JGJ79-2002),单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩荷载试验确定,可按以下列公式计算: R a=ψa [σ] A P式中:
式中:R a——单桩承载力标准值(kN);
ψ——纵向弯曲系数,与桩间土质有关,一般取1;
a——桩材料的应力折减系数,木材取0.5;
[σ] ——桩材料的容许应力,桩头Φ150mm,桩尾Φ120mm 的松木桩[σ]=2700kpa;
A P——桩端截面积(m2);
故R a=1×0.5×2700×π×(0.12/2)2=15.26 S=R/R a=233.3/15.26=15.3,即每平方米至少15.3根桩。
实际设计松木桩采用500×500梅花形布置,面积置换率m=d2/(1.05*s)2=8%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5-15。
表单桩竖向承载力特征值计算成果表
松木桩桩身尾径φ=12mm,单桩长3m,按500×500mm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》(JGJ79-2002),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: sk P
a
spk f m A R m
f )1(-+=β 式中: spk f ——复合地基承载力特征值,KPa ; m ——面积置换率;
a R ——单桩竖向承载力特征值,KPa ;
P A ——桩端截面积,m 2
;
β——桩间土承载力折减系数,取0.8;
sk f ——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2。
表2 复合地基承载力估算成果表
复合地基承载力f spk =240>自排涵基底应力最大值233.3 kPa ,满足设计要求。
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