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路基软基换填计算书


深度修正系数按照表5.2.4取最小值,η d =1.0
软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(仅深度修正):
3、换填计算
f az= f ak+η dγ m(d-0.5)= 120.205 kPa
超出p z+p cz -2.004%
p z+p cz

f az
N:基底应力不满足设计要求,需要换填处理。
三、路面、路基、路基处理材料:
路面、路基及土层断面,见图1
1.路面结构: 总厚度 面层
h = 63 cm 4 cm C35混凝土
基层
20 cm
底基层
32 cm
7 cm AC-20中粒式 5%水泥稳定碎石 4%水泥稳定石屑
2.土层参数 路基土质: 设计路面至软基距离 路基承载力特征值 路床底距软弱层距离 软弱下卧层承载力
作用在软基顶面的宽度k即为图5中的b2,按下式计算:
b1=b+2h×tanα= 6.227m
b2=b1+2Z×tanβ= 6.936m
k=b2= 6.936m
同理, 两车并排纵向向2轴后轮着地长度a,见图5(b)。
a=2×(0.2/2)+1.4= 1.600m
一个轮的作用力传递至软基顶面的长度a2,>两后轴的轴距1.4m,因此,作用至软基顶面的车辆荷载按两个后 轴计,则作用在软基顶面的长度度l按下式计算:
图3
作用在软基顶面的车辆荷载,路面结构层以30°的压力扩散角向下传递至路床,再以路基土的压力扩散角传递 至软基顶面。
(a)轮着地宽度方向 图4
一组车轮的作用力分布如图4所示 横向一组后轮着地宽度b=0.6m,见图4(a)。
b1=0.6+2h×tanα= 1.327m b2=b1+2Z×tanβ= 2.036m
γ m= 19.098 kN/m3 深度修正系数按照表5.2.4取最小值,η d =1.0
软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(仅深度修正):
3、结论
f az= f ak+η dγ m(d-0.5)= 121.841 kPa
超出p z+p cz 11.654%
p z+p cz

f az
Y:换填后基底应力满足设计要求。
p cz=GK/A= 74.520 kPa p z+p cz= 122.392 kPa
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.2.4条对软弱下卧层顶面地基承载力做深度修正,软弱 下卧层顶面处土的加权平均重度:
γ m=22h/(h+Z)+18Z/(h+Z)= 18.630 kN/m3
3
p z+p cz≤f az 式中:p z—相应于作用的标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加应力值(kPa);
p cz—软弱下卧层顶面处土的自重压力值(kPa); f az—软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。 两辆车的两个后轴并排时,作为受力最不利组合,共4轴,每轴荷载140kN。车辆荷载ΣF=140×4=560kN。 根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.1.5条规定, 汽车荷载包括冲击力和离心力,采用车辆 荷载计算时,分项系数γ=1.8,软基顶面处的附加压力值Fk为:
Fk=1.8F= 1008kN 车辆荷载作用在软弱下卧层顶面处的附加力p z为:
p z=Fk/A= 47.872 kPa 路面结构层重度取22kN/m3,路基重度取18kN/m。 软基作用面积上的土重Gk为: Gk=A(22h+18Z)= 1569.118 kN 软基顶面处的顶面处土的自重压力值p cz:
换填断面,见图2 3.换填结构参数
换填材料 换填厚度 换填顶面距路床距离
松散 素填土 Y= 4 m f aj= 80 kPa Z= 3.37 m f ak= 55 kPa
块(片)石 H= 1.5 m R= 0 m
1
图1 图2
换填顶面回填材料 换填底面距软基距离
无 S= 1.87 m
四、 设 计 计 算
换填层采用 块(片)石 。 换填层厚 1.500m 扩散角30 °
换填处理,两车并列后轮车轮的作用力分布如图6所示,
(a)轮着地宽度方向 4
(b)轮着地长度方向
图6 换填两车并排横向4组后轮着地宽度b,见图6(a)
b=2×(0.6/2)+1.8+1.3+1.8= 5.500m 作用在软基顶面的宽度k即为图6中的b4,按下式计算:
(b)轮着地长度方向
2
一个轮的作用力传递至软基顶面的宽度b2,>两车并排的轮距1.3m,也>一辆车的轮距1.8m,因此,作用至软 基顶面的车辆荷载按照两车并排4轮计,作用在软基顶面的宽度k为两个后轴4个车轮向下扩散在软基的尺寸。
同理,纵向一组后轮着地长度a=0.2m,见图4(b)。
a1=0.2+2h×tanα= 0.927m a2=a1+2Z×tanβ= 1.636m
1、荷载标准及作用范围
本工程为: 二级公路
交通等级: 中等交通
车辆荷载:公路I级
根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014),公路I级和公路Ⅱ级的汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值,车辆荷载的立 面、平面布置及标准值应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)车辆荷载的固定值。
原路基验算
设计路面至软基的距离Y= 4 m
5
软基顶面平均压应力p z+p cz= 122.392 kPa
软基顶面修正后的承载力f az= 120.205 kPa
p z+p cz

f az
超出p z+p cz -2.004%
N:基底应力不满足设计要求,需要换填处理。
换填计算
换填厚度H= 1.5 m
换填顶面距路床距离R= 0 m
工程名称: XX市XX工程
一、设 计 参 数
道路等级:
二级公路
路面结构:
沥青路面
设计年限:
15
设计车速:
40
车辆荷载:
公路I级
交通等级:
中等交通
车道数:
4
路基软基换填计算
二、设 计 依 据 1、《公路工程技术标准》(JTG B01-2014) 2、《公路路基设计规范》(JTG D30-2015) 3、《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》(JTG/T D31-02-2013) 4、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 5、《混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 6、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
23kN/m 3
Gk= 3050.390 kN 软基顶面处的顶面处土的自重压力值p cz:
p cz=GK/A= 82.020 kPa
p z+p cz= 109.123 kPa 根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.2.4条对软弱下卧层顶面地基承载力做深度修正, 软弱下卧层顶面处土的加权平均重度:
a1=a+2h×tanα= 2.327m
a2=a1+2Z×tanβ= 3.036m
l =a2= 3.036m
作用在软基顶面的面积A=l ×k= 21.056 m2
2、路基软基承载力验算 根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.2.7条规定,当地基受力层范围内有软弱下卧层时,按 下述公式验算软弱下卧层的地基承载力:
根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)表7.0.4,计算车辆对路面作用采用550kN车辆,两个后轴轴距1.4m,一个轴荷 载140kN,车辆布置立面见图3(a),平面尺寸见图3(b),横向布置见图3(c)。以横向布置2辆车同时作用。
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)表4.3.1-2,轮着地宽度0.6m,着地长度0.2m,故车辆荷载分布宽度为:
b1=b+2h×tanα= 6.227m b2=b1+2R×tanβ= 6.227m b3=b2+2H×tanθ= 7.960m b4=b3+2S×tanγ= 8.353m
k=b4= 8.353m
同理, 两车并排纵向向2轴后轮着地长度a,见图6(b) a=2×(0.2/2)+1.4= 1.600m
a1=a+2h×tanα= 2.327m a2=a1+2R×tanβ= 2.327m a3=a2+2H×tanθ= 4.060m a4=a3+2S×tanγ= 4.453m
一个轮的作用力传递至软基顶面的长度a2,>两后轴的轴距1.4m,因此,作用至软基顶面的车辆荷载按两个后 轴计。
作用在软基顶面的车轮为两车并列,4轴8轮,见图5。
(a)轮着地宽度方向
(b)轮着地长度方向
图5
两车并排横向4组后轮着地宽度b,见图5(a)
b=2×(0.6/2)+1.8+1.3+1.8= 5.500m
换填底面距软基距离S= 1.87 m
软基顶面平均压应力p z+p cz= 109.123 kPa 软基顶面修正后的承载力f az= 121.841 kPa
超出p z+p cz 11.654% Y:换填后基底应力满足设计要求。后作用在软基顶面面积A=l ×b= 37.191 m2
Fk=1.8F= 1008kN 车辆荷载作用在软弱下卧层顶面处的附加应力值p z为:
p z=Fk/A= 27.103 kPa 各层重度取值:路面结构层22kN/m3,换填层上部填土18kN/m3,换填材料
软基作用面积上的土重Gk为:
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