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1、1 砂垫层厚度的计算实际上砂垫层厚度的计算就是垫层底部下卧层承载力的验算。计算方法有多种，目前我国常用的方法是按应力扩散角进行计算，即认为砂垫层以“”角向下扩散基底应力，到砂垫层底面(下卧层顶面)处的压应力 h 与砂垫层的自重应力之和 H 应小于或等于该处下卧层顶面地基的容许承载力，即：H()H。 在施工中，桥涵、挡土墙等构造物多为矩形基础，在基底的平均附加应力 作用下，压应力按扩散角 通过砂垫层向下扩散到下卧层顶面，假定此处产生的压应力平面呈梯形分部。 根据力的平衡条件可得：Lb=(b+hstg)L+bhstg+4/3*(hstg)2)h则该处下卧层顶面的附加应力为：h=Lb/(Lb+(L+
2、b+4/3* hstg)hstg) 式中：L基础的长度(m)；b基础的宽度(m)；hs砂垫层的厚度(m)；基底处的附加应力(KPa)；砂垫层的压应力扩散角，一般取 3545，根据垫层材料选用。h 是由基础传来的附加应力，而砂垫层底面下卧层同时还受到垫层本身及回填土的重力，因此H=h+rshs+rh 式中：rs砂垫层的容重(kN/m3)；r回填土的容重(kN/m3)；h基坑回填土的厚度(m)。由、式即可求得砂垫层所需厚度(m)。2 砂垫层平面尺寸的计算如上图，根据几何关系得砂垫层底部平面尺寸为：L=L+2hstg B=b+2hstg 式中：L砂垫层底平面的长度(m)； B砂垫层底平面的宽度(m)
3、。为防止砂垫层受力后向两侧软土挤动，大多数情况下砂垫层顶面尺寸也按、两式确定。3 示例某桥桥台为刚性扩大基础，尺寸为 8m(长)2m(宽)1m(厚)，基础埋置深度 1m，地基土为流塑性粘性土，L=1，e=0.8，r=18kN/m3，基底平均加应力为 160KPa，现采用砂垫层(rs=20kN/m3)进行地基加固处理，请确定砂垫层厚度及平面尺寸。计算过程如下：计算砂垫层厚度 hs。由资料可知，L=8m，b=2m，h=1m，r=18kN/m，rs=20kN/m3，=160KPa， 根据 IL=1，e=0.8，从一般粘性土地基容许承载力(0)(KPa)表查得 H=150KPa，将数据代入式 h=Lb
4、/(Lb+(L+b+4/3* hstg)hstg)中得到 150=8*2*160/(8*2+(8+2+4/3*hs*tg)* hstg)取 =45，整理得：19hs2-375hs+168=0由上式可得：hs=0.46(m) 计算砂垫层长度 L、宽度 B。L=L+2hstg=8+0.46=8.46(m)B=b+2hstg=2+0.46=2.46(m)4 结束语确定好垫层材料厚度及平面尺寸后，施工时保证垫层材料的密实度，确定最佳含水量，换填材料粘土含量不应大于 35%，粉料含量不应大于 25%，粒径宜小于 5cm；尽量避免挖好的基坑长时间暴露，以免被雨水冲刷，浸泡，以及其它外因破坏，造成基坑强度下降，使换填垫层达不到理想施工效果。由于挡土墙、桥涵等构造物的基坑往往较窄，对垫层材料的压实一般采用重锤、冲击夯等便于施工操作的机具进行分层压实。如果地基土又软又厚，或者基底压应力较大时，在施工时应选择其他软基加固办法，比如可采用排水固结法、振动水冲法、搅拌桩法等处理办法。
