水泥土搅拌桩复合地基设计

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1、.水泥土搅拌桩复合地基设计介绍水泥土搅拌桩复合地基设计介绍结合地区经历吴祖德市建立工程施工图设计审查中心，213002摘摘要：要：结合实践经历和设计规，介绍了水泥土搅拌桩的构造特点、 施工方法、以及常用加固方法及型式，其中详细介绍了设计方法， 复合地基承载力设计值和沉降量的计算，以及相应的应用软件， 可提供给相关专业技术人员在工作中参考应用。注：执行?建筑地基处理技术规?JGJ 79-2012时，注意规用词，称“水泥土搅拌桩，不再称“深层搅拌桩、 “粉喷桩；水泥土搅拌桩的施工工艺分为：浆液搅拌法简称湿法 ；粉体搅拌法简称干法 。关键词：关键词：水泥土搅拌桩单桩承载力复合地基承载力沉降计算1 1

2、 深层搅拌桩在地区的实践深层搅拌桩在地区的实践1.11.1 实践实践市于 1992 年引进水泥土搅拌桩加固软土地基，首先采用在亚细亚傍留芳路6 层住宅，淤泥质土有20m 深。至今仍然用得很多，其间也出现过一些问题，施工控制不好，有产生不均匀沉降、裂缝等。有一段时间，因出现过问题，禁用水泥土搅拌桩，后来放宽好用了，有附加条件，要经过沉降计算，并符合要求。在水泥土搅拌桩主要适用加固地耐力 120KPa 以下淤泥质、粉质粘土。大于 120、130、140KPa 也处理，但搅拌机械动力较困难，施工要细心。地耐力120KPa 以下的地基，处理后可达 100300KPa，含砂、粉粒的土可达大于300KPa

3、。一般处理后的复合地基可达200KPa 以。水泥土强度，在11.2MPa个别有 1.4MPa ，复合地基在 150180KPa。表表 1 1早期深层搅拌桩典型工程介绍早期深层搅拌桩典型工程介绍序号地年代点淤泥层厚m20桩径mm桩长m水泥掺量%置换率%水泥土强度MPa单桩承载力KN设计110见注1实测133复合地基承载力KPa设计实测沉降量cm1留芳路六层住宅关河路住宅丹阳六层住宅五星乡住宅1992年上半年1992年 7 月5006.5纵向45285kg/m横 向3514.2503kg/m12.71.11802238.45.8129.210230500828双排401101281902053见注

4、25003615250379304279270沉降量很小沉降很小4见注3700351538.5200注： 1早期单桩承载力设计值中，桩强度折减系数为0.20.5;2序号 3，无淤泥层，上面 150KPa，下面 140KPa，桩打至粉质粘土；土含粉、砂粒，所以桩身强度高，且打入持力层，所以沉降量很少；3序号 4，表层 35m 淤泥质土，下面为亚粘土；因桩尖有持力层，沉降很小。.v.1.21.2 干法湿法干法湿法干法粉体搅拌法喷干水泥 ，加固深度不宜大于15m。湿法浆液搅拌法喷水泥浆 ，加固深度不宜大于 20m。被加固土的含水量大3070% ，PH4 采用干法根据?粉体喷搅法加固软弱土层技术规?T

5、B 10113-96规定 ，被加固土含水量小，采用湿法。另根据 ?公路路基设计规?JTGD30-2004介绍，如果采用湿法，30%60%的含水量可以很容易成桩，如果采用干法，天然含水量在70%80%时也可以成桩。此时的粉喷量应提高为7580kg/m。施工机械，总动力50 千瓦，搅拌机械动力30 千瓦，干法搅拌机械动力在下面。湿法搅拌机械动力在上面。粉体搅拌法桩直径为50cm，浆液搅拌法桩直径有50、60、70cm。加固深度规可达 20m，没有必要，一般 1214m 以，采用最多的是 68m，53m 也有。1.31.3 使加固的复合地基到达设计强度，关键是桩的水泥土强度。影响因素有：使加固的复合

6、地基到达设计强度，关键是桩的水泥土强度。影响因素有：龄期强度：龄期强度：7 天达 30%，28 天达 70%，90 天达 80%，180 天达 100%，规规定按90 天的强度值计算；水泥掺入量：水泥掺入量：规 715%，是针对全国讲，用 1020%，用 15%最多。15%水泥掺入量，水泥土强度可达 1.01.2MPa室试验还要高些 。表 1 为某工程的水泥土无侧限抗压强度quMPa表，图1 为某工程的不同水泥掺入比、水泥龄期的水泥土无侧限抗压强度。表表 2 2 某工程的水泥土无侧限抗压强度某工程的水泥土无侧限抗压强度quMPaMPa图图 1 1某某工程的不同水泥掺工程的不同水泥掺入比、水泥土

7、入比、水泥土龄期的水泥土无侧龄期的水泥土无侧限限 抗抗 压压 强强 度度图图 土土 含含水量：水量： 河塘地区一般在 3050%。采 用 水 泥 掺 入 量15%，即可到达要求强度， 当含水量80%，强度降低很多， 要做试块； 水水 泥泥标号：标号： 原用 425 号普通 硅 酸 盐 水泥， 现在标号是 42.5级。用标号高，强度大；有机质含量：有机质含量：要慎重。如泥灰层等；参加外加剂：参加外加剂：有粉煤灰、磷石膏等。试过粉煤灰，效果不明显；土中含粉粒、砂粒：土中含粉粒、砂粒：如淤泥质粉土、粉砂处理强度高，水泥土强度可达1.61.8MPa；搅拌均匀度：搅拌均匀度：要搅拌均匀，强度高。1.41

8、.4 关于桩及复合地基承载力公式，属半经历、半理论的公式，要通过实践积累经历。关于桩及复合地基承载力公式，属半经历、半理论的公式，要通过实践积累经历。1.51.5 复合地基承载力。复合地基承载力。 水泥土搅拌桩的桩径最小桩径不应小于500mm。 一般单桩直径 500mm， 长 58m，承载力 80KN，也有 100120KN。桩间土承载力折减系数，也与沉降要求有关，沉降要求不高取大，要求高取小。褥垫层碎石垫层 ，用振动压路机碾压最好，厚度不少于20cm，一般按 30cm 取用，可创造上刺入条件。当有水平力荷载时，没有褥垫层，桩折坏，有褥垫层时，桩不再破坏，实际是砂、碎石摩檫扩散。加褥垫层，值桩

9、间土承载力折减系数可取大些，桩土应力比，不加褥垫层 10:1，加褥垫层越厚，越小，会比2:1 还小。1.61.6 深层搅拌桩复合地基上的过渡层深层搅拌桩复合地基上的过渡层深层搅拌桩复合地基上的过渡层有褥垫过渡层图 1a 、塌落拱过渡层图 1b 、反滤导渗层图1c 、防渗稳定层图 1d 。1.6.11.6.1 褥垫过渡层褥垫过渡层: :通过褥垫层材料在承受荷载后产生的流动补偿， 使地基、桩间土与根底始终保持接触，从而能充分利用桩间土的承载能力， 共同工作。 褥垫层过渡层对于协调桩土变形、 调整根底不均匀沉降、保证桩土共同作用极为有效。.v.竖向承载水泥土搅拌桩复合地基应在根底和桩之间设置褥垫层。

10、褥垫层厚度可取200300mm，一般取 300mm 碎石褥垫层，最大粒径不宜大于20mm。图图 2 2碎石褥垫层图碎石褥垫层图当在挡土墙下的水泥土搅拌桩地基处理时，当有防渗要求时，应采用低强度等级的素混凝土垫层或有一定强度的水泥土垫层。可采用厚20cm 的 C20 素水泥混凝土垫层。a褥垫过渡层b塌落拱过渡层c反滤导渗层d防渗稳定层图图 3 3 水泥土搅拌桩复合地基上的过渡层水泥土搅拌桩复合地基上的过渡层图注：上部构造；褥垫虚线为承受荷载后变形情况 ；水泥土搅拌桩；软土；混凝土道面；底基层；塌落拱；持力层；防水混凝土层；反滤导流层；压淤平台粘土或亚粘土1.6.21.6.2 塌落拱过渡层塌落拱过

11、渡层: :为在水泥土搅拌桩及桩间土组成的复合地基与根底之间设置具有一定厚度的石碴过渡层。这种过渡层与褥垫层过渡层相反， 对桩间软土无强度要求， 但要求水泥土搅拌桩底部深入承载力较大的持力层中。采用填料粒径较大，且有较大的摩擦角。当桩间软土受荷产生固结沉降后，位于支撑桩上的石碴根本不沉降，而位于桩间软土上的石碴下部随之松动、 下沉，形成塌落拱。 上部荷载通过塌落拱传力至水泥土搅拌桩上，桩间软土根本不再承载，从而减少地基沉降量，过渡层兼起排水减压、 均化应力等作用，特别适用于上部构造及根底刚度不大的飞机跑道、高速公路路基及大型场站工程;1.6.31.6.3 反滤导渗层反滤导渗层: :承台或根底底板

12、即使采用防水混凝土，渗透系数亦在310-10110-10cm/s 之间，与下卧软土的渗透系数相近。完建后， 软土中的孔隙水、毛细水通过根底底板或承台向上渗透，软土中的空隙压力不断减少，软土便会产生新的固结沉降。在排水作用下，加速桩间土固结。建成后又能使外界地下水通过该层补充软土损耗的水分， 防止运行期间软土空隙水压减少， 防止桩间软土进一步固结沉降，从而减少对桩体的负摩檫力，提高承载能力。 采用这种型式的过渡层，建筑物要承受一定浮力，须核算抗浮稳定性；1.6.41.6.4 防渗稳定层：防渗稳定层：当根底底板或承台位于地下水位以下，或地下水位变化频繁时，为了实现干地施工，可在水泥土搅拌桩施工围的

13、淤泥， 采用粘土或亚粘土通过挤淤方式， 形成压淤平台；或采用反铲挖除软土回填抗剪强度高， 又有一定防渗性能的粘土或亚粘土。 然后在回填的粘土或亚粘土上施工水泥土搅拌桩。利用回填的粘土或亚粘土起防渗及稳定边坡作用，开挖施工根底， 进展上部构造施工。进展上部构造施工。这种方式特别适于在流塑状态淤泥中采用水泥土搅拌桩复合地基。1.71.7 关于软弱下层：关于软弱下层：处理河塘、河沟，当桩打入持力层，不存在软弱下卧层。有30m 厚淤泥，桩不可能打入持力层，故会有软弱下卧层存在，实际是在其上制造一层硬壳层。当淤泥20m 时，采用桩长 5m，当淤泥 30m 时，采用桩长 8m；1.81.8 关于沉降：关于

14、沉降：桩满足强度外，也有沉降控制。处理方法，有建筑物留缝，增强上部刚性等。当桩打入持力层，桩体局部沉降在 34cm 多。当桩有软弱下卧层，沉降就会更大，如留芳路住宅有10cm 多，沉降量有二局部组成，桩体局部及软弱下卧层。市政工程根底大，影响深度深，后期沉降大；1.91.9 关于根底外要否布桩：关于根底外要否布桩：按承载力计算，不需要。因为，水泥土桩的强度和刚度是介于柔性桩 砂桩、碎石桩等和刚性桩钢管桩、混凝土桩等间的一种半刚性桩，它所形成的桩体在无侧限情况下可保持直立，在轴向力作用下又有一定的压缩性， 但其承载性能又与刚性桩相似， 因此在设计时可仅在上部构造根底围布桩，不必像柔性桩一样需在根

15、底外设置护桩。1.101.10 关于布桩形式：关于布桩形式：1.10.11.10.1 有矩形、梅花形、有矩形、梅花形、 单排、多排，主要凑置换率；单排、多排，主要凑置换率； 水泥土搅拌桩的布置型式对加固效果有很大影响，水泥土搅拌桩的布置型式对加固效果有很大影响，一般根据工程地质特点和上部构造要求可采取柱状、壁状、格栅状、块状以及长短桩相结合等不同加一般根据工程地质特点和上部构造要求可采取柱状、壁状、格栅状、块状以及长短桩相结合等不同加固型式。固型式。图图 4 4水泥土搅拌桩的布置型式水泥土搅拌桩的布置型式柱状：柱状：每隔一定距离打设一根水泥土桩，形成柱状加固型式，适用于单层工业厂房独立根底和多

16、层房屋条形根底下的地基加固，它可充分发挥桩身强度与桩周侧阻力。壁状：壁状：将相邻桩体局部重叠搭接成为壁状加固型式，适用于防渗墙、深基坑开挖时的边坡加固，建筑物长高比大、刚度小和不均匀沉降比较敏感的多层房屋条形根底下的地基加固。格栅状或块状：格栅状或块状：它是纵横两个方向的相邻桩体搭接而成的加固型式。适用于上部构造单位面积.v.荷载大和对不均匀沉降要求控制严格的建构筑物的地基加固。长短桩相结合：长短桩相结合：当地质条件复杂，同筑物坐落在两类不同性质的地基上时，可用 3m5m 的短桩将相邻长桩连成壁状或格栅状，借以调整和减小不均匀沉降量。1.10.21.10.2 在晋陵中路铁路立交下穿地道傍，十几

17、米外有一条河，就中间土中采用了双排水泥土搅拌桩，成在晋陵中路铁路立交下穿地道傍，十几米外有一条河，就中间土中采用了双排水泥土搅拌桩，成为埋入土中的防渗挡水墙为埋入土中的防渗挡水墙。构造如下：图图 5 5 水泥土搅拌桩防水墙示意图水泥土搅拌桩防水墙示意图1.10.3?1.10.3?粉体喷搅法加固软弱土层技术规粉体喷搅法加固软弱土层技术规? ?TBTB 10113-9610113-96介绍的常用加固方法及型式介绍的常用加固方法及型式: :如图 6 按加固断面形状的分类、图 7 按支承形式的种类、图8 适用实例：a桩式加固b壁式中加固c格子式加固d块体式加固图图 6 6按加固断面形状的分类按加固断面

18、形状的分类a承力层支承式b非承力层支承式图图 7 7按支承型式的种类按支承型式的种类8 8适用实例适用实例1.111.11 关于关于 施工施工 方方面面：现有 机械 动力，适于 处理 淤泥，桩进 入好 土50100cm，电机电流 A=50 安倍即可。 搅拌次数越多越好，干法桩，提升时喷粉，一般是二搅一喷， 湿法桩，钻、提均喷，一般是 4 搅 4 喷； 竖向承载搅拌桩施工时， 停浆 灰面应高于桩顶设计标高 300500mm。在开挖基坑时，应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。1.121.12 规规定：规规定：竖向承载水泥土搅拌桩复合地基中的桩长超过 10m 时，在全桩水泥总掺量不变的前提下

19、，桩身上部三分之一桩长围可适当增加水泥掺量及搅拌次数；桩身下部三分之一桩长围可适当减少水泥掺量。1.131.13 标高不够：标高不够：指下搅拌桩处的地面标高不够时，用新回填土夯实，再置施工机械1.141.14 关于验收试验方法：关于验收试验方法：成桩前，要做试块。成桩后：1静力触探施工单位自检 ，挖开看16 压入试验；2取芯；3载荷试验，用承载板，2 倍荷载，周期长，费用高；4快速载荷试验，1.21.4 倍荷载值，沉降 5cm 取值；5沉降观测。2 2 设计实例设计实例依依 据据 规规 有有 ： ? ? 建建 筑筑 地地 基基 处处 理理 技技 术术 规规 ? ?JGJ79-2012JGJ79

20、-2012 建立部建立部 ；? ?深层搅拌法技术规深层搅拌法技术规? ?DL/T 5425-2009DL/T 5425-2009 能源部能源部 ；? ?软土地基深层搅软土地基深层搅拌加固法技术规程拌加固法技术规程 ? ?YBJ225-91YBJ225-91 冶金部冶金部 ；? ?粉体喷搅法加固软软弱土层技术规粉体喷搅法加固软软弱土层技术规? ? TB 10113-96TB 10113-96 铁道部铁道部 ； ? ?公路路基设计规公路路基设计规? ? JTG D30-2004JTG D30-2004 交交.v.图图.通部通部 ；其他还有各地的地方标准：如，市标准；其他还有各地的地方标准：如，市标

21、准? ?地基处理技术规地基处理技术规? ?DBJ08-40-94DBJ08-40-94 、省地方标准、省地方标准? ?地区地区地基根底设计规地基根底设计规? ?DB32/112-95DB32/112-95等等。等等。2.12.1 计算单桩承载力计算单桩承载力长虹路地面辅道众恒大桥东桥台，采用深层搅拌水泥桩进展地基加固处理桩身材料强度确定的单桩承载力：桩身材料强度确定的单桩承载力：1 1Nd KquAp桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力：桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力：2 2以上两公式估算，取其中较小值式中K强度折减系数，一般可取0.30.4;qu与搅拌桩桩身加固土配比一样的室加固土

22、试块的无侧限抗压强度KPa;Ap搅拌桩的截面积 ；qs桩周土的平均摩阻力标准值KPa ，一般淤泥可取 58；淤泥质土可取 812；对于粘性土，软塑状态可取 1218；可塑状态可取 1824；Nd搅拌桩单桩竖向承载力设计值KN;L搅拌桩桩长m ；Up搅拌桩桩周长m ；fk桩端地基承载力标准值KPa ；桩端土支承力的折减系数，一般可取0.5.：桩直径=0.5m桩间距=1.01.0m平均桩长 L=10.0m桩周土的平均摩阻力标准值qs=8KPa桩端地基承载力标准值室加固土试块的无侧限抗压强度qu=1200 KPafk=120 KPaAp=3.140.50.5/4=0.196搅拌桩桩周长Up=3.14

23、0.5=1.57m求算单桩竖向承载力：桩身材料强度确定的单桩承载力Nd KquAp=0.312000.196=70.6KN桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力=81.5710.0+0.50.196120=137.36KN单桩承载力取小值Nd=70.6KN2.22.2 计算水泥土搅拌桩复合地基承载力设计值计算水泥土搅拌桩复合地基承载力设计值长虹路地面辅道众恒大桥东桥台，采用深层搅拌水泥桩进展地基加固处理计算公式 ：3式中m搅拌桩面积置换率% ；fs桩间土地基承载力标准值KPa ；fsp复合地基承载力设计值KPa;当桩端为软土时，取 0.51;当桩端为硬土时，取0.5;不考虑桩间软土作用时，取=

24、0加固设计时，可根据地基承载力要求按下式求置换率：.v.桩间土承载力折减系数.4试求所需置换率：复合地基承载力设计值为119.6KPa,求置换率：=119.60.857070.60.85700.196119.659.560.1=0.1990.20360.258.5301.7Ap1.01.0=m =0.1960.21=0.85fs=70KPa=0.270.60.8510.2700.196表表 3 3 500500 桩径桩间距与置换率对照表桩径桩间距与置换率对照表=119.6KPa桩间距m1.31.251.201.151.101.051.000.950.90工程位置道路等级置换率%正方形布桩11.

25、6112.5613.6214.8416.2217.8019.6321.7524.23正三角形布桩13.4314.5315.7617.1618.7620.5922.7025.1528.02桥台于路堤相邻处0.10m桩间距m0.850.800.750.700.650.600.530.50置换率%正方形布桩27.1630.6634.8440.0046.3954.4464.7978.40一般路堤0.30m正三角形布桩31.4235.4740.3646.3353.7363.0675.0490.80表表 4 4容许工后沉降容许工后沉降涵洞、通道处0.20m高速公路、一级公路二级公路0.20m0.30m0.

26、50m注：容许工后沉降参考?公路路基设计规?JTG D30-2004表 7.6.4-2。2.32.3 计算竖向承载水泥土搅拌桩复合地基的变形沉降计算竖向承载水泥土搅拌桩复合地基的变形沉降包括桩群体的压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形二局部之和。 桩群体复合土层的压缩变形桩群体复合土层的压缩变形 S S1 1可按下式计算：可按下式计算：5 5式中：Pc桩群体复合土层顶面的附加压力值，KPa;P0桩群体复合土层底面的附加压力值，KPa;L实际桩长；E0桩群体复合土层的压缩模量，KPa，可按下式计算：.v.6.式中：Ep搅拌桩的压缩模量，可取100120fcu，KPa，对桩较短或桩身强度较低者可取

27、低值，反之可取高值；Es桩间土的压缩模量，KPa，可取桩长围土层压缩模量的加权平均值。以上两式是半理论半经历的搅拌桩水泥土体的压缩量计算公式。其中搅拌桩的压缩模量值，根据经历黏性土可取100200fcuKPa,砂性土可取2001000fcuKPa 。对桩较短或桩身强度较低者可取低值，反之可取高值。此经历值，也有取Ep的数Ep=2550fcuKPa的，所以存在较大差异， 实际应用应适当取值。 如：fcu=1.2MPa 时， 前一经历值为：Ep= 100fcu=120MPa，后一经历值为：Ep=2550fcu=501.2=60MPa。根据大量水泥土单桩复合地基载荷试验资料，得到了在工作荷载下水泥土

28、桩复合地基的复合模量，一般为 15MPa25MPa，其大小受面积置换率、桩间土质和桩身质量等因素的影响。且根据理论分析和实测结果， 复合地基的复合模量总是大于由桩的模量和桩间土的模量的面积加权之和。 大量的水泥土桩设计计算及实测结果说明，群桩体的压缩变形量仅变化在10 mm50mm 间。下卧层变形按天然地基采用分层总和法进展计算。举例： 土层 2 号=0.196100+1-0.1963.47=19.6+2.79=22.39MPa=57 194.80222.39=8.15mm桩端下未加固土层的压缩变形桩端下未加固土层的压缩变形 S S2 2可按现行地基规中的分层总和法进展计算。可按现行地基规中的

29、分层总和法进展计算。2.42.4 搅拌桩平面布置可根据上部构造特点，采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式，一般只需在上搅拌桩平面布置可根据上部构造特点，采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式，一般只需在上部构造物根底围布桩，桩数可按下式计算：部构造物根底围布桩，桩数可按下式计算：7 7式中：n布桩总数根 ；A上部构造物根底底面积 ；m搅拌桩面积置换率% ；Ap搅拌桩的截面积 。2.52.5 按按? ?深层搅拌法技术规深层搅拌法技术规? ?DL/T 5425-2009DL/T 5425-2009 、? ?软土地基深层搅拌加固法技术规程软土地基深层搅拌加固法技术规程? ?，在搅拌桩处理以，在搅拌

30、桩处理以下存在软弱下卧层，当搅拌桩置换率较大一般下存在软弱下卧层，当搅拌桩置换率较大一般m m20%20%而且不是单行排列时，应将搅拌桩群体和桩而且不是单行排列时，应将搅拌桩群体和桩间土视为一个复合体，用下式进展下卧层地基强度的验算：间土视为一个复合体，用下式进展下卧层地基强度的验算：8 8fz式中：Pb假想实体根底底面压力KPa;A上部构造物根底底面积 ；G假想实体根底自重KPa;As假想实体根底的侧外表积 ；qs桩周土侧阻力特征平均值，KPa;fs桩间土地基承载力标准值KPaA1假想实体根底底面积 ；fz假想实体根底底面经修正后的地基承载力设计值KPa ；fz可参考 GB5007-2002

31、 中 5.2.4 计算地基承载力特征值。fsp复合地基承载力设计值KPa图图 9 9下卧层地基强度的验算图下卧层地基强度的验算图当根底宽度大于 3m 或埋置深度大于 0.5m 时，尚应按下式修正：.v.93 3 具体应用：具体应用：3.13.1 复合地基强度，一般的计算，用手算也很快。沉降计算会复杂一些的，可用软件来计算，较快。复合地基强度，一般的计算，用手算也很快。沉降计算会复杂一些的，可用软件来计算，较快。 用软件计算，首先要输入的数据正确，才能有正确的结果。在填输入数据时，要很细心，并要求收集到的资料要全。计算水泥土搅拌桩的软件，有简易的电子表格软件、同济启明星软件、理正岩土工程软件。计

32、算软土路堤用理正软土路堤、堤坝设计软件，较为准确，因为可加路堤形状的梯形荷载编制主要依据：主要是由 ?公路路基设计规 ?JTG D30-2004替代?公路软土地基路堤设计与施工技术规 ?JTJ017-96 ；计算挡土墙根底可用理正地基处理软件编制主要依据：?建筑地基处理技术规?JGJ 79-2002 。沉降计算要输入各土层的压缩模量，一般岩土工程地质报告中会有。举例：惠山南路利用软件计算路堤沉降量时，输入的是各土层在压力惠山南路利用软件计算路堤沉降量时，输入的是各土层在压力 0 0、5050、100100、200200、300300、400KPa400KPa下的孔隙比：下的孔隙比：表表 5 5

33、各土层各土层 e-pe-p 值值层号e012341.2160.7730.9170.682e501.1270.7530.8980.667e1001.0790.7400.8860.656e2001.0190.7250.8710.640e3000.9750.7130.8580.627e4000.9430.7040.8480.616也有输入压缩模量的，注意应注明在那级荷载下的，如也有输入压缩模量的，注意应注明在那级荷载下的，如6.46.4 米路堤沉降计算；米路堤沉降计算；层号Es100-200 MPa19.19最好是各级荷载下的压缩模量，因地质报告中没有，所以钻探前，把要求要讲好。一般用 Es1-2值

34、，因为实际工程中土的压力变化常为P1=100KPa,P2=200KPa，通常用该压力间隔的压缩模量来评价土的压缩性上下：Es4MPa为高压缩性土Es15MPa为低压缩性土Es=415MPa为中压缩性土。3.23.2 介绍几图表介绍几图表3.2.1 e3.2.1 ep p 压缩曲线压缩曲线e孔隙比；p压力。图图 1010土样的土样的 e-pe-p 曲线曲线3.2.23.2.2 岩土工程勘察报告中的岩土工程勘察报告中的 e ep p 压缩曲线、压缩模量：压缩曲线、压缩模量：图图 1111土样的土样的 e ep p 压缩曲线、压缩模量压缩曲线、压缩模量3.2.33.2.3 计算各分层土的自重应力平均

35、值及附加应力平均值计算各分层土的自重应力平均值及附加应力平均值。如以下图：图图 1212各分层土的自重应力平均值及附加应力平均值图各分层土的自重应力平均值及附加应力平均值图地基变形计算深度 ZN，附加应力与自重应力相比可忽略不计的围。规规定：地基变形计算深度 ZN,应符合下式要求：0.25si10sni1n在计算深度围，第 i 层土的计算变形值式中：si图图 1313 根底沉降计算的分层示意图根底沉降计算的分层示意图在由计算深度向上取厚度为z 的土层计算变形值，z 见图 5.3.5 并按表 5.3.6 确定。sn.v.表表 6 6 z z理正地基处理软件就是这样计算的。计算中，还有习惯使用取附

36、加应力为自重应力的0.2 处的深度。3.33.3 地基最终沉降量的组成地基最终沉降量的组成图图 1414地基沉降的三个组成局部地基沉降的三个组成局部瞬时沉降不排水沉降 ：指加荷瞬间土孔隙中水来不及排出，孔隙体积尚未变化，地基土在荷载作用下仅发生剪切变形时的地基沉降。粘性土地基可用弹性力学公式计算；固结沉降主固结沉降 ：指在荷载作用下，随着土空隙中水分的逐渐挤出，空隙体积相应减少，土体逐渐压密而产生的沉降，通常可采用分层总和法计算；次固结沉降：指土中空隙水完全排除，土体固结已经完成后，由土骨架的蠕动变形所引起的沉降，组成地基最终沉降的三局部沉降值的相对大小与土的类别有关， 一般说来，砂性土排水快

37、，沉降量几乎全在加荷后的瞬时发生， 次固结沉降很小；粘性土排水慢，沉降的三个组成局部可以明显的区分开来；而实测饱和软粘土的瞬时沉降量往往占最终沉降量3040%，且加荷速度愈快，所占百分数愈大。此外，对于很软的土，尤其是土中含有一些有机质如胶态腐殖质等 ，或是在深处的可压缩土层中当压力增量比土中附加应力与自重应力之比较小的情况下，必须考虑次固结沉降的计算。3.43.4 天然土层的固结。天然土层的固结。按土的受荷历史上覆土重作用和土固结完成的程度不同，可分为：正常固结土、超固结土和欠固结土三种。结的土；结土；正常固结土只受过等于现存上覆压力P1=h的作用，即历史最大压力Pc=P1,并得到完全固超固

38、结土上受过比现存的土压力还大如冰川期 ，PcP1 的压力曾固结过，这种土称为超固S=Sd+Sc+Ss11式中：S地基最终沉降量；Sd瞬时沉降不排水沉降 ；Sc固结沉降主固结沉降 ；Ss次固结沉降。次固结土上覆压力作用尚未完全固结，土还将继续产生固结变形，这种土称为次固结土。3.53.5 地基变形与时间的关系。地基变形与时间的关系。地基土质不同，沉降稳定所需的时间也就不同。碎石、砂土地基，其渗透性强，压缩性小，一般在施工完毕时，沉降已根本稳定； 而粘性土地基，尤其是饱和粘性土地基，其固结变形往往需要几年甚至几十年时间才能完成，在施工完毕时通常仅完成总变形量的520%。因此，在工程中有时不仅要计算

39、地基的最终沉降量， 还要计算在变形开展过程中任一时刻所完成的变形量。 也就是必须研究地基变形与时间的关系，即土的固结理论。图图 1515实测沉降时间关系曲线实测沉降时间关系曲线3.63.6 道路上应用要注意正常路段与软弱地基处理路段的过渡段的处理，沉降量应遂步过渡。道路上应用要注意正常路段与软弱地基处理路段的过渡段的处理，沉降量应遂步过渡。 挡土墙的软弱地基处理时，也应控制过渡段的遂步过渡的沉降量。不要形成突然变化，造成地面构造物产生裂缝。如：三星路加固后的路基总沉降量在810cm 之间，与未加固路段的沉降量在810cm 之间根本协调。3.73.7 按水泥掺量按水泥掺量 15%15%，直径，直

40、径 500mm500mm 水泥土搅拌桩，每米水泥用量约为水泥土搅拌桩，每米水泥用量约为 50kg50kg1 1 包包 ，深层水泥搅拌桩的，深层水泥搅拌桩的概算造价为：概算造价为：7070 元元/m/m。工程工程中，可以与其他处理方法作经济比较。3.83.8 有的软件要输入桩土应力比。有的软件要输入桩土应力比。根据?公路路基设计规?JTG D30-2004规定，无资料时，n 可取 25，当桩底土质好、桩间土质差时取高值，否那么取低值。3.93.9 加固土桩的抗剪强度以加固土桩的抗剪强度以 90d90d 龄期的强度为标准强度。龄期的强度为标准强度。根据?公路路基设计规?JTG D30-2004规定

41、，可按钻取试验路段的原状试件测无侧限抗压强度qu 的一半计算；也可按设计配合比室制备的加固土试.v.件测得的无侧限抗压强度乘以0.3 求得，即p=0.3qu。4 4 完毕语完毕语水泥土搅拌桩最早在美国研制成功，简称为 MIP 法。国由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划于 1977 年开场进展室试验和施工机械研制工作。 1980 年在工程中正式应用水泥土搅拌桩加固软土地基。国水泥土搅拌桩在近 20 多年开展迅速，已广泛应用于水电、水利、工业与民用建筑、铁路、公路、市政等各个领域。省属长江三角洲冲积平原，水泥土搅拌桩已成为加固软土的手段之一。参考文献：参考文献：1深层搅拌法设计、施工经历交流会议论文集,深层搅拌法设计与施工.中国铁道.中国土木工程学会 土力学及地基根底工程学会地基处理学术委员会.1993 年 11 月 26 日-29 日 .v.