高压旋喷桩计算书.doc

旋喷桩提高地基承载能力计算
拟建xx路位于xx市**区东南部，道路等级为城市次干路，道路重要性等级为二级，场地复杂限度等级为二级，岩土条件复杂限度等级为二级，综合评估岩土工程勘察等级为乙级，抗震设防类别为标准设防类（丙类）。
xx路沿线地貌形式为第四系海积冲洪积平原地貌，地面高程介于4.80～6.23m之间，地形整体起伏不大，地势较平坦开阔，路面设计标高4.507～5.002m，在K0+000-K0+283.662段其下大面积分布有厚度不等的淤泥质土层，钻孔揭示层厚2.10m～7.30m不等，为工程建设不良土层，如不解决，工后沉降大，本次设计采用水泥粉煤灰碎石桩对软基进行加固解决。
该项目K0+000-K0+180段施工时由于两侧围墙及现状管线无法迁移，施工场地受限，在道路两侧无法采用水泥粉煤灰碎石桩解决的范围内改用旋喷桩解决，本次设计旋喷桩桩长分别为9m、11m和12m，本次计算以9m桩长为例：
路基土设计参数取值一览表
层号
岩土名称
天然
重度
γ0
(kN/m3)
压缩模量建议值
Es(MPa)
变形模量建议值
E0(MPa)
直接快剪
渗透
系数
土、石等级
承载力基本允许值
[fa0]（kPa）
承载力修正系数
内聚力标准值Ck(kPa)
内摩擦角标准值фk(°)
cm/s
K1
K2
①
杂填土
18
/
/
3
15
5E-02
Ⅰ
100
0
1.0
①1
素填土
18.6
4.19
21.9
21.8

1.50E-03
Ⅰ
90
0
1.0
②
粉质粘土
18.4
4.47

24.6
16.1
6.82E-06
Ⅱ
130
0
1.5
③
淤泥质土
16.9
2.31

11.3
9.7
9.50E-07
Ⅰ
65
0
1.0
④
粉质粘土
19.2
5.06

27.2
17.8
7.17E-06
Ⅱ
180
0
2.5
⑤
残积砂质粘性土
18.6
5.77

21.6
24.1
2.12E-04
Ⅱ
220
0
2.5
⑥
全风化花岗岩
21
/

/
/
/
Ⅲ
350
1.0
2.5
⑦
砂土状强风化花岗岩
21.5
/

/
/
/
Ⅳ
450
1.0
2.5
⑧
碎块状强风化花岗岩
22
/

/
/
/
Ⅵ
550
/
/
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原始条件:

计算目的: 计算沉降、承载力和稳定
路堤设计高度: 1.120(m)
路堤设计顶宽: 30.000(m)
路堤边坡坡度: 1:0.000
工后沉降基如期结束时间: 240(月) 荷载施加级数: 2
序号 起始时间 (月) 终止时间(月) 填土高度(m) 是否作稳定计算
1 0.000 6.000 0.000 是
2 6.000 12.000 1.120 是
路堤土层数: 2 超载个数: 0
层号 层厚度(m) 重度(kN/m3) 内聚力(kPa) 内摩擦角(度)
1 0.620 23.000 40.000 30.000
2 0.500 18.000 30.000 30.000
地基土层数: 3 地下水埋深: 1.000(m)
钻孔数: 5
钻孔位置(m): 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000
层号 孔01层厚 孔02层厚 孔03层厚 孔04层厚 孔05层厚 重度 饱和重度 地基承载力 快剪C 快剪 固结快剪 竖向固结系 水平固结系 排水层
(m) (m) (m) (m) (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (kPa) (度) (度) 数(cm2/s) 数(cm2/s)
1 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 18.400 20.000 130.000 24.600 16.100 16.100 0.00150 0.00150 否
2 7.000 7.000 7.000 7.000 7.000 16.900 20.000 65.000 11.300 9.700 11.000 0.00150 0.00150 否
3 10.000 10.000 10.000 10.000 10.000 19.200 20.000 180.000 27.200 17.800 15.000 0.00150 0.00150 否
层号 e( 0) e( 50) e(100) e(200) e(300) e(400) e(500) e(600) e(800)
1 0.754 0.698 0.664 0.626 0.595 0.560 0.500 0.450 0.250
2 0.754 0.698 0.664 0.626 0.595 0.560 0.500 0.450 0.250
3 0.754 0.698 0.664 0.626 0.595 0.560 0.500 0.450 0.250
砂垫层
砂垫层厚度: 0.500(m)
砂垫层的重度: 21.000(kN/m3)
砂垫层的C: 0.000(kPa)
砂垫层的: 30.000(度)

加固土桩
加固土桩布置形式:等边三角形
加固土桩间距: 1.500(m)
加固土桩的长度 9.000(m)
加固土桩桩土应力比: 3.500
加固土桩直径: 0.600(m)
加固土桩的抗剪强度: 15.000(kPa)
加固土桩布置起始坐标: 0.000(m)
加固土桩布置宽度: 30.000(m)

承载力计算参数:
承载力验算公式: p ≤γR[fa]
验算点距离中线距离: 0.000(m)
承载力抗力系数γR: 1.00
复合地基计算公式: fspk = mRa/Ap + (1-m)fsk
单桩承载力Ra: 160.00(kN)
桩间土承载力折减系数: 1.00
桩间土承载力提高系数: 1.00
承载力修正公式: [fa] = [fa0] + 2(h-h0)
基准深度h0: 0.000(m)

固结度计算参数:
地基土层底面: 不是排水层
固结度计算采用方法: 微分方程数值解法
多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为“填土高*容重”
填土-时间-固结度输出位置距离中线距离: 0.000(m)
填土-时间-固结度输出位置深度: 0.000(m)

沉降计算参数:
地基总沉降计算方法: 经验系数法
主固结沉降计算方法: e-p曲线法
沉降计算不考虑超载
沉降修正系数: 1.200
沉降计算的分层厚度: 0.500(m)
分层沉降输出点距中线距离: 0.000(m)
压缩层厚度判断应力比 = 15.000%
基底压力计算方法:按多层土实际容重计算
加固区主固结沉降计算方法：公路软基规范法
计算时不考虑填补地基沉降引起的路堤增高量
工后基如期起算时间: 最后一级加载(路面施工)结束时

稳定计算参数:
稳定计算方法: 有效固结应力法
稳定计算不考虑超载
稳定计算考虑地震力
地震烈度: 7度
地震作用综合系数: 0.250
地震作用重要性系数: 1.000
稳定计算目的: 自动搜索最危险滑裂面
条分法的土条宽度: 1.000(m)
搜索时的圆心步长: 1.000(m)
搜索时的半径步长: 0.500(m)
============================================================================
(一) 各级加荷的沉降计算

第1级加荷，从0.0~6.0月
加载开始时，路基计算高度 = 0.000(m)，沉降 = 0.000(m)
加载结束时，路基计算高度 = 0.000(m)，沉降 = 0.000(m)
第2级加荷，从6.0~12.0月
加载开始时，路基计算高度 = 0.000(m)，沉降 = 0.000(m)
加载结束时，路基计算高度 = 1.120(m)，沉降 = 0.033(m)
============================================================================
(二) 路面竣工时及以后的沉降计算

基如期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
不考虑沉降影响，路堤的实际计算高度为 = 1.120(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.033(m)
路面竣工后,基如期内的残余沉降 = 0.049(m)
基如期结束时,地基沉降 = 0.083(m)
最终地基总沉降 = 1.200*0.085 = 0.102(m)
路面竣工时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)
坐标 当时沉降 两点间沉降 与路堤中心
(m) (m) 差(m) 沉降差(m)
-21.000 0.000 0.000 0.033
-19.500 0.000 0.000 0.033
-18.000 0.000 0.000 0.033
-16.500 0.000 0.000 0.033
-15.000 0.014 0.014 0.019
-13.500 0.026 0.012 0.007
-12.000 0.029 0.003 0.004
-10.500 0.030 0.001 0.003
-9.000 0.032 0.001 0.002
-7.500 0.032 0.000 0.001
-6.000 0.033 0.001 0.001
-4.500 0.033 0.001 0.000
-3.000 0.033 0.000 0.000
-1.500 0.033 0.000 0.000
0.000 0.033 0.000 0.000
1.500 0.033 -0.000 0.000
3.000 0.033 -0.000 0.000
4.500 0.033 -0.000 0.000
6.000 0.033 -0.001 0.001
7.500 0.032 -0.001 0.001
9.000 0.032 -0.000 0.002
10.500 0.030 -0.001 0.003
12.000 0.029 -0.001 0.004
13.500 0.026 -0.003 0.007
15.000 0.014 -0.012 0.019
16.500 0.000 -0.014 0.033
18.000 0.000 0.000 0.033
19.500 0.000 0.000 0.033
21.000 0.000 0.000 0.033
路堤竣工时，由于地基沉降引起路堤填筑面积增量:
(1) 由各点计算沉降梯形积分方法得 ΔV = 0.915(m2)
(2) 按照《铁路路基手册》方法得 Δs = 0.033(m) ΔV = 0.667(m2)
按照《铁路路基手册》方法，路堤顶面单侧加宽量: ΔW = 0.000 ~ 0.000(m)
基如期结束时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)
坐标 当时沉降 两点间沉降 与路堤中心
(m) (m) 差(m) 沉降差(m)
-21.000 0.000 0.000 0.083
-19.500 0.000 0.000 0.083
-18.000 0.000 0.000 0.083
-16.500 0.000 0.000 0.083
-15.000 0.032 0.032 0.050
-13.500 0.056 0.024 0.026
-12.000 0.067 0.010 0.016
-10.500 0.071 0.005 0.011
-9.000 0.076 0.005 0.006
-7.500 0.077 0.001 0.005
-6.000 0.080 0.002 0.003
-4.500 0.082 0.002 0.001
-3.000 0.082 0.000 0.000
-1.500 0.083 0.000 0.000
0.000 0.083 0.000 0.000
1.500 0.083 -0.000 0.000
3.000 0.082 -0.000 0.000
4.500 0.082 -0.000 0.001
6.000 0.080 -0.002 0.003
7.500 0.077 -0.002 0.005
9.000 0.076 -0.001 0.006
10.500 0.071 -0.005 0.011
12.000 0.067 -0.005 0.016
13.500 0.056 -0.010 0.026
15.000 0.032 -0.024 0.050
16.500 0.000 -0.032 0.083
18.000 0.000 0.000 0.083
19.500 0.000 0.000 0.083
21.000 0.000 0.000 0.083
路基横断面各点的最终沉降(中线为原点)
坐标 当时沉降 两点间沉降 与路堤中心
(m) (m) 差(m) 沉降差(m)
-21.000 0.000 0.000 0.102
-19.500 0.000 0.000 0.102
-18.000 0.000 0.000 0.102
-16.500 0.000 0.000 0.102
-15.000 0.036 0.036 0.065
-13.500 0.064 0.028 0.038
-12.000 0.078 0.014 0.024
-10.500 0.084 0.006 0.017
-9.000 0.092 0.007 0.010
-7.500 0.094 0.002 0.008
-6.000 0.097 0.004 0.004
-4.500 0.101 0.003 0.001
-3.000 0.101 0.001 0.000
-1.500 0.102 0.000 0.000
0.000 0.102 0.000 0.000
1.500 0.102 -0.000 0.000
3.000 0.101 -0.000 0.000
4.500 0.101 -0.001 0.001
6.000 0.097 -0.003 0.004
7.500 0.094 -0.004 0.008
9.000 0.092 -0.002 0.010
10.500 0.084 -0.007 0.017
12.000 0.078 -0.006 0.024
13.500 0.064 -0.014 0.038
15.000 0.036 -0.028 0.065
16.500 0.000 -0.036 0.102
18.000 0.000 -0.000 0.102
19.500 0.000 -0.000 0.102
21.000 0.000 -0.000 0.102
路面竣工时,距路基中线0.000(m)处各层的沉降
层底深 层厚 自重应力(kPa ) 附加应力 全应力(kPa) 固结度 层最终 层当前 分层主固 层累计主 压缩模 沉降经
(m) (m) (孔隙比) (kPa) (孔隙比) 沉降mSc(m) 沉降(m) 结沉降(m) 固结沉降(m) 量(MPa) 验系数
0.500 0.500 4.6( 0.749) 22.3 26.9( 0.724) 0.9054 0.0063 0.0058 0.0052 0.0052 1.56 1.400(1.100)
1.000 0.500 13.8( 0.739) 22.3 36.1( 0.714) 0.7162 0.0063 0.0048 0.0053 0.0105 1.55 1.400(1.100)
1.500 0.500 20.9( 0.731) 22.3 43.2( 0.706) 0.5270 0.0063 0.0038 0.0053 0.0158 1.55 1.400(1.100)
2.000 0.500 25.9( 0.725) 22.2 48.1( 0.700) 0.3378 0.0064 0.0028 0.0053 0.0211 1.54 1.400(1.100)
2.500 0.500 30.9( 0.719) 22.2 53.1( 0.696) 0.2559 0.0060 0.0023 0.0050 0.0261 1.63 1.400(1.100)
3.000 0.500 35.9( 0.714) 22.2 58.1( 0.692) 0.1860 0.0055 0.0018 0.0046 0.0307 1.79 1.400(1.100)
3.500 0.500 40.9( 0.708) 22.2 63.1( 0.689) 0.1160 0.0049 0.0013 0.0041 0.0348 1.98 1.400(1.100)
4.000 0.500 45.9( 0.703) 22.1 68.0( 0.686) 0.0626 0.0044 0.0010 0.0036 0.0384 2.24 1.400(1.100)
4.500 0.500 50.9( 0.697) 22.1 73.0( 0.682) 0.0475 0.0039 0.0008 0.0032 0.0416 2.50 1.400(1.100)
5.000 0.500 55.9( 0.694) 22.0 77.9( 0.679) 0.0325 0.0039 0.0008 0.0032 0.0449 2.49 1.400(1.100)
5.500 0.500 60.9( 0.691) 21.9 82.8( 0.676) 0.0175 0.0039 0.0007 0.0032 0.0481 2.49 1.400(1.100)
6.000 0.500 65.9( 0.687) 21.8 87.7( 0.672) 0.0113 0.0039 0.0007 0.0032 0.0513 2.48 1.400(1.100)
6.500 0.500 70.9( 0.684) 21.7 92.6( 0.669) 0.0090 0.0039 0.0007 0.0032 0.0545 2.48 1.400(1.100)
7.000 0.500 75.9( 0.680) 21.6 97.5( 0.666) 0.0066 0.0038 0.0007 0.0032 0.0577 2.47 1.400(1.100)
7.500 0.500 80.9( 0.677) 21.4 102.3( 0.663) 0.0045 0.0036 0.0006 0.0030 0.0608 2.59 1.394(1.094)
8.000 0.500 85.9( 0.674) 21.3 107.2( 0.661) 0.0040 0.0032 0.0006 0.0027 0.0635 2.89 1.374(1.074)
8.500 0.500 90.9( 0.670) 21.1 112.0( 0.659) 0.0036 0.0028 0.0005 0.0024 0.0658 3.28 1.348(1.048)
9.000 0.500 95.9( 0.667) 20.9 116.8( 0.658) 0.0031 0.0033 0.0006 0.0028 0.0686 3.80 1.313(1.013)
9.500 0.500 100.9( 0.664) 20.8 121.7( 0.656) 0.0028 0.0028 0.0005 0.0024 0.0710 4.38 1.262(0.962)
10.000 0.500 105.9( 0.662) 20.6 126.5( 0.654) 0.0025 0.0028 0.0005 0.0024 0.0733 4.37 1.263(0.963)
10.500 0.500 110.9( 0.660) 20.4 131.3( 0.652) 0.0022 0.0028 0.0005 0.0023 0.0757 4.37 1.263(0.963)
11.000 0.500 115.9( 0.658) 20.2 136.1( 0.650) 0.0020 0.0028 0.0005 0.0023 0.0780 4.36 1.264(0.964)
11.500 0.500 120.9( 0.656) 19.9 140.8( 0.648) 0.0017 0.0027 0.0005 0.0023 0.0802 4.36 1.264(0.964)
12.000 0.500 125.9( 0.654) 19.7 145.6( 0.647) 0.0015 0.0027 0.0005 0.0023 0.0825 4.35 1.265(0.965)
12.500 0.500 130.9( 0.652) 19.5 150.4( 0.645) 0.0012 0.0027 0.0005 0.0022 0.0848 4.35 1.265(0.965)
最下面分层附加应力与自重应力之比 = 14.895% <= 15.000%
压缩模量当量值 = 2.460Mpa, 按地基规范GB50007-2023表5.3.5 的沉降计算经验系数 = 1.400(1.100)
============================================================================
(三) 填土--时间--沉降曲线
输出位置，相对于路堤中线 0(m)（即X=15.000(m)）
时间(月) 设计填土高度 实际填土高度 当时沉降
(m) (m) (m)
0.00 0.000 0.000 0.000
0.60 0.000 0.000 0.000
1.20 0.000 0.000 0.000
1.80 0.000 0.000 0.000
2.40 0.000 0.000 0.000
3.00 0.000 0.000 0.000
3.60 0.000 0.000 0.000
4.20 0.000 0.000 0.000
4.80 0.000 0.000 0.000
5.40 0.000 0.000 0.000
6.00 0.000 0.000 0.000
6.60 0.112 0.112 0.000
7.20 0.224 0.224 0.002
7.80 0.336 0.336 0.004
8.40 0.448 0.448 0.007
9.00 0.560 0.560 0.011
9.60 0.672 0.672 0.014
10.20 0.784 0.784 0.018
10.80 0.896 0.896 0.023
11.40 1.008 1.008 0.028
12.00 1.120 1.120 0.033
36.00 1.120 1.120 0.052
60.00 1.120 1.120 0.060
84.00 1.120 1.120 0.066
108.00 1.120 1.120 0.070
132.00 1.120 1.120 0.073
156.00 1.120 1.120 0.076
180.00 1.120 1.120 0.078
204.00 1.120 1.120 0.080
228.00 1.120