水泥搅拌桩处理地基的计算

2018-04-22滕宇赵亚娟孙铂

商品与质量 2018年42期

滕宇赵亚娟孙铂

1.长春市市政工程设计研究院吉林长春 130000

2.长春城投建设集团吉林长春 130000

随着社会发展，城市不断向外围扩容，交通需求增加，很多城市道路平交口要提升改造为立交，而路外地质情况不一，需结合实际情况给出合理的土基处理方案，常规处理方案有复合地基法、排水固结法、强夯法、无排水砂垫层真空预压等，其中水泥搅拌桩就是复合地基法的一种。本文以长春市机场大道与长吉高速出口节点立交桥为例，介绍一下水泥搅拌桩在市政工程土基处理中的设计方法。

1 工程概况

长春市机场大道与长吉高速出口节点立交桥位于吉林大路与哈尔滨大街交汇处，该节点是长春市区经长吉高速公路去往吉林、延边方向及经长石公路去往石头口门水库、莲花山休闲度假区的重要出口。立交H匝道局部路段位于西稗子沟旧河道位置，地质情况较差。

2 地质分层情况

由上到下依次为：

第1层人工填土：褐灰色、褐黑色、灰黑色、杂色，以粘性土为主，含砾石、碎石、植物根系等杂物，成份较复杂，结构松散，力学性质差，层厚约3.4m。

第2层有机质粉质粘土：第四系冲淤积层，灰色、灰褐色、灰黑色，含大量有机质，可塑状态为主，局部软塑，湿，中压缩性，稍有光泽，干强度及韧性中等，局部底部夹有粉细砂，层厚约9.1m。

第3层粉砂质泥岩：白垩系沉积岩，全风化，以紫红色厚层-巨厚层粉砂质泥岩为主，夹灰白色厚层-巨厚层泥质粉砂岩，无规律性，互层状构造，泥质-砂质结构，主要成分为粘土矿物及石英，长石，结构基本破坏，大部分风化成硬塑粘土状及散砂状，但尚可辨认；泥质胶结，胶结性差，岩心破碎，局部夹硅钙质胶结硬质砂岩。岩体基本质量等级为Ⅴ级[1]。

3 水泥搅拌桩设计

本次设计水泥搅拌桩桩径0.5m。桩间距为1.1m，呈等边三角形式布置。桩长要求打穿有机质粉质粘土层，进入粉砂质泥岩（全风化）0.5m。桩顶设置50cm褥垫层，其上设置级配碎石及钢塑格栅，然后再回填路基填土。施工前要进行相关试验，其中水泥试块90d龄期抗压强度不小于2.43MPa，水泥搅拌桩单桩承载力特征值要求不小于157KN，水泥搅拌桩处理完地基后，复合地基承载力特征值要求不小于170Kpa。

3.1 主要计算参数如下：

桩布置形式：等边三角形

桩间距：1.100(m)

桩直径：500(mm)

桩长：13.500(m)

承载力计算公式：

单桩承载力特征值：157.453(kN)

桩间土承载力折减系数：0.300

垫层厚度：500(mm)

垫层超出桩外侧的距离：1000(mm)

基础边缘外桩的排数(横向)：1

基础边缘外桩的排数(竖向)：1

3.2 基础底面承载力计算

基底平均压力pk：120.0(kPa)

基底最大压力pkmax：170.0(kPa)

基底自重压力pc：25.9(kPa)

置换率m：0.187

桩间土承载力fsk：1.1(kPa)

复合地基承载力特征值fspk：150.5(kPa)

修正后复合地基承载力特征值fz：167.2(kPa)

pk＜=fz,满足！

pkmax＜=1.2*fz,满足！

因此复合地基承载力满足要求！

3.3 复合土层沉降计算

复合土层沉降量：16.22(mm)

4 相关材料要求

水泥采用R42.5号普通硅酸盐水泥，其性能必须符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）要求，水泥储存时间超过3个月时应重新取样试验，并按其检验结果使用。水泥掺入量55-60kg/m。施工时宜采用饮用水，使用非饮用水时需进行化验，硫酸盐（以三氧化硫计）含量不超过0.0027mg/mm3，含盐量不得超过0.005mg/mm3，PH值不得小于4。