高速公路擋土墻畢業(yè)設(shè)計設(shè)計書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 擋土墻的發(fā)展1</p><p>　　1.2 加筋土擋土墻的介紹1</p><p>　　1.3 設(shè)計的內(nèi)容2</p><p>　　

2、第2章 設(shè)計基本資料3</p><p>　　2.1 工程概況3</p><p>　　2.2 設(shè)計范圍3</p><p>　　2.3 基本資料3</p><p>　　第3章 計算內(nèi)容5</p><p>　　3.1 設(shè)計資料5</p><p>　　3.2 設(shè)計計算理論5&

3、lt;/p><p>　　3.2.1 荷載組合5</p><p>　　3.2.2 基礎(chǔ)設(shè)計及整體穩(wěn)定性驗算6</p><p>　　3.2.3 軸向力偏心距11</p><p>　　3.2.4 內(nèi)部穩(wěn)定性驗算12</p><p>　　3.3 設(shè)計計算18</p><p>　　3.3.

4、1 筋帶受力計算18</p><p>　　3.3.2 內(nèi)部穩(wěn)定計算19</p><p>　　3.3.3 外部穩(wěn)定計算21</p><p>　　第4章 地基處理26</p><p>　　4.1 石灰樁的原理及分類26</p><p>　　4.2 加固機理26</p><p>

5、;　　4.2.1 樁間土加固機理27</p><p>　　4.2.2 樁身加固機理28</p><p>　　4.2.3 復(fù)合地基29</p><p>　　4.3 理論設(shè)計29</p><p>　　4.4 設(shè)計過程31</p><p>　　4.5 施工工藝31</p><p&g

6、t;　　4.5.1 施工準(zhǔn)備31</p><p>　　4.5.2 施工順序32</p><p>　　4.5.3 成樁32</p><p>　　第5章 理正驗算33</p><p>　　5.1 理正軟件介紹33</p><p>　　5.2 計算結(jié)果33</p><p>　　

7、5.2.1 墻身尺寸及筋帶資料33</p><p>　　5.2.2 物理參數(shù)34</p><p>　　5.2.3 一般情況墻體驗算35</p><p>　　5.2.4 各組合最不利結(jié)果37</p><p>　　第6章 擋土墻施工38</p><p>　　6.1 施工準(zhǔn)備38</p>

8、<p>　　6.2 擋土墻基礎(chǔ)38</p><p>　　6.3 排水40</p><p>　　6.4 沉降縫與伸縮縫40</p><p>　　6.5 墻背填料40</p><p>　　6.6 加筋土擋土墻41</p><p>　　第7章 結(jié)論與展望44</p><

9、p>　　7.1 結(jié)論44</p><p>　　7.2 展望44</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)46</b></p><p><b>　　致 謝47</b></p><p>　　附錄A 外文資料翻譯55</p><p>　　附錄B 有關(guān)圖紙

10、60</p><p>　　B.1 墻面板圖60</p><p>　　B.2 擋土墻橫斷面圖60</p><p>　　B.3 基底樁位圖60</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 擋土墻的發(fā)展</p><p>　　擋土墻

11、是公路工程中廣泛采用的一種構(gòu)造物。隨著我國高等級公路建設(shè)的飛速發(fā)展，特別是高等級公路建設(shè)向中西部地區(qū)的推進(jìn)，路基擋土墻越來越顯得重要，應(yīng)用越來越多，而且其結(jié)構(gòu)形式日新月異，設(shè)計理論也在不斷發(fā)展。</p><p>　　重力式擋土墻是最古老的結(jié)構(gòu)形式，因其料源豐富、取材方便、形式簡單、施工簡便，所以仍然是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。為了適應(yīng)不同的使用要求如：建筑高度穩(wěn)定性等，以及不同地區(qū)的建筑條件如：地基、料源、地形等

12、。研究開發(fā)了各種形式的擋土墻如懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨桿式和錨定板式等這些形式都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。懸臂式和扶壁式擋土墻在國外應(yīng)用十分廣泛但在我國應(yīng)用尚未普及不過隨著高等級公路向中西部地區(qū)推進(jìn)，其應(yīng)用會越來越多。懸臂式和扶壁式擋土墻適用于缺乏石料的地區(qū)。它通過墻趾板和墻踵板寬度來調(diào)節(jié)控制基底應(yīng)力[1]。</p><p>　　從實際使用來看，在我國，加筋土技術(shù)的應(yīng)用范圍已由單一的擋墻發(fā)展到橋臺、護岸、貨場站臺、水

13、運碼頭等方面。開展這項研究工作的也已擴展到公路、鐵路、煤炭、林業(yè)、城市建設(shè)、高等學(xué)校等各個部門。從理論研究來看。既有作用機理的研究，這就是進(jìn)行實驗室模型試驗和現(xiàn)場原型試驗、分析，又有基本設(shè)計參數(shù)試驗和拉筋材質(zhì)的試驗。所有這些反映了我國在加筋土技術(shù)的研究和應(yīng)用上已出見成效。可以預(yù)計加筋土技術(shù)在我國是有很大發(fā)展前途的。</p><p>　　1.2 加筋土擋土墻的介紹</p><p>　　加筋

14、土擋土墻指的是由填土、拉帶和鑲面砌塊組成的加筋土承受土體側(cè)壓力的擋土墻。</p><p>　　加筋土擋土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分組成。一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用[2]。</p><

15、;p>　　加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形，填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡便；它是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)物；節(jié)約占地，造型美觀；造價比較低，具有良好的經(jīng)濟效益。加筋土擋土墻指的是由填土、拉帶和鑲面砌塊組成的加筋土承受土體側(cè)壓力的擋土墻。</p><p>　　加筋土擋土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，

16、從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分組成。一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。</p><p>　　加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形，填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡便；它是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)物；節(jié)約占地，造型美觀；造價比較低，具有良好的經(jīng)濟效益[3

17、]。</p><p>　　1.3 設(shè)計的內(nèi)容</p><p>　　青銀高速公路(或G035，035國道，青銀線)，是橫貫中國大陸北部一條國道主干線，為中國高速公路規(guī)劃五縱七橫的一條橫向線。起點為山東青島市，終點為寧夏回族自治區(qū)銀川市，全長1610km，是中國“十五”在建投資最大、線路最長的國家級高速動脈。該路雙向四車道，設(shè)計時速100km。途經(jīng)山東、河北、山西、陜西、寧夏5個省區(qū)，是中國

18、能源東送及出口的主要通道，對于加強西北內(nèi)陸和東部沿海之間的資源互通，促進(jìn)沿線地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮著巨大作用。目前有部分建成高速公路，其它為一級或二級公路。</p><p>　　根據(jù)青銀高速公路的路況，設(shè)計一段路堤式加筋土擋土墻。主要內(nèi)容包括；墻體選型，內(nèi)部穩(wěn)定性驗算及外部穩(wěn)定性驗算，地基處理，理正驗算，施工方法，外文翻譯等。</p><p>　　第2章 設(shè)計基本資料</p>

19、<p><b>　　2.1 工程概況</b></p><p>　　青銀高速公路(或G035，035國道，青銀線)，是橫貫中國大陸北部一條國道主干線，為中國高速公路規(guī)劃五縱七橫的一條橫向線。起點為山東青島市，終點為寧夏回族自治區(qū)銀川市，全長1610km，是中國“十五”在建投資最大、線路最長的國家級高速動脈。該路雙向六車道，設(shè)計時速120km。途經(jīng)山東、河北、山西、陜西、寧夏5個省區(qū)

20、，是中國能源東送及出口的主要通道，對于加強西北內(nèi)陸和東部沿海之間的資源互通，促進(jìn)沿線地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮著巨大作用。目前有部分建成高速公路，其它為一級或二級公路。</p><p>　　青銀線河北段，全長181.859km，主線以石家莊為中心，西接太原，東達(dá)濟南，是冀中平原的經(jīng)濟大動脈和運輸主。該路段東起冀魯交界的清河縣，西至石太高速公路鹿泉立交橋，途徑邢臺、石家莊兩個市的清河、南宮、威縣、新河、寧晉縣、趙縣、欒城縣

21、、元氏縣、鹿泉9個縣。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計范圍</b></p><p>　　本設(shè)計是以青銀高速公路(K46+099.06)巖土工程勘察報告為基礎(chǔ)，設(shè)計一座擋土墻。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量勢必快速增長，早期修建的高速公路勢必將不能滿足交通量快速增長的要求。根據(jù)國家政治、經(jīng)濟發(fā)展的需要高速公路在當(dāng)今社會發(fā)揮著重要的作用，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，生產(chǎn)建

22、設(shè)項目逐年增加，由此帶來的生態(tài)環(huán)境破壞、安全生產(chǎn)隱患等逐漸增多，而擋土墻在其中發(fā)揮了重要作用。</p><p><b>　　2.3 基本資料</b></p><p>　　按一次建成雙向4車道高速公路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，路基寬度為28m，計算行車速度為100km/h，公路一級。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面尺寸如下表所示：</p><p><b>　　第3章

23、計算內(nèi)容</b></p><p><b>　　3.1 設(shè)計資料</b></p><p>　　(1)擋土墻不受浸水影響，墻高m，頂部填土0.6m</p><p>　　(2)路基寬28m，路面寬19.5m</p><p>　　(3)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路一級</p><p>　　(4)面板規(guī)格：

24、0.8m0.56m十字型混凝土板。板厚300mm ,混凝土強度等級C30；</p><p>　　(5)筋帶：采用聚乙烯土工帶，帶寬為18mm，厚1.0mm，斷裂極限強度標(biāo)準(zhǔn)值MPa，抗拉容許應(yīng)力=50MPa，摩擦系數(shù)；</p><p>　　(6)筋帶節(jié)點間距：，；</p><p>　　(7)填料：礫碎石類土，重度，內(nèi)摩擦角；</p><p>

25、　　(8)地基：黃土，重度，內(nèi)摩擦角，黏聚力，地基承載力特征值；</p><p>　　(9)墻體采用矩形斷面，加筋體寬為10.0m；</p><p>　　(10)墻頂填料與加筋土填料相同。</p><p>　　3.2 設(shè)計計算理論</p><p>　　3.2.1 荷載組合</p><p>　　加筋土擋土墻所承受的作

26、用(或荷載)及其組合如表3-1所示，本設(shè)計采用荷載組合Ⅱ。</p><p>　　表3-1 常用作用(或荷載)</p><p>　　3.2.2 基礎(chǔ)設(shè)計及整體穩(wěn)定性驗算</p><p>　　3.2.2.1 基礎(chǔ)設(shè)計</p><p>　　(1)擋土墻的基礎(chǔ)類型，除特殊地基情況需采用樁基礎(chǔ)外，宜采用明挖基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)宜設(shè)置在地質(zhì)情況較好的地基上

27、，當(dāng)?shù)鼗鶠樗绍浲翆訒r，可采用換填、砂樁、攪拌樁等方法處理地基。擋土墻采用剛性基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)底部的擴展部分不應(yīng)超過材料的剛性角。對于混凝土基礎(chǔ)，剛性角不應(yīng)大于40°；對于片石、塊石、粗料石砌體基礎(chǔ)，當(dāng)用M5以上砂漿砌筑時，剛性角不應(yīng)大于35°，當(dāng)用M5及低于M5砂漿砌筑時，剛性角不應(yīng)大于30°。擋土墻的基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形擴展基礎(chǔ)時，應(yīng)按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62-2004

28、)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計[4]。</p><p>　　(2)基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p>　　當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1.00m時，基底應(yīng)在凍結(jié)線以下不小于0.25m，并應(yīng)符合基礎(chǔ)最小埋置深度不小于1.00m。</p><p>　　當(dāng)凍結(jié)深度超過1.00m時，基底最小埋置深度不小于1.25m，還應(yīng)將基底至凍結(jié)線0.25m深度范圍的地基土換填為弱凍脹材料。<

29、;/p><p>　　受水流沖刷時，應(yīng)按路基設(shè)計洪水頻率計算沖刷深度，基底置于局部沖刷線以下不小于1.00m。</p><p>　　路塹式擋土墻的基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于路塹邊溝底面不小于0.50m。</p><p>　　在風(fēng)化層不厚的硬質(zhì)巖石地基上，基底宜置于基巖表面風(fēng)化層以下；在軟質(zhì)巖石地基上，基底最小埋置深度不小于1.00m。</p><p>　　(3

30、)建筑在斜坡地面的擋土墻，基礎(chǔ)前趾埋入地面的深度和距地表的水平距離應(yīng)符合表3-2。</p><p>　　表3-2 斜坡地面基礎(chǔ)埋置條件</p><p>　　(4)明挖基礎(chǔ)的基坑面，應(yīng)設(shè)置不小于4%的排水橫坡。在濕陷性黃土地區(qū)，應(yīng)采取消除濕陷或防止水流下滲的措施。</p><p>　　3.2.2.2 地基計算</p><p>　　(1)擋土墻

31、地基承載力計算時，傳至基礎(chǔ)底面上的作用(或荷載)效應(yīng)，宜按正常使用極限狀態(tài)下作用(或荷載)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，相應(yīng)的抗力采用地基承載力特征值。計算擋土墻及地基穩(wěn)定時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的作用(或荷載)效應(yīng)組合。計算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的作用(或荷載)效應(yīng)、配置鋼筋、驗算材料強度時，作用(或荷載)效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的作用(或荷載)效應(yīng)組合。</p><p>　　(2)擋土墻明挖基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力可按下列公式計算：&

32、lt;/p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　公式(3-1)及公式(3-2)的使用條件為：</p><p><b>　　(3-

33、4)</b></p><p>　　式中：——采用作用(或荷載)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基底邊緣最大壓應(yīng)力值(kPa)；</p><p>　　——采用作用(或荷載)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基底邊緣最小壓應(yīng)力值(kPa)；</p><p>　　——采用作用(或荷載)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于基底上的垂直力(kN/m)；</p><p>　　——基礎(chǔ)地面每延米

34、的面積，即基礎(chǔ)寬度；</p><p>　　——基礎(chǔ)底面寬度，對于傾斜地基為其斜寬(m)；</p><p>　　——基底合力的偏心距(m)；</p><p>　　——采用作用(或荷載)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于基底形心的彎矩(MPa)。</p><p>　　(3)設(shè)置在巖石地基上的擋土墻明挖基礎(chǔ)，當(dāng)時，不計基底承受拉應(yīng)力，僅按受壓區(qū)計算最大壓應(yīng)力，

35、可按下列公式計算：</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　垂直于基底面的合力對受壓邊緣的力臂，可按下式計算：</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　

36、　(4)垂直于基礎(chǔ)底面的合力偏心距應(yīng)符合表3-3的規(guī)定。</p><p>　　表3-3 垂直于基礎(chǔ)底面的合力的偏心距限制</p><p>　　注：巖石地基上的擋土墻，在荷載組合Ⅰ作用下，當(dāng)滿足地基承載力特征值與穩(wěn)定性要求時，合力的偏心不受限制。</p><p>　　(5)擋土墻地基的承載力特征值，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘測、原位測試、荷載試驗，調(diào)查、對比鄰近已建構(gòu)造物的地基承載

37、力資料及經(jīng)驗、理論公式的計算數(shù)據(jù)，綜合分析后確定。</p><p>　　(6)擋土墻基礎(chǔ)底面置于軟土地基上時，可按下式計算基底最大壓應(yīng)力值：</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　式中：h——基底埋置深度(m)，當(dāng)受水流沖刷時，由一般從沖刷線算起；</p><p>　　z——基底到軟土層頂面

38、的距離(m)；</p><p>　　p——基底平均壓應(yīng)力(kPa)；</p><p>　　——土中附加壓力系數(shù)；</p><p>　　——深度(h+z)之間各土層的換算重度(kN/m³)；</p><p>　　——基底以上土的重度(kN/m³)，地下水位以下為浮重度；</p><p>　　P——基礎(chǔ)

39、寬度(m)。</p><p>　　(7)地基承載力特征值提高系數(shù)k，可按表3-4的規(guī)定確定。</p><p>　　表3-4 地基承載力特征值的提高系數(shù)</p><p>　　注：地基承載力特征值小于150kPa的地基，對于序號第二項情況，k=1.0；對于序號第三項情況k=1.25。</p><p>　　(8)基礎(chǔ)底面最大壓應(yīng)力值，應(yīng)符合下式要求

40、：</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　式中：——經(jīng)基礎(chǔ)埋深修正后的地基承載力特征值(kPa)；</p><p>　　k——地基承載力特征值提高系數(shù)。</p><p>　　3.2.2.3 穩(wěn)定性驗算</p><p>　　(1)擋土墻的滑動穩(wěn)定方程與抗滑動穩(wěn)定系數(shù)可

41、按下列公式計算：</p><p><b>　?、倩瑒臃€(wěn)定方程：</b></p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　式中：G——墻身重力、基礎(chǔ)重力、基礎(chǔ)上填土的重力及作用于墻頂?shù)钠渌Q向荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(kN)，浸水擋土墻的浸水部分應(yīng)計入浮力；</p><p>　　Ey——墻后

42、主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值的豎向分量(kN)；</p><p>　　——墻后主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值的水平分量(kN)；</p><p>　　——墻前被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值的水平分量(kN)，當(dāng)為浸水擋土墻時，0；</p><p>　　——基底傾斜角(°)，基底水平時；</p><p>　　——基底與地面間摩擦系數(shù)，當(dāng)缺乏可靠試驗資料時，可按表3-5的規(guī)定

43、采用；</p><p>　　、——主動土壓力分項系數(shù)、墻前被動土壓力分項系數(shù)。</p><p>　?、诳够瑒臃€(wěn)定系數(shù)計算公式：</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　式中：N——基底上作用力的合力標(biāo)準(zhǔn)值的豎向分量(kN)，浸水擋土墻應(yīng)計入浸水部分的浮力；</p><p&

44、gt;　　——墻前被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值水平分量的0.3倍(kN)。</p><p>　　表3-5 基底與基底土間的摩擦系數(shù)</p><p>　　(2)采用傾斜基底的擋土墻，還需驗算沿墻踵處地基土水平面滑動的穩(wěn)定性，其滑動穩(wěn)定方程與抗滑動穩(wěn)定系數(shù)可按下列公式計算：</p><p><b>　　①滑動穩(wěn)定方程：</b></p><p

45、><b>　　(3-12)</b></p><p>　　式中：——擋土墻基底水平投影寬度(m)；</p><p>　　——地基土的內(nèi)摩擦系數(shù)，；</p><p>　　——地基土的內(nèi)摩擦角；</p><p>　　c——地基土的粘聚力(kN/m)；</p><p>　　G——作用于基底水平滑動面

46、上的墻身重力、基礎(chǔ)重力、基礎(chǔ)上填土的重力、作用于墻頂?shù)钠渌Q向荷載及傾斜基底與滑動面間的土楔的重力(kN)的標(biāo)準(zhǔn)值，浸水擋土墻的浸水部分應(yīng)計入浮力。</p><p>　?、诳够瑒臃€(wěn)定系數(shù)計算公式：</p><p><b>　　(3-13)</b></p><p>　　傾斜基底與水平滑動面間的土楔重力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計算：</p>&

47、lt;p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　式中：N——基底上作用力的合力標(biāo)準(zhǔn)值的豎向分量(kN)，浸水擋土墻應(yīng)計入浸水部分的浮力；</p><p>　　——地基土(巖)的重度，透水性的水下地基土為浮重(kN/m3)。</p><p>　　(3)擋土墻的傾覆穩(wěn)定方程與抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)可按下列公式計算：</p>

48、<p><b>　　①傾覆穩(wěn)定方程：</b></p><p><b>　　(3-15)</b></p><p>　　式中：——墻身重力、基礎(chǔ)重力、基礎(chǔ)上填土的重力及作用于墻頂?shù)钠渌Q向荷載的合力重心到墻趾的距離(m)；</p><p>　　——墻后主動土壓力的豎向分量到墻趾的距離(m)；</p>

49、<p>　　Zy——墻后主動土壓力的水平分量到墻趾的距離(m)；</p><p>　　——墻前被動土壓力的水平分量到墻趾的距離(m)。</p><p>　?、诳箖A覆穩(wěn)定系數(shù)計算公式：</p><p><b>　　(3-16)</b></p><p>　　(4)驗算擋土墻的抗滑動和抗傾覆穩(wěn)定時，穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于

50、表3-6的規(guī)定。</p><p>　　表3-6 抗滑動和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)</p><p>　　注：①大于適宜墻高時，穩(wěn)定系數(shù)宜大于表中所列值，相同填料下，穩(wěn)定系數(shù)宜隨墻高增大而增大；</p><p>　?、诖笥谶m宜墻高時，相同墻高下，穩(wěn)定系數(shù)宜根據(jù)填料的粘聚力c取值：粘聚力小者取較小值；粘聚力大者取較大值。</p><p>　　(5)適宜于不良

51、土質(zhì)地基、表土下為傾斜基巖地基及斜坡上的擋土墻，應(yīng)對擋土墻地基及填土的整體穩(wěn)定性進(jìn)行驗算，其穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.25。</p><p>　　(6)擋土墻設(shè)計為滑動穩(wěn)定控制時，可采取下列增加抗滑動穩(wěn)定性措施：</p><p><b>　?、俨捎脙A斜基底；</b></p><p>　?、诓捎猛够祝箲?yīng)設(shè)置在堅實地基上；</p>&l

52、t;p>　　③可計入墻前被動土壓力；</p><p><b>　?、懿捎脴痘A(chǔ)。</b></p><p>　　(7)擋土墻設(shè)計為傾覆穩(wěn)定控制時，可采用下列增加抗傾覆穩(wěn)定措施：</p><p>　　①擴展擋土墻基礎(chǔ)的前趾，當(dāng)剛性基礎(chǔ)的前趾擴展受到剛性角限制時，可采用配筋擴展基礎(chǔ)；</p><p>　?、谡{(diào)整墻面、墻背

53、坡度；</p><p>　?、鄹淖儔ι硇问?，可采用衡重式、扶壁式等抗傾覆穩(wěn)定性較強的擋土墻形式。</p><p>　　3.2.3 軸向力偏心距</p><p>　　(1)擋土墻墻身或基礎(chǔ)為圬工構(gòu)件時，偏心受壓構(gòu)件計算截面上的軸向力偏心距e0(m)，應(yīng)符合表3-7的規(guī)定：</p><p><b>　　(3-17)</b>

54、</p><p>　　式中：Md——在某一類作用(或荷載)組合下，作用(或荷載)對計算截面形心的總力矩設(shè)計值(kN·m)；</p><p>　　Nd——在某一類作用(或荷載)組合下，作用于計算截面上的軸向力合力的設(shè)計值(kN)。</p><p>　　表3-7 圬工擋土墻截面上軸向力合力偏心距的限值</p><p>　　注：B為沿力矩

55、轉(zhuǎn)動方向的矩形計算截面寬度(m)。</p><p>　　(2)在巖土地基上，垂直于擋土墻墻長方向的基礎(chǔ)為臺階形布置，可按臺階基礎(chǔ)底面的水平投影計算基底應(yīng)力及作用于基底上軸向合力的偏心距。</p><p>　　3.2.4 內(nèi)部穩(wěn)定性驗算</p><p>　　(1)加筋體頂面上填土的計算分界面，應(yīng)為通過加筋體墻面頂端的水平面(如圖3-1)，該面以上的填土自重應(yīng)作為加筋

56、體上的填土重力，其大小可按下式換算成等待均布土層厚度計算：</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　式中：——墻頂填土重力換算等代均布土層厚度(m)，當(dāng)時，應(yīng)?。?lt;/p><p>　　——加筋體頂面填土的邊坡坡率；</p><p><b>　　——加筋體墻高；</b>&

57、lt;/p><p>　　——邊坡坡腳至面板的水平距離()；</p><p>　　——加筋體以上路堤的高度()。</p><p>　　(2)車輛荷載作用在擋土墻墻后填土上所引起的附加土體側(cè)壓力，可按下式換算成等代均布土層厚度計算：</p><p><b>　　(3-19)</b></p><p>　　式

58、中：——車輛荷載換算等代均布土層厚度(m);</p><p>　　——墻后填料的重度()；</p><p>　　——車輛附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值()，可按表3-8的規(guī)定采用；</p><p>　　(3)浸水加筋土擋土墻設(shè)計時，應(yīng)按下列規(guī)定計入水的浮力：</p><p>　?、俳顜嗝嬖O(shè)計采用低水位時的浮力。</p><p>　　

59、②地基應(yīng)力驗算采用低水位時的浮力或不考慮浮力；加筋體的滑動穩(wěn)定驗算、傾覆穩(wěn)定驗算，采用設(shè)計水位時的浮力。</p><p>　?、燮渌闆r采用最不利水位時的浮力。</p><p>　　(4)加筋體活動區(qū)與穩(wěn)定區(qū)的分界面可采用簡化破裂面。簡化破裂面上部的豎直部分與墻面板背面的距離為；簡化破裂面下部的傾斜面部分與水平面的夾角β為，簡化破裂面上、下兩部分的高度、,可按下式計算：</p>

60、<p><b>　　(3-20)</b></p><p><b>　　(3-21)</b></p><p>　　式中：——簡化破裂面前的破棱體頂面寬度；</p><p>　　——加筋體填料的內(nèi)摩擦角(°)，當(dāng)填料為細(xì)粒土?xí)r，采用綜合內(nèi)摩擦角；</p><p>　　H——加筋體

61、高度(m)。</p><p>　　(5)加筋體頂面有水平荷載作用時，深度處，面板后的水平向壓應(yīng)力及水平荷載影響深度，可按下式計算：</p><p>　　式中：——水平荷載作用下，深度處的水平向的壓應(yīng)力(kPa)，時，；</p><p>　　——單位墻長頂面的水平荷載(kN/m)；</p><p>　　——水平荷載影響深度(m)；</p&

62、gt;<p>　　——第i單元結(jié)點至加筋體頂面的豎直距離(m)。</p><p>　　(6)加筋體內(nèi)部穩(wěn)定驗算時，土壓力系數(shù)可按下式計算：</p><p>　　式中：——加筋體內(nèi)，深度處土壓力系數(shù)；</p><p>　　——靜止土壓力系數(shù)；</p><p>　　——主動土壓力系數(shù)；</p><p>　　—

63、—第i單元結(jié)點至加筋體頂面的垂直距離(m)。</p><p>　　(7)加筋土填料作用于墻面板上的水平土壓應(yīng)力，可按下式計算：</p><p>　　墻后非浸水加筋體時：</p><p><b>　　(3-25)</b></p><p>　　墻后為浸水加筋體時：</p><p><b>　

64、　(3-26)</b></p><p>　　式中：——第i層筋帶距墻頂?shù)母叨?m)；</p><p>　　——加筋體填料重度()；</p><p>　　——加筋體填料飽和重度()；</p><p>　　——深度處的水平土壓應(yīng)力(kPa)；</p><p>　　——計算土壓力系數(shù)。</p>&l

65、t;p>　　(8)加筋體頂面以上，填土重力換算均布土層厚度所引起的墻面板上的水平土壓應(yīng)力(kPa)，可按下式計算：</p><p><b>　　(3-27)</b></p><p>　　式中：——墻頂填料重度換算等代均布土層厚度(m)；</p><p>　　——墻頂填土的重度(kN/m³)。</p><p&g

66、t;　　(9)永久荷載重力作用下，拉筋所在位置的豎直壓應(yīng)力可按下式計算：</p><p><b>　　(3-28)</b></p><p>　　式中：——在層深度處，作用于筋帶上的豎直壓應(yīng)力(kPa)；</p><p>　　——加筋體的重度()，當(dāng)為浸水擋土墻時，應(yīng)按最不利水位上下的不同重度分別計入。</p><p>　

67、　(10)車輛(或人群)附加荷載作用下，墻面板上的附加水平土壓應(yīng)力(kPa)，可按下式計算：</p><p><b>　　(3-29)</b></p><p>　　附加荷載作用下，加筋體深度處的附加豎直壓應(yīng)力(kPa)，可按下式計算。</p><p>　　附加荷載邊緣在填土內(nèi)的擴散線與加筋體深度處的水平線的交點為D點。當(dāng)D點進(jìn)入加筋體活動區(qū)時：

68、</p><p><b>　　(3-30)</b></p><p>　　當(dāng)D點未進(jìn)入加筋體活動區(qū)時：</p><p><b>　　(3-31)</b></p><p>　　加筋體深度處，附加豎直壓應(yīng)力的擴散寬度(m)，可按下式計算：</p><p>　　式中：——車輛(或人群

69、)附加荷載換算等代均布土層厚度(m)；</p><p>　　——加筋體計算時，附加荷載的布置寬度(m)，可取路基全寬；</p><p>　　——面板背面至路基邊緣的水平距離(m)。</p><p>　　(11)計算筋帶抗拔力時，不計基本可變荷載的作用效應(yīng)。一個筋帶結(jié)點的抗拔穩(wěn)定性，可按下列公式驗算：</p><p>　　式中：——結(jié)構(gòu)重要性系

70、數(shù)；</p><p>　　——層深度處，筋帶所承受的水平拉力設(shè)計值(kN)；</p><p>　　——層深度處，筋帶所承受的水平拉力(kN)；</p><p>　　——層深度處，面板上的水平土壓力(kPa)及水平壓應(yīng)力，包括和，墻頂有水平荷載作用時，還包括；</p><p>　　——加筋體及墻頂填土主動土壓力或附加荷載土壓力的分項系數(shù)；<

71、;/p><p>　　——永久荷載重力作用下，層深度處，筋帶有效長度所提供的抗拔力(kN)；</p><p>　　——筋帶抗拔力計算調(diào)節(jié)系數(shù)，可按下表3-9的規(guī)定采用；</p><p>　　——筋帶結(jié)點水平間距(m)；</p><p>　　——筋帶結(jié)點垂直間距(m)；</p><p>　　——填料與筋帶間的似摩擦系數(shù)，由實驗

72、確定；</p><p>　　——結(jié)點上的筋帶總寬度(m)；</p><p>　　——筋帶在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)的有效錨固長度(m)。</p><p>　　表3-9 筋帶抗拔力計算調(diào)節(jié)系數(shù)表</p><p>　　(12)筋帶長度可按下式計算：</p><p><b>　　(3-34)</b></p>

73、<p>　　活動區(qū)的筋帶長度可按下式計算：</p><p><b>　　(3-35)</b></p><p>　　式中：——第i層筋帶總長度；</p><p>　　——第i層筋帶在加筋體活動區(qū)內(nèi)的長度(m)；</p><p>　　——簡化破裂面的上段高度(m)；</p><p>&l

74、t;b>　　——加筋體高度；</b></p><p>　　——填料內(nèi)摩擦角(°)。</p><p>　　(13)筋帶截面的抗拉承載力驗算宜符合下式：</p><p><b>　　(3-36)</b></p><p>　　式中：A——筋帶截面的有效凈截面積()；</p><p

75、>　　——筋帶材料抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；</p><p>　　——各類筋帶材料的抗拉性能分項系數(shù)，均取等于1.25；</p><p>　　——筋帶材料抗拉計算調(diào)節(jié)系數(shù)， 當(dāng)為鋼筋混凝土帶時，受拉鋼筋的含筋率應(yīng)小于2.0%。</p><p>　　(14)墻面板設(shè)計宜符合下列規(guī)定：</p><p>　?、僮饔糜趩螇K墻面板上的土壓力，可按

76、均布分布；</p><p>　?、趬γ姘蹇勺鳛閮啥送馍斓暮喼О澹瑧?yīng)沿豎直方向和水平方向分別計算作用效應(yīng)；</p><p>　?、蹓γ姘迮c筋帶聯(lián)結(jié)部分的鋼筋布置或構(gòu)建強度宜適當(dāng)加強；</p><p>　?、茕摻罨炷撩姘宓呐浣钣嬎?，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。</p><p>　　(15)全墻抗拔穩(wěn)定性驗算宜按以下規(guī)定執(zhí)行：</p><

77、;p>　?、佼?dāng)墻高小于或等于12m時，應(yīng)符合下式的規(guī)定：</p><p><b>　　(3-37)</b></p><p>　　式中：——全強抗拔穩(wěn)定系數(shù)；</p><p>　　——各層拉筋所產(chǎn)生的摩擦力總和；</p><p>　　——各層拉筋承擔(dān)的水平拉力總和。</p><p>　　本計算

78、公式的作用(或荷載)分項系數(shù)，均取等于1.0。</p><p>　　②當(dāng)墻高大于12m時，除應(yīng)符合上式的規(guī)定，還應(yīng)符合下式的規(guī)定：</p><p><b>　　(3-38)</b></p><p>　　加筋體破裂鍥體及其上荷載作用下的水平滑力(kN)，按下式計算：</p><p><b>　　(3-39)<

79、;/b></p><p>　　被潛在破裂面所截割的第j層筋帶的抗拔力容許值(kN)，按下式計算：</p><p><b>　　(3-40)</b></p><p>　　被潛在破裂面所截割的第j層筋帶容許拉力(kN),按下式計算：</p><p><b>　　(3-41)</b></p&g

80、t;<p>　　式中：——被潛在破裂面所截割的第j層筋帶的有效拉力，應(yīng)取與中的較小者(kN)；</p><p>　　——加筋體上的附加荷載(kN/m)；</p><p>　　——加筋體破裂楔體重力(kN/m)；</p><p>　　——破裂面與墻角的夾角(°)；</p><p>　　——加筋體內(nèi)深度處的豎直壓應(yīng)力(kP

81、a)；</p><p>　　——第j單元筋帶的有效截面積()；</p><p>　　——筋帶寬度(m)；</p><p>　　——第j單元筋帶的有效錨固長度(m)。</p><p>　　(16)加筋土擋土墻的抗滑動整體穩(wěn)定系數(shù)，可按下式計算：</p><p><b>　　(3-42)</b><

82、;/p><p>　　式中：——第i土條的黏結(jié)力(kPa)；</p><p>　　——第i土條弧長(m)；</p><p>　　——第i土條重力(kN)；</p><p>　　——第i土條滑動弧的法線與豎直線的夾角(°)；</p><p>　　——第i土條滑動面處的內(nèi)摩擦角(°)。</p>

83、<p>　　作用(或荷載)組合Ⅰ~Ⅲ時，加筋土擋土墻的整體滑動穩(wěn)定系數(shù)均應(yīng)符合下式規(guī)定：</p><p><b>　　(3-43)</b></p><p><b>　　3.3 設(shè)計計算</b></p><p>　　本例加筋土擋土墻墻高不大于12m，內(nèi)部穩(wěn)定性可采用應(yīng)力分析法計算。</p><

84、p>　　3.3.1 筋帶受力計算</p><p>　　(1)加筋體上填土重力換算為等代均布土層厚度的計算</p><p>　　由圖可知：m，m，，m，則等代均布土層厚度按公式(3-18)計算：</p><p><b>　　因，故取。</b></p><p>　　(2)車輛荷載換算為等代均布土層厚度按公式(3-19

85、)計算：</p><p>　　當(dāng)墻高時，;當(dāng)墻高時，；當(dāng)墻高，由內(nèi)插法可得，則。</p><p>　　(3)筋帶所受拉力計算</p><p>　　本設(shè)計中，筋帶所受拉力包括三部分，即車輛荷載、墻頂路堤填土和墻后填料引起的筋帶拉力(如圖3-2)，計算結(jié)果見表3-10：</p><p>　　3.3.2 內(nèi)部穩(wěn)定計算</p><

86、;p>　　3.3.2.1 筋帶設(shè)計斷面計算</p><p>　　已知筋帶斷裂強度標(biāo)準(zhǔn)值為220MPa，筋帶厚度為1mm，則取筋帶抗拉計算</p><p>　　調(diào)節(jié)系數(shù)，筋帶抗拉性能分項系數(shù)，計算結(jié)果見表3-11：</p><p><b>　　(2)筋帶長度計算</b></p><p>　　按公式(3-20)、(3

87、-21)計算各層筋帶在活動區(qū)、錨固區(qū)的長度及總長。本例設(shè)加筋體為矩形斷面，各層筋帶長度均為10m。</p><p>　　簡化破裂面的垂直部分距面板背部的水平距離為：；</p><p>　　簡化破裂面下段高度：(m)；</p><p>　　簡化破裂面上段高度：(m)。</p><p>　　(3)抗拔穩(wěn)定性計算</p><p&

88、gt;　　由表3-12可知，各層筋帶的作用效應(yīng)組合值均小于抗力值，滿足筋帶抗拔穩(wěn)定的需要。</p><p>　　表3-12 抗拔穩(wěn)定性計算</p><p>　　由于墻高等于8m<12m，故取分項系數(shù)均為1，按公式(3-37)計算全墻抗拔穩(wěn)定系數(shù)：</p><p>　　滿足對全墻抗拔穩(wěn)定性的規(guī)定。</p><p>　　3.3.3 外部穩(wěn)

89、定計算 </p><p>　　3.3.3.1 基礎(chǔ)底面地基應(yīng)力驗算</p><p>　　路堤式擋土墻上的車輛附加荷載的布置范圍為路堤全寬度，地基應(yīng)力驗算時的作用力系(如圖3-3)。</p><p>　　地基應(yīng)力驗算時，地基上的作用效應(yīng)采用正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合，地基承載力采用特征值[6]。</p><p>　　作用于地基的力系計算如下

90、：</p><p><b>　?、倩酌嫔洗怪绷</b></p><p>　　由圖3-3算出各填土分塊的重量：</p><p><b>　　(kN/m)</b></p><p><b>　　(kN/m)</b></p><p><b>　　(

91、kN/m)</b></p><p><b>　　基底面上垂直力為：</b></p><p><b>　　(kN/m)</b></p><p>　?、趬Ρ矨B上的水平土壓力E</p><p>　　路基頂面A處的水平土壓力：</p><p><b>　　(k

92、Pa)</b></p><p>　　基底面B點處水平土壓應(yīng)力：</p><p><b>　　(kPa)</b></p><p><b>　　水平土壓力：</b></p><p><b>　　(kN/m)</b></p><p><b&g

93、t;　　水平土壓力作用點：</b></p><p><b>　　(m)</b></p><p>　?、矍蟾髁刂匦腛點的力矩</p><p>　?、芑缀狭ζ木嗉暗鼗鶓?yīng)力按公式(3-1)、(3-2)計算：</p><p>　　地基承載力特征值的提高系數(shù)在組合I時取1.0，故修正后黃土的地基承載力特征值為

94、：。因為，所以故地基承載力不滿足要求，必須對地基進(jìn)行處理。</p><p>　　3.3.3.2 基底滑動穩(wěn)定驗算</p><p>　　荷載組合II時抗滑穩(wěn)定系數(shù)；加筋體與地基的摩擦系數(shù)；不計墻前被動土壓力。</p><p>　?、倩瑒臃€(wěn)定方程按公式(3-10)計算：</p><p>　?、诳够瑒臃€(wěn)定系數(shù)按公式(3-11)計算：</p&

95、gt;<p>　　由上①、②驗算結(jié)果知：加筋體基底滑動穩(wěn)定驗算滿足要求。</p><p>　　3.3.3.3 傾覆穩(wěn)定驗算</p><p>　　作用于墻體的力系與基底滑動驗算時相同。當(dāng)為荷載組合II時，要求的傾覆穩(wěn)定系數(shù);不計墻前被動土壓力(如圖3-4)。</p><p>　?、偾蟾髁χ狐c的力矩</p><p>　?、趦A覆

96、穩(wěn)定方程按公式(3-15)計算：</p><p>　　③傾覆穩(wěn)定系數(shù)按公式(3-16)計算：</p><p>　　由上②、③驗算結(jié)果知：加筋體的抗傾覆穩(wěn)定性驗算滿足要求。</p><p>　　3.3.3.4 整體滑動穩(wěn)定驗算</p><p>　　最危險滑動面的位置，由經(jīng)驗得知，設(shè)定圓弧滑動面時，最不利圓心位置常位于如圖所示區(qū)域內(nèi)，但比較精確

97、的位置需試算確定。一般采用網(wǎng)格法，逐步逼近最不利圓心位置，求出其整體穩(wěn)定系數(shù)，即滿足整體滑動穩(wěn)定性。對于本設(shè)計，任取一點作為假定最危險滑動面的圓心如圖3-4。計算結(jié)果如表3-13所示。</p><p>　　整體滑動穩(wěn)定系數(shù)按公式(3-43)計算：</p><p>　　整體滑動穩(wěn)定性滿足要求。</p><p><b>　　第4章 地基處理</b>

98、;</p><p>　　4.1 石灰樁的原理及分類</p><p>　　石灰樁施工方法是在軟土地基中成孔之后填入適當(dāng)粒度的生石灰并逐段夯實成為柱狀樁體的一種地基加固方法。由于生石灰與地基中的水、土產(chǎn)生一系列化學(xué)、物理作用，使土的結(jié)構(gòu)得到改良，土中水含量大大降低，并伴隨膨脹壓力擠密土體。又由于樁體結(jié)硬后強度遠(yuǎn)高于樁間土，從而使樁間土與樁體構(gòu)成的復(fù)合地基的承載力提高，沉降減少。因此，石灰樁施

99、工方法是一種較簡易而又經(jīng)濟的地基加固方法[7]。</p><p>　　按用料特征和施工工藝分類的方法如下：</p><p>　　(1)石灰樁法(或叫塊灰灌入法)</p><p>　　石灰樁法是采用鋼套管成孔，然后在孔中灌入新鮮生石灰塊，或在生石灰塊中摻入適量的水硬性摻合料粉煤灰和火山灰，一般的經(jīng)驗配合比為8：2或7：3。在拔管的同時進(jìn)行振密或搗密。利用生石灰吸取樁周

100、土中水分進(jìn)行水化反應(yīng)，此時生石灰的吸水、膨脹、發(fā)熱及離子交換作用，使樁四周土體的含水量降低、孔隙比減小，使土體擠密和樁柱體硬化。樁和樁間土共同承受荷載，稱為一種復(fù)合地基。</p><p>　　(2)石灰柱法(也叫粉灰攪拌法)</p><p>　　石灰柱法是粉體噴射攪拌法的一種。所用的原料是石灰粉，通過特制的攪拌機將石灰粉與原位軟土攪拌均勻，促使軟土硬結(jié)，形成石灰柱。</p>

101、<p>　　(3)石灰漿壓力噴注法</p><p>　　石灰漿壓力噴注法是壓力注漿法的一種，它是采用壓力將石灰漿或石灰——粉煤灰漿噴注于地基土的孔隙內(nèi)或預(yù)先鉆好的鉆孔內(nèi)，使灰漿在地基中擴散和硬凝，形成不透水的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，從而達(dá)到加固目的。此法可用于處理膨脹土，借以減少膨脹潛勢和隆起，加固破壞的堤岸岸坡，整治易松動下沉的鐵路路基等。</p><p>　　本設(shè)計采用第一種方法：石灰樁

102、法[8]。</p><p><b>　　4.2 加固機理</b></p><p>　　石灰樁的加固機理可從樁間土、樁身和復(fù)合地基三方面進(jìn)行分析。</p><p>　　4.2.1 樁間土加固機理</p><p>　　石灰樁成孔過程中，對樁間土的擠密及生石灰吸水發(fā)生的消化反應(yīng)、膠凝反應(yīng)，均能改善樁間土的結(jié)構(gòu)，提高土體強度

103、。</p><p><b>　　(1)成孔擠密</b></p><p>　　石灰樁施工時是由振動鋼管下沉而成孔，使樁間土產(chǎn)生擠壓和排土作用，其擠密效果與土質(zhì)、上覆壓力及地下水狀況等有密切關(guān)聯(lián)。一般地基土的滲透性愈大，打樁擠密效果愈好；地下水位以上比地下水位以下吉米效果更好。然而，對靈敏度高的飽和軟弱粘土，成樁過程中非但不能擠密樁間土，而且還會破壞土的結(jié)構(gòu)，促使土的強度

104、降低。室內(nèi)模擬試驗表明：對于飽和軟粘土，石灰樁成樁后，地面隆起占總灌灰體積的70%~90%，如加上側(cè)向擠出，則成樁過程中樁對軟粘土擠密效果更小[9]。</p><p><b>　　(2)膨脹擠密</b></p><p>　　生石灰樁打入土中，首先發(fā)生消化反應(yīng)，吸水、發(fā)熱、產(chǎn)生體積膨脹，直到樁內(nèi)的毛細(xì)吸力達(dá)到平衡為止，使樁間土產(chǎn)生強大的擠壓力，這對地下水位以下軟粘土的擠

105、密起主導(dǎo)作用。生石灰體積膨脹的主要原因是故體崩解和孔隙體積增大、顆粒比表面積增大，表面附著物增多，使固體顆粒體積也增大。體積膨脹與生石灰磨細(xì)度、水灰比、熟化溫度高時體積膨脹也大；有效鈣含量高的石灰體積膨脹大。測試結(jié)果表明：根據(jù)生石灰質(zhì)量高低，在自然狀態(tài)下熟化后其體積增到原來的1.5~3.5倍。</p><p><b>　　(3)脫水?dāng)D密</b></p><p>　　軟

106、粘土的含水量一般為40%~80%，即每公斤CaO需要0.64kg水才能使CaO水化完全。同時，由于反應(yīng)中放出大量熱量提高了地基土的溫度，實測樁間土的溫度在以上，使土產(chǎn)生一定的汽化脫水。從而使土中含水量下降，孔隙比減小，土顆粒靠攏擠密，加固區(qū)內(nèi)的地下水位也有一定的下降。</p><p><b>　　(4)膠凝作用</b></p><p>　　膠凝作用是生石灰加固土的主要

107、作用，是土和生石灰中的、、CaO反應(yīng)生成水化物，使生石灰中產(chǎn)生硅酸鹽材料、土產(chǎn)生化學(xué)固結(jié)現(xiàn)象，石灰樁的長期強度得到增長。</p><p>　　石灰樁加固地基后，含量與pH值明顯增加，它的礦物組成和有機質(zhì)含量不變。某些物質(zhì)與粘土顆粒產(chǎn)生水化硅酸鈣鹽，它使顆粒間膠凝，并使土團粒變得較大，原是顆粒大小為1~4μ，加固后為10μ。這些都說明土的結(jié)構(gòu)得到變化，并隨時間增加而強度增長。</p><p>

108、;<b>　　(5)離子交換</b></p><p>　　生石灰的與土顆粒陽離子之間的交換及吸附現(xiàn)象，使土的物理性能發(fā)生變化，土的力學(xué)強度有所增長，產(chǎn)生使土加固[10]。</p><p>　　4.2.2 樁身加固機理</p><p>　　對單一的以生石灰作原料的石灰樁，當(dāng)生石灰水化后，石灰樁的直徑可膨脹到原來所填的生石灰塊屑體積的一倍，如充填

109、密實和純氧化鈣的含量很高，則生石灰密度可達(dá)1.1~1.2。</p><p>　　生石灰吸水膨脹后仍存在著相當(dāng)多的孔隙，當(dāng)將脹發(fā)后相當(dāng)硬的石灰團用手揉捏時，水分就會被擠出來，石灰塊會變成稠糊狀，這現(xiàn)象說明過多地依靠石灰樁本身的強度，但很多試驗證明石灰樁膨脹后的擠密作用使樁周土的孔隙比減少，土的含水量降低，形成一圈類似空心樁的較硬土外殼，它使土的強度提高。所以對這類樁其作用是使土擠密加固，而不是使樁起承重作用[11]

110、。</p><p>　　在古老建筑中所挖出來的石灰樁里，曾發(fā)現(xiàn)過樁周呈硬殼而中間呈軟膏狀態(tài)。因此，對形成石灰樁的要求，應(yīng)能把四周土中的水吸干，而又要防止樁自身的軟化。所以防止石灰樁的軟化，就成為保證石灰樁質(zhì)量的中心研究課題。</p><p>　　試驗證明，為保證石灰樁樁身不產(chǎn)生軟化，必須要求石灰樁應(yīng)具有一定的初始密度，而且吸水過程中有一定的壓力限制其自由脹發(fā)。當(dāng)填充初始密度為1.17，上覆

111、壓力大于50kPa時，石灰吸水并不軟化。也有采用較大的充盈系數(shù)(如1.6~1.7)，提高石灰含量或縮短樁距來進(jìn)一步約束樁的脹發(fā)作用，也可以提高樁身的密實度；用砂填充石灰樁的孔隙，使脹發(fā)后的石灰樁本身比脹發(fā)前密實；樁頂采用粘土封頂，可限制由于石灰膨脹而隆起，同樣可起到提高樁身的密實度的作用；采用摻合料(粉煤灰、火山灰、鋼渣或粘性土料)也可防止石灰樁軟心，粉煤灰的摻入量一般占石灰樁重量的15%~30%。</p><p&g

112、t;　　當(dāng)樁身由生石灰和粉煤灰組成時，由于生石灰與含有較多的、和的粉煤灰混合后，生石灰吸水膨脹，放熱及離子交換作用，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)生成具有強度和水硬性的水化硅酸鈣，水化鋁酸鈣和水化鐵酸鈣，埋在土中的強度隨齡期增長。這種方法既利用了工業(yè)廢料，又克服了石灰樁樁心軟化，還解決了石灰樁在地下水位以下的硬化問題。</p><p>　　試驗分析結(jié)果，石灰樁樁體的滲透系數(shù)一般在之間。亦即相當(dāng)于細(xì)沙。由于石灰樁樁距較小(一般為2~

113、3倍樁體直徑)；水平排水路徑很短，具有較好的排水固結(jié)作用。從建筑物沉降觀測記錄表明，建筑竣工開始適使用，其沉降已基本穩(wěn)定，沉降速率在0.04mm/d左右[12]。</p><p>　　4.2.3 復(fù)合地基</p><p>　　由于石灰樁樁體具有較樁間土有更大的強度(抗壓強度約500kPa)，在與樁間土形成復(fù)合地基中具有樁體作用。當(dāng)承受荷載時，樁上將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。根據(jù)國內(nèi)實測數(shù)據(jù)，石灰

114、樁復(fù)合地基的樁間土應(yīng)力為2.5~5.0。</p><p><b>　　4.3 理論設(shè)計</b></p><p><b>　　(1)樁徑</b></p><p>　　石灰樁的樁徑一般在150mm~400mm，具體樁徑取決于成孔機管徑。常有200mm、300mm、350mm、400mm等。</p><p&

115、gt;<b>　　(2)樁距及布置</b></p><p>　　樁距一般為3倍樁徑，樁距太大則約束力太小。平面布置可為梅花形或正方形。一般離樁的3~4倍樁徑外，原狀土得不到加固，故對大面積加固通常至少需要兩排護樁。</p><p><b>　　(3)樁長</b></p><p>　　樁的長度取決于石灰樁的加固目的和上部結(jié)構(gòu)

116、條件。</p><p>　　若石灰樁加固只是為了形成一個壓縮性較小的墊層，則樁長可較小，一般可取2~4m。</p><p>　　若加固目的是為了較少沉降，則就需要較長的樁。如果為了解決深層滑動問題，也需較長的樁，保證樁長穿過滑動面。</p><p><b>　　(4)樁數(shù)</b></p><p>　　一般按中心受壓樁基礎(chǔ)

117、確定樁數(shù)n，</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中：Q——作用于樁基上的垂直荷載；</p><p>　　G——樁基承臺自重和承土臺的土重；</p><p>　　——單樁垂直允許承載力。</p><p><b>　　(5)承載力計算</b>&

118、lt;/p><p>　　①單樁垂直允許承載力</p><p><b>　　當(dāng)樁身應(yīng)力時，</b></p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　(4-3)</b></p><p>　　式中：——單樁荷載試驗的允許承載力；<

119、/p><p>　　——樁端土的允許承載力；</p><p>　　——膨脹后單樁橫斷面面積；</p><p>　　——樁周土的允許摩擦強度；</p><p>　　F——按土層分段的樁周表面積；</p><p>　　——縱向彎曲系數(shù)，對于中心受壓樁?。?lt;/p><p>　　——樁料在四星期后的軸心抗壓強

120、度；</p><p>　　——安全系數(shù)，取1.5~2.0。</p><p>　　試比較與的大小，取兩者較小值為單樁垂直允許承載力。</p><p>　　對于樁身材料的組成不同，膨脹斷面積不同，且與壓載的大小有關(guān)。在4.9~14.7壓載下的膨脹率如下：</p><p>　　純石灰樁：30%~50%；</p><p>　　

121、摻入20%或30%粉煤灰：26%~40%或22%~34%；</p><p>　　摻入20%或30%火山灰：21.2%~35%或12%~26%；</p><p>　　當(dāng)樁身應(yīng)力時，，單樁垂直允許承載力</p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　式中：——綜合系數(shù)，為經(jīng)驗系數(shù)。</p>

122、<p><b>　?、趶?fù)合地基的承載力</b></p><p>　　實踐證明，石灰樁加固軟弱地基可按一般復(fù)合地基的理論計算。設(shè)計時可考慮樁身四周的早期強度，后期強度作為安全儲備。</p><p>　　石灰樁復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)通過現(xiàn)場單樁復(fù)合地基荷載視線確定。有經(jīng)驗時也可按下式估算：</p><p><b>　　(4

123、-5)</b></p><p>　　式中：——石灰樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——石灰樁水化膨脹后的面積置換率；</p><p>　　——樁體比例界限，可通過單樁靜力荷載試驗求得，也可取kPa。</p><p>　　也可根據(jù)孔隙比和地基加固后的

124、含水量可計算樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值，通過下式計算：</p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　式中：——石灰樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——成樁中擠壓系數(shù)，通常在 1.3~1.6之間；</p><p>　　——實際樁徑，通常，d為設(shè)計樁徑；</p><p>

125、　　——布樁的行距和列距；</p><p>　　——天然地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　(3)石灰樁水化膨脹后的面積置換率m計算式如下：</p><p><b>　　(4-7)</b></p><p>　　4.4 設(shè)計過程 </p><p>　　設(shè)計樁徑φ400mm，樁距800mm，