滨北线K16+614道口平改立工程旋喷桩计算

对于既有线“平交改立交”这类工期要求紧、列车慢行时间短的工程而言，采用高压旋喷桩进行加固不失为一种合理方案。高压旋喷桩是通过高压发生装置，使液流获得巨大能量后，经过注浆管道从一定形状和孔径的喷嘴中，以很高的速度喷射出来，形成了一股能量高度集中的液流，直接冲击破坏土体，并使浆液与土搅拌混合，在土中凝固为一个具有特殊结构的固结体，从而使地基得到加强。旋喷注浆时，高压喷射流的流态、结构和喷射速度等基本形态，对加固地基的质量和经济效益，将起到关键作用。

一、设计依据：

(1)、甲方提供资料：

各土层厚度和物理力学指标如图1

         图1滨北线K16+614道口平改立工程地质柱状图

(2)、现行规范：《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)

二、设计要求：

复合地基承载力特征值不小于第三层淤泥粉粘性土天然地基承载力特征值90.0kPa。

三、设计计算：

本工程采用高压喷射注浆法

图2滨北线K16+614道口平改立工程旋喷桩布置图

设计采用φ70的高压旋喷桩加固箱底地基，有效桩长7 m，桩间距按130cm x 130cm矩阵式布置。见图2

（一）、据《建筑地基处理技术规程》(JGJ79-2002)第12.2.3条

单桩竖向承载力特征值R_a由式（1）计算

             R_a=u_pΣq_sil_i+ A_pq_p                    

    R_a：单桩竖向承载力特征值(kN)；

    u_p：桩周长(m)；

    q_s：桩周土的平均摩擦力(kPa)；

    l：桩长(m)；

    q_p：桩端天然地基土承载力特征值(kPa)；

    A_p：桩的截面积(m²)；

分析各剖面各孔土层分布情况，依据地质柱状图选择物理力学指标统计表

Ra=π*0.7*（0*2.05+10*2.8+14*2.528）+0.5*200*π*0.35*0.35=177.89KN

取Ra=175 KN

（二）、面积置换率计算公式：

据《建筑地基处理技术规程》(JGJ79-2002)第9.2.5条。

f_spk ＝m R_a /A_p＋β(1－m)f_sk

f_spk  -βf_sk

m=  ---------------       

        R_a /A_p -βf_sk

    f_spk：复合地基承载力特征值(kPa)；

    m：面积置换率；

    β：桩间土承载力折减系数，一般取0-0.5；

    f_sk：天然地基土承载力特征值(kPa)。

取最不利状态βf_sk＝0

m=90/(175/(π*0.35*0.35))=0.1979=19.79%

实际面积置换率m=n* A_p/A=(15*7+7*4)* (π*0.35*0.35)/(8.5*26.7)=0.22553=22.55%

实际面积置换率m大于19.79%

可按照此置换率及基础面积进行布桩 建议将桩长改为9.0米为安全设计