Priebe法在近岸工程振冲碎石桩复合地基沉降量计算中的研究
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碎石桩复合地基沉降三维数值分析的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加速,土地资源日益稀缺,越来越多的工程项目选择在原有地基上进行拓建或扩建。
然而,由于原有地面承载力、稳定性等方面的限制,施工后可能会产生一定的沉降及变形。
为解决这一问题,工程界提出了多种复合地基技术,如碎石桩复合地基技术,其具有构造材料简单、技术可操作性高、成本低、效果显著等优势。
虽然碎石桩复合地基技术在实际工程中取得了较好的效果,但其沉降和变形规律的研究仍是一个重要的研究领域。
传统的实验方法需要巨大的现场工作量和成本投入,且实际上实验结果往往受到现场复杂环境干扰等因素的影响。
因此,采用数值模拟方法对复合地基的沉降和变形实验进行研究,可以提高研究精度、降低研究成本、有效拓展研究深度。
二、研究目的和意义本研究旨在通过数值模拟方法,对碎石桩复合地基在不同工况下的沉降和变形规律进行研究。
具体包括以下目标:1.构建碎石桩复合地基三维数值模型,模拟其在实际工况下的加载过程。
2.分析碎石桩复合地基的沉降变形规律及其对结构安全的影响。
3.研究不同因素对碎石桩复合地基沉降和变形的影响,探究其优化设计方案。
本研究将为碎石桩复合地基设计优化提供一定的参考,有助于提高工程安全性和可靠性,降低整个工程周期的成本,具有较大的实际应用价值。
三、研究内容和方法1.研究内容(1)建立碎石桩复合地基三维数值模型。
(2)进行相关参数设定,如复合桩密度、土体参数、荷载等。
(3)采用三维有限元软件进行数值模拟分析,探究在不同工况下碎石桩复合地基的沉降变形规律。
(4)分别分析不同因素对地基沉降的影响,包括荷载大小、复合桩密度、土体参数等,探究优化设计方案。
(5)对不同情况下的沉降变形进行对比分析,为后续工程设计提供参考。
2.研究方法本研究采用三维有限元数值模拟方法,具体步骤如下:(1)构建三维数值模型:采用三维CAD软件建立复合地基三维模型,采用SolidWorks软件处理模型并输出CAE模型。
振冲碎石桩复合地基承载力及变形分析我国地域辽阔土类众多,其中占比较大的是松、软土类。
然而这些土质恰恰是建造建构筑时所必须利用的。
松、软土类具有强度低、压缩性大、承载力底、抗震性差的缺点。
因土地资源紧张,我们不得不在这种不良的土质上建造建构筑物。
改良松、软土质的地基处理方法有多种,换填、强夯、水泥土搅拌、振冲碎石等方法均能起到不错的效果。
本文着重分析振冲碎石桩复合地基的作用原理及使用方法。
标签:振冲碎石复合桩;承载力;变形;目前,地基基础设计是根据《建筑地基处理技术规范》对振冲碎石桩复合地基进行设计、施工监测的。
但由于各种条件的限制,无法对每处地基进行现场载荷试验。
那么如何利用原位测试和室内土工试验所得出的原理对振冲碎石桩复合地基承载力、变形进行准确计算就成必须面对的现实问题[1]。
1、振冲碎石复合地基采用一个管状的震动设备(振冲器),要求能够水平方向振动。
在高压水流的作用下在软弱性土中边冲边振成孔。
再于孔内分批装入碎石等硬度高的材料形成桩体。
桩体与原软弱性土质组成了复合性地基。
处理后的地基土具有承载力高、压缩性小等特点。
它可适用在中、粗砂、粉土(液化)、人工填土等地基。
2、振沖碎石复合地基的受力元素在一般情况下,当桩体打入持力层时。
桩体的自身硬度要远大于粘性软弱的强度,因此通过基础传递给复合地基外的压力由于桩、土的变形逐渐集中到桩体上。
从而使软土所承载的压力减轻。
那么相对于原有地基,复合地基的承载力相对增高,压缩性减少。
这就说明复合地基中桩体起到集中承载力的作用[2]。
还有一种情况就是桩体打入不到地基持力层时,也就是说桩体与持力层未有根本的接触。
那么复合地基就起到垫层的作用,垫层是将承载负荷进行扩散,可以让附加载荷均匀分布,从而可以减缓地基的沉降速度。
3、振冲碎石复合地基承载力及变形计算3.1承载力标准值的计算方法计算单桩侧向极限应力是计算单桩极限承载力的关键。
Brauns理论是计算碎石桩的单桩极限承载力的基本理论。
水下振冲碎石桩复合地基沉降计算方法及工程案例分析大连理工大学专业学位硕士学位论文目录摘要........................................................................................................................... .. I Abstract .............................................................................................................. ............... II 1 绪论 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 振冲碎石桩复合地基 (3)1.2.1 振冲碎石桩复合地基简介 (3)1.2.2 振冲碎石桩复合地基在国内外的应用 (4)1.2.3 水下振冲碎石桩复合地基发展现状 (4)1.3 振冲碎石桩复合地基的施工工艺 (5)1.4 现有振冲碎石桩复合地基沉降计算方法 (8)1.4.1 基于旁压试验应力-应变曲线的方法 (8)1.4.2 基于半无限弹性体中圆柱孔横向变形理论的方法 (9)1.4.3 国内规范算法 (9)1.4.4 关于上述算法的总结 (10)1.5 本文主要研究内容 (10)2 水下振冲碎石桩工作机理和沉降计算方法 (12)2.1 振冲碎石桩复合地基加固机理分析 (12)2.1.1 振冲碎石桩对软粘土的加固 (12)2.1.2 振冲碎石桩对砂性土的加固 (12)2.2 振冲碎石桩复合地基破坏形式 (13)2.3 地基沉降计算原理 (13)2.4 规范推荐振冲碎石桩复合地基沉降计算方法 (18)2.4.1 02版地基处理规范计算方法 (19)2.4.2 12版地基处理规范计算方法 (19)3 基于工程实例的沉降分析及计算 (22)3.1 工程概况 (22)3.2 试验段沉降监测及地基检测设置 (24)3.3 检测结果与分析 (25)3.4 沉降观测与分析 (26)3.5 按规范方法地基沉降计算结果及实测分析对比 (30) 3.6对沉降计算方法进行修正 (32)- III -水下振冲碎石桩复合地基沉降计算方法及工程案例分析3.7 振冲碎石桩沉降修正公式在实际工程中的应用 (34) 3.7.1 工程实例二简介 (34)3.7.2 地基检测结果及分析 (35)3.7.3 施工期沉降观测及分析 (37)3.7.4 采用本文推荐计算方法验证以上工程 (47)4 砂土为主时沉降计算方法 (49)4.1 工程概况 (49)4.2 试验段的检测 (49)4.3 试验段沉降位移观测及分析 (50)5 结论 (52)参考文献 (53)致谢 (55)大连理工大学学位论文版权使用授权书 (56)- IV -。
目录1 工程概况 (2)2 检验目的 (2)3检验依据 (2)4检验方法及主要技术措施 (2)4.1施工准备 (2)4.2 检测工期 (3)4.3 检测方法及主要技术措施 (3)5安全文明施工及各种防护措施 (4)5.1安全用电 (4)5.2雨季防雨防雷 (4)5.3夜间防护措施 (5)1 工程概况北沙河倒虹吸振冲碎石基础处理工程,主要分布在北沙河进出口渐变段左右翼墙底部,振冲碎石桩设计桩径0.8m,桩间距1.8m,总长3442m。
8月10日前,试验桩重力动探及标贯试验均已完成,试验结果满足设计要求。
目前,准备进行试验桩的复合地基承载力检验,设计要求复合地基承载力特征值为290kPa。
2 检验目的1.采用单桩复合地基静载荷试验法检测处理后复合地基承载力是否满足设计要求。
3检验依据1.《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》DL/T 5214-2005;2.《水利水电建设工程验收规程》(SL23-2008);3.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002;4.《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003;5.《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002;6.《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001;7.《河北省建筑地基承载力技术规程》(施行)DB13(J)/T48-2005;8.《第HBZTJ9-9标段建筑物工程地基处理施工技术要求》9.设计图纸。
4检验方法及主要技术措施4.1施工准备4.1.1现场准备根据检测要求,做好现场的准备工作,保证机械设备进场畅通无阻和检测工作施工便利,保证检测过程中的安全措施和防水措施。
4.1.2技术准备开始检测前,组织检测技术人员熟悉图纸及与本工程有关的法规和技术文件,了解检测施工中的重点、难点,制定相应的措施;根据工程需要,落实测量仪器、工具的数量。
4.2 检测工期1.外业试验工期:3天。
2. 内业报告工期:2天。
4.3 检测方法及主要技术措施复合地基静载荷试验是原位测试方法中的一种,用于测定承压板下应力主要影响范围内的土层和桩体的复合承载力。
1碎石桩复合地基加固机理振冲碎石桩法是指采用振冲器成孔后,填充碎石、卵石或矿渣等硬质材料并振动密实形成桩体的一种地基加固方法。
其加固机理以置换作用为主,即利用机械设备将原软弱土竖向置换成强度较高的硬质材料。
由于碎石桩体较桩周土强度高、模量大,在刚性基础作用下,复合地基应力按模量的大小进行重新分配,在桩上形成应力集中。
作用二是挤密效应,即桩周土在施工过程中由于施工机械的挤振产生位移,提高原软弱土密度,减小空隙比从而提高原状土的强度。
作用三是排水减压,由于碎石桩桩体的碎石之间存在大空隙,成为良好的排水通道,原地基土排水通道长度缩短、数量增加,从而加速了原软弱地基土的固结,提高了复合地基承载力。
作用四是垫层作用,由于碎石桩复合地基加固区的存在,建筑物的附加应力得到扩散,从而减少了下卧层的沉降。
2碎石桩复合地基沉降计算分析由于该重力式沉箱码头下地基压缩层深厚,地基在附加应力和自重应力作用下被压缩,由此产生了建筑物的沉降。
目前,实际工程中碎石桩复合地基沉降计算主要分成复合地基加固区沉降S1和下卧层沉降S2两部分计算,则复合地基沉降量S=S1+S2碎石桩复合地基加固区土层沉降计算方法较多,目前国内外一般采用复合模量法、应力修正法和桩身压缩量法来计算。
2.1复合模量法复合模量法是将加固区增强体和基体两部分视为均匀材料的整体,采用复合模量来评价复合土体的压缩性,并采用分层总和法计算加固区沉降。
E sp=[1+m(n-1)]E s式中E sp———复合模量;E s———桩间土压缩模量;m———面积置换率,m=d2/d e2其中d为桩身平均直径,d e为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径;n———桩土应力比。
2.2应力修正法由于碎石桩的存在,作用在桩间土上的荷载密度比作用在复合地基上的平均荷载密度小,采用应力修正法计算沉降时,忽略碎石桩的存在而只考虑桩间土的荷载作用,桩间土荷载作用大小根据碎石桩和桩间土的压缩模量大小进行分配。
碎石桩单桩复合地基承载力试验检测作者:牟俊杰来源:《砖瓦世界·下半月》2020年第09期摘;要:随着我国土木工程建设的快速发展,碎石桩复合地基处理技术在软基处理中得到了广泛的应用,但人们对碎石桩复合地基处理的认识还有待于进一步的探讨和研究。
随着岩土工程理论、现代计算技术和计算机软硬件技术的飞速发展,有限元法逐渐成为岩土工程领域中一种有效而实用的计算方法。
在此基础上,本文探讨了碎石桩复合地基承载力的确定方法,分析了承载力增长的动态变化,以期为工程施工提供参考。
关键词:碎石桩;复合地基;承载力目前,我国正处在社会经济快速发展的上升期,各地开展的项目也如火如荼。
由于工程建设规模较大,有些工程只能在地质条件较差的地段进行施工,因此,要完成大型建筑群的顺利建设,必须进行地基加固处理。
近年来,地基处理技术的发展与应用已成为人们关注的焦点之一。
19世纪初,欧洲人发明了复合地基处理技术,用于处理各种沙质松软地基,但在长期的应用過程中,由于技术水平和硬件设施不能有效跟进,导致其发展缓慢。
20世纪中期,该技术被广泛应用于民用建筑、交通、水利等工程中。
近年来,由于理论和实践技术的成熟,复合地基技术有了新的发展,在应用该技术的同时,取得了很多经济效益和社会效益,其中碎石桩复合地基是一种常用的地基处理方式。
由于其在原材料、处理效果和经济效益等方面的优势,在建筑工程和道路工程中得到了广泛的应用。
碎石桩是一种松散的桩。
碎石桩常在打入地基后进行预压,可直接成为良好的排水通道,显著提高地基承载力。
在许多工程建设项目中,碎石桩复合地基承载力分析与判断方法存在缺陷。
在分析饱和粘性土中碎石桩复合地基承载力时,应考虑更综合的桩土应力比,分析桩间土体强度增长的应力效应。
因此,有必要研究确定复合地基初始承载力和预压复合地基承载力的方法。
1;碎石桩法分析碎石桩法又名振冲置换法。
该方法的基本原理是:通过振动、冲击等荷载作用在地面上植入桩管,在软体土层上打出孔洞,将硬质碎石、砂石等材料加入孔洞中,形成独立的桩体,使桩体与地基土协调,形成复合地基。
振冲碎石桩复合地基工作机理浅析(全文)1、前言碎石桩属散体材料桩,是利用一种单向或双向振动的冲振头,边喷高压水流边下沉成孔,然后边填入碎石边振实,形成桩体。
桩体和原来的粘性土构成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降,以提高地基承载力,并降低压缩性。
振冲法具有置换作用,也同时存在挤密作用。
振冲置换法适用土层主要是粘性土,在砂土中也能制造碎石桩,但此时挤密作用远大于置换作用。
碎石桩复合地基桩体贯穿整个软弱土层,达到相对硬层时,桩体起着应力集中作用;桩体未达到相对硬层时,桩体起应力扩散和均布作用。
2、理论背景:碎石桩复合地基主要的功能有减小地基的沉降与不均匀沉降,提高地基的承载力与稳定性,以及发挥垫层的作用等。
复合地基中碎石桩的压缩模量Ep大于松软土的压缩模量Es,为Es的n倍。
基于变形协调与应力集中,而导致复合地基的沉降量S减小,相应的复合压缩模量Esp增大。
设若复合地基的置换率,即碎石桩的面积与其对应的控制面积之比为m;复合地基上的荷载强度为σ;桩顶压力为σp;桩间土上的压力为σs,则σ=mσp+(1-m)σs(1)由沉降变形协调σp/Ep=σs/Es(2)复合土层厚h的沉降量为(3)复合土层的沉降实为桩和桩间土协调沉降的综合反映,即(4)又桩土应力比σp/σs=n(5)由上式(2)(4)(5)即可求得复合土层的压缩模量Esp的表达式为Esp=mEp+(1-m)Es (6)式(6)反映了复合后土层的压缩模量与复合地基置换率、碎石桩和桩周土的压缩模量之间的关系,可以看出复合地基置换率越大、桩土应力比越大,复合后的压缩模量越大,也就是沉降越小。
3、工程实例:北方某单位拟在一块场地上建职工宿舍楼,场地天然地基承载力为60kPa,为减小差异沉降和提高地基承载力,设计采用碎石桩加固.碎石桩承载力为450kPa,复合地基设计承载力150kPa,碎石桩长6.0m,桩径0.9m,桩间距设计为两个标准、1.2m和1.6m,正方型布桩. 施工时严格按碎石桩施工流程即平整场地到设计标高-测量放线-振冲机及振冲器就位-成孔-清孔加料振密-关机停水-桩机和振冲器移位。
振冲碎石桩法处理软弱地基的探讨1、工程概况1.1工程简介某滨海城市一重点项目安置区,该项目临近海边,距海岸线1KM 左右。
居住房工程为2~3层低层联排别墅134栋960户,建筑面积14万m²;公建及商业配套工程为1~4层建筑34栋,建筑面积5万m²;总建筑面积29万m²占地1000亩。
建筑总高度为5m~26.4m。
该建设区域多为软弱地基,且原为锆钛矿采矿区域,因采矿因素地表起伏较大,矿坑较多。
项目区周边市政配套薄弱。
1.2地质情况1.2.1岩土分层根据地质勘察资料,将场地范围内所揭露的底层详细划分为5个工程地质单元层:①素填土、②细砂、②-1淤泥质粉质粘土、③粉质粘土、④粉土、⑤强风化粉砂质泥岩。
1.2.2地下水、地表水勘察深度范围内的场地地下水主要为潜水,地下水的补给来源主要为大气降水及地表渗漏,水量丰富,勘察期间实测地下水稳定水位埋深0.10~3.40m,据该区水文地质资料,场地该层地下水其变化幅度达2m。
1.3结构简洁本工程结构形式为框架结构,设计基础为独立基础,基底相对标高为-1.60m~-4.30m之间。
设计技术要求独立基础下地基承载力特征值为fka=160kpa.工程地质报告显示有软基存在,深度为8m,该区域软土地基需加固处理。
2、处理方案选择2.1方案1:强夯:缺点是施工噪音大,公害显著,单位面积夯击能量小,夯击时仅是动力压密,由于存在有效区和影响区的差别,深层难于达到压密的效果,加固深度受到限制。
虽然强夯法具有加固效果显著、施工期短、施工费用低等优点,但由于本场地周边有诸多农村民房,且有部分为危房,如使用强夯其振动将影响民房安全。
2.2方案2:水泥搅拌桩:经现场组织两台水泥土搅拌桩桩机进行试桩。
发现,水泥土搅拌桩中的水泥与场地土质无法粘合成型,达不到设计强度。
后组织专家分析,采用自来水、水泥掺量增加至20%及添加1.5%氢氧化钠和采用现有地下水、水泥掺量增加至20%及添加1.5%氢氧化钠各做实验桩一根,发现水泥土搅拌桩还是达不到工程质量要求。
Priebe法在近岸工程振冲碎石桩复合地基沉降量计算中的研究作者:温铂洋上官子昌来源:《价值工程》2014年第22期摘要:利用Priebe法,通过对该计算方法分析和改进,将其引入到近岸工程振冲碎石桩复合地基沉降量计算中,建立计算公式,并结合近岸工程实例对地基沉降进行估算,将计算结果与实测值与传统计算方法进行对比,验证这种方法的可行性。
Abstract: Priebe method is used to calculate the settlement of vibro-replacement stone column composite foundation in offshort engineering by analysing and improving the calculation method. The computational formula is established combined with the offshort engineering example to evaluate the foundation settlement. The settlement calculation result is compared with the measured settlement,indicating this method had certain practicality.关键词:近岸工程;Priebe法;沉降量;振冲碎石桩Key words: offshort engineering;Priebe method;settlement calculation;vibro-replacement stone column中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)22-0137-030 引言随着振冲技术的广泛应用与发展,开创了在近岸工程中采用振冲技术处理松软地基的实际工程运用。
目前,对于地基沉降的计算主要通过现场观测和室内土工试验,建立模型来预测地基沉降规律,计算方法也日趋成熟。
但在近岸工程中,与理想路基不同,由于施工海域远离陆地,又常受到海浪、流及潮汐等自然条件的影响,加以其软土地基深入海底,施工条件恶劣、难度大,使其观测结果不易检测;而室内土工试验模拟较为复杂,试验结果难以应用到实际工程当中。
地基沉降是人们关心的问题之一,但振冲碎石桩复合地基沉降量的计算理论尚未成熟,在近岸工程中,计算值往往远小于最终沉降量实测值,每层土体特性差异较明显。
本文以Priebe 法为基础,通过前人对此方法的研究,提出自己的看法,建立计算模型,并运用到近岸工程振冲碎石桩复合地基沉降量计算中,结合近岸工程实例,将计算结果与工程实测值和传统计算方法进行对比,从而验证该方法的可行性,并为近岸工程的沉降预测提供依据。
1 传统碎石桩复合地基的沉降量计算方法[1]地基中土的受力情况和变形特性是影响地基沉降大小的主要因素。
对于碎石桩复合地基而言,其沉降大小要同时考虑复合土层和下卧层的受力情况和变形特性。
因此,复合地基的总沉降量SF分别是由复合地基土层的沉降Ssp和下卧土层的沉降Sx两者之和,即SF=Ssp+Sx。
1.1 复合土层沉降计算①复合模量法。
复合土层是指沉降具有等效复合压缩模量Esp的土,而复合模量法是将复合地基加固区的碎石桩和桩间土复合成同一土体。
复合土层沉降大小Ssp通过分层总和法计算,即Ssp=■■h■(1)式中:nsp——复合土层的分层数;Δσ■——第i层附和应力的平均增量;hi——第i层土的厚度;E■——第i层土的复合压缩模量。
其中:复合压缩模量Esp是由桩和桩间土变形协调及复合土层沉降等效实际桩、土复合体的沉降关系决定的,即Esp=[1+m(n-1)]Es(2)式中:Esp、Es——分别为桩及桩间土的压缩模量;m——置换率;n——桩土的应力比。
②应力修正法。
由于复合土层上的荷载由碎石桩和桩间土共同承担,且碎石桩的刚度远大于桩间土,故桩间土承担载荷大大减小,主要由桩承担。
应力修正法是通过土的压缩模量,不考虑碎石桩的存在,计算复合土层沉降Ssp,即Δσ■=■=μ■Δσ■(3)Ssp=■■h■=μ■■■h■=μ■S■(4)式中:μ■——应力修正系数,即应力分散系数。
复合模量法是按复合土层提高了的复合压缩模量计算其沉降量,而应力修正法基于作用于桩间土上减小了的荷载应力计算桩间土的沉降量。
虽然两种算法考虑角度不同,但所得结果一致。
③桩身压缩量法。
桩身压缩量法是假定复合土层中的碎石桩在荷载作用下不考虑桩侧摩阻力的分布形态和刺入变形,通过桩体所分担的荷载和其压缩模量,按材料力学计算压缩杆件变形的方法求桩的压缩量。
当桩侧摩阻力均匀分布时,桩的压缩量等同于复合土层的沉降量Ssp,其中桩顶荷载pp与桩的压缩量Sp的计算式如下:pp=■=μ■p(5)Ssp=Sp=■l(6)式中:pe——桩端应力;Sp——碎石桩的压缩量;l——桩长,其他符号意义同前。
1.2 复合地基下卧层沉降计算复合地基的下卧层是指复合土层下未加固的土层。
由于土层没有进行加固处理,且工程特性没有改变,因此下卧层应力分布变化取决于复合土层的工程性能改善,故先计算适当的下卧层的应力分布,才能通过分层总和法计算其沉降Sx。
本文介绍的Priebe法是假设复合地基桩体已达到硬土层,不考虑复合地基下卧层沉降,因此关于下卧层沉降计算不做过多介绍。
2 Priebe法及其方法改进2.1 Priebe方法[2-3] Priebe(普里伯,1976)提出一个基于半无限弹性体中圆柱孔横向变形理论,用于计算在垂直荷载作用下,碎石桩复合地基所产生的最终沉降的方法。
其中假设:①地基土为各向同性;②基础为刚性;③桩体长度已达有支承能力的硬土层等。
在这些假设条件下,Priebe推导出一个沉降折减系数β的表达式如下:■=1+m■-1(7)f(μ,m)=■·■(8)式中:m——面积置换率,Ac/A;μ——地基土泊松比。
地基用振冲置换桩加固情况下的最终沉降量与不加固情况下的最终沉降量之比叫做沉降折减系数。
于是,复合地基的最终沉降量SspSsp=βSs(9)式中:Ss——不加固情况下的地基最终沉降量。
将沉降折减系数β化简为β=■(10)式中:n——桩土应力比。
2.2 Priebe法的改进[4] 对Priebe法在沉降量计算中不合理假设进行改进,即桩体不可压缩与忽略桩体和桩间土的容重。
碎石桩主要由碎石组成,在垂直荷载作用下,桩体必然产生压缩;而对于桩体和桩间土的容重来说,直接影响到地基沉降大小,因此不能忽略不计。
桩体压缩直接影响桩体与桩间土的置换率,从而影响沉降折减系数;考虑容重的情况下,桩间土对桩体的横向束缚随着桩体深度增加而增大,使得地基沉降量减小。
置换率的变化由桩体和桩间土的变形模量决定,这里直接引入公式■■=-■±■■(11)式中:K■——主动压力系数,tan2(45°-■);n1——桩体与桩间土压缩模量比,Dc/Ds。
考虑容重对沉降量影响,我们引入深度系数fd,并且随着深度增加,桩体与桩间土之间的作用越小,桩间土横向变形越小,因此我们引入公式fd=■(12)式中:K■——静止土压力系数,1-sinφc;Ws——桩间土容重,∑(γs·Δd);Wc——桩体容重,∑(γc·Δd)。
根据上述改进,可推到出最后的沉降折减系数,其最终表达式如下■=f■·1+■■-1(13)其中置换率的变化值■=■(14)Δ(A/A■)=■-1(15)3 工程实例3.1 工程概况[5] 山东省某渔港工程位于山东半岛东南端石岛湾内,项目建设渔业及综合码头465m,其中396m码头工程地质为软弱土层。
该渔港码头长度1220.58m,水域面积36万m2,码头前沿高程+40m,前沿墙底高程-60m,码头采用重力式混凝土方块结构,软基处理采用海上振冲碎石桩复合地基,此次建设是在原有基础上进行扩建。
3.2 沉降计算[6] 本文采用该渔港工程渔业码头试验段沉降数据进行计算。
相关参数如表1。
根据本文介绍的传统算法和Priebe法计算该试验段沉降量,其中粉细砂②和粉质粘土③的湿密度为2.0g/cm3和1.9g/cm3,内摩擦角为30°和9°,计算结果见表2。
工程计算中断面的最大沉降量为15.20cm,在试验段码头加载20kPa并经过连续三个月的观测,其码头前端累计沉降量为40cm。
从计算结果看出,计算值远远小于实际值。
4 总结从计算结果看出,Priebe法比传统计算方法更接近实测值,大大减小了计算误差,但结果仍与实测值有较大差距,因此该计算方法还需要通过更多试验和工程实践进一步验证和改进。
本文为近岸振冲碎石桩复合地基沉降量计算提供了另一个较好的方法,由于近岸工程影响因素过多,该方法有待于进一步研究。
参考文献:[1]何广讷.振冲碎石桩复合地基[M].北京:人民交通出版社,2001.[2]盛崇文.碎石桩复合地基的沉降计算[J].土木工程学报,1986,19(1):72-75.[3]Heinz J. Priebe. The Design of Vibro Replacement. GROUNDENGINEERING,1995.[4]黄小军.振冲碎石桩复合地基承载力与沉降量计算研究[D].吉林大学,2007:58-65.[5]陈自荣,刘年飞,张建侨.振冲碎石桩在山东石岛中心渔港工程中的应用[J].水运工程,2010(9):124-127.[6]孙龙,刘年飞.渔港码头工程水下振冲碎石桩复合地基应用研究[J].渔业现代化,2010,38(4):54-56.。