第4期(总264期)
2021年4月URBAN ROADS BRIDGES&FLOOD CONTROL管理施工D01:10.16799/jki.csdqyfh.2021.04.046
李雪峰，徐辉，孙晨然
(中国市政工程华北设计研究总院限公，天津市300202)
摘要：沿海地区的软弱土以及不良土是工程建设中常遇到并且比较棘手的问题，特别是处理场地受限于轨道交通等地下构筑物限界时，难度更大。拟处理的软卧地基为江苏沿海某城市规划轨道交通线上的软弱地基，由于地基下埋设远期规划的轨道交通线，处理深度受限，最终处理方式确定为咬合排桩方式，设计验算采用实体深基础方法并运用MIDAS gts软件进行复核性验算。 关键词'软土地基土桩
中图分类号：TU447文献标志码：B文章编号：1009-7716(2021)04-0170-03
0引言
在土木工程建设中常常将下述地基土称为软弱土和不良土：软土工土土土以及土土等。沿海地区常到较的地基土为软黏土，土为期的海
三角洲相、溺谷相和湖泊相的黏性土等沉积物或河物。软黏土大处于，其特为天
大，比大，度，，
V土用下，并且较大。土的地基处理方式有，i
法、排物处理桩
桩等)⑴。法、排的地
基处理方法将地处理，利用从
刚度向刚度的原理获得足够的地基)
物处理则是通过桩将荷载卸到
周边的土中，并最终传递到土层中[2]v常规的地基
处理按照既定的设计方案从上述方法进行优选即
可，但对特殊场地条件下的地基处理则可能需上
述方法进行综合考虑V
多媒体教室中控系统
1工程背景
本文以江苏一处靠近海边的一个箱涵地基处理为例进行论证，箱涵尺寸为x N x16IX15IX 6I，经计算需要地基为100kPa。根据现状地基资料揭示土体的3为该次设计坐落的土，
收稿日期：2020-06-05
作者简介：李雪峰(1976—)，男，本科，高级工程师，主要从
事道路桥梁的设计研究工作。承载力容许值为60kPa。此层土的工程性质如下：灰〜灰黑，塑，饱和。均匀细腻，比大，，度V轻微腐臭味，玻璃光泽、摇震反无、干度韧土构为片堆构。地层分布稳定，地平均厚度为20I。工程示意如图1所示。由于处箱涵下规划的轨道交通线穿越，深度只能到15I，且无法到土，考虑采用
，于期工程采用法，
期地基无法到工程需要，且由于处
土较，并不理，期地基较大。采用等方式无法到工程需的地基，过方案选确定采用土咬合桩处理地基。常规的桩地基为土，而该次设计的桩端依然是软弱土，故该次计算不仅仅是按照胶体进行桩的计算，更考虑桩端的V
该次设计按照《公路桥涵地基与基础设计规⑶(JTG D63—2007R中桩作为整体基础计算，中可以照土采用地基
的方式进行计算，咬合桩据咬合桩
2021年第4期李雪峰，等：沿海地区软弱下卧层地基处理方式浅析
散范围设置。采用地基扩散角的方式计算的关键是地基扩散角的选取，其决定了结果的可信度。 2计算过程
2.1土体置换情况
设计采用直径1#的水泥土搅拌桩$为保证应力在纵横向的有效传递，设计采用了咬合桩，咬口尺寸为200咬口桩尺寸如图2所示；该次设计考虑应力扩散方向为沿着涵洞横轴方向，横向咬合桩间距设置为3m，纵向咬合桩仅为满足整体性要求，间距设置相对较大，经计算，置换率为0.4a 图2旋喷桩咬口图(单位：mm)
2.2应力扩散角
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)⑷ 5.2.7，应力扩散角度的土体的有关，该工程中的Z/B>0.5，此处不在赘A根据地勘的，土的为2MPa，加固后的土体横向压缩模量根据《建筑地基处范》⑸(JGJ79—2012)7.3.2
E sp二mEp+(!-m)E s(1)式中:E sp为搅拌桩复合土层的，kPa;Ep为搅拌桩的，kPa;E s为桩间土的，kPa;%为置换率。根据此式计算E sp=0.4X 50000+(1-0.4)x2000：21200kPa o
故E s1/E s2：10.6〉10，故根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)表格5.2.7可得到应力扩散角为30°，综合，该次设计考虑扩散角为25°o
2.3地基承载力计算
在确定了应力扩散角后，沿横向水泥土搅拌桩涵洞7m，满足应力扩散求，桩力计算计算，该处不赘，要计算桩力的力，建地基设计规范》(GB50007—2011)527,母系社会
&二______*+(&，一&-)_______(2)
2(b+2z/ai!)+(I+2tan!)
式中:*为矩形基础底边的度，m;b为矩形基础或基的宽度，m;p c为基处土的:
力，kPa;)为基的距,m;!为地基力扩散直的角，。。
地基力为泥土，根据建地基设计范》(GB50007—2011)表5.2.4知，地基的宽度修正为0，深度为1，计
算地基力，力的地基的直，不式，仅考虑沿着轴向横向的应力扩算，故可直桩的扩散应力为3)：15x b X100
(15+2x15x tan25°)x b
：51.7v60kPa，地基承载力满足要求
3有限元模拟
3.1计算模型
采用MIDAS GTS软件对计算结果
核，计算如图3所示，涵洞尺寸尺寸建，为了效应的响，度选取基坑
度度的3〜5倍，半无限体尺寸为210mx 210mx40.5m。体边界约束条件为：模型顶面为自由面，左右两侧施加法向约束，底面为三向平动约束合地基水泥搅拌桩采用体元建
图3计算模型(单位：m)
网格采用混合四面体生成，从0.5m到2m分布，模型生成大单元数约198012个。为了使数值计算简化，
假设忽略桩体、土体之间的相对滑移象，结构土体的网共结点，在作用下共同变，且不发生相互嵌叠，土体参见1。
表1土体参数表
土体名称
容4/
(kN-m-3)
弹性:
E0/MPa泊松比
"粘聚力
c/kPa
摩擦角#
/(°)
淤泥质土17.1 2.00.351814 3.2计算结果
本文主要考虑涵洞下100kPa压应力的扩散情况，故荷载仅仅施加了100kPa的压应力，为得到应力在土体的详细扩散情况，本文在涵洞部及
直轴线共布设了8，具体位置如图4所'O
城H 椅我洪
李雪峰，等：沿海地区软弱下卧层地基处理方式浅析
2021年第4期
8 7
涵洞平面
1
:2 3 4
瞰曰S 出珂吕
加固土体边缘
加固土体边缘
图4 土体中应力测点位置（单位：m ）
经过数据提取， 的对称性，选用1、2、3、
6、7点位的沿着深度方向的应力扩散图，如图5所示。
O 00400 2 4 6 8 18 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 48
延深度方向距离/mm
—［号
-----2号英荷壳牌石油公司
2号 —
—6号 —7号
-180
60
20
图5应力沿土体深度扩散图
从图5可见，3号点位既涵洞正下方的应力扩散
位置，
度的不均
中，后 下，
-15& 时，
60 kPa ，
和理论计 值
近，2 靠近涵 中轴边缘，应力规律和3
似，7 为横加固
融资铜的边缘区域，
很明显在-10&
度，
达到7
，
应力岀现增加，后逐渐衰减，到-15 &区域，应力值
在40 kPa 以内。1号和7号测点均位于桩基扩散的
边缘，
此次设计时只考虑 横轴线传
递，在纵
仅仅布设了维持整体性的搅拌，很
明显应力和预设情况并不一直
纵向传递，故1和7 测的 始终处 状态。有限元模计的
情况
计算情
况比较吻合，同时 采用 体
础法计 此类
桩端 软卧土层 的可行性。
4总结
（1 ）常规水泥土搅拌桩加固地基设计时应使桩端
处
洪醒华
对坚硬的土层中，若 能设 在坚硬的土层
中，设计时 充分考虑 端平面的地 承载 能否
满足设计要求。
2） 端处 软卧 下 卧层 中的 泥搅拌 软 端
平面承载的验可采用体 础法，犬
可采用垫层 角计 法。
（3）压 的
度连续的方向扩展，设
计时要充分朝那 传递 ，在
布设咬口等度连的桩体， 议做布的
体，
效果不好。
参考文献：
[1] 龚晓南•地基处理手册[M]•北京：中国建筑工业出版社，2008.[2] 徐洋，谢康和，徐志峰•影响复合地基应力扩散的因素[J].工业建筑,
2003,33（1）：36—38.
[3] JTG D63—2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].[4] GB 5007—2011，建筑地基基础设计规范[S].[5] JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范⑸•
（上接第142页）
图13 S20外环路面沉降累计变化量与监测剖面S4关系曲线图
少隧道开挖时的掌子面失稳和对周边围岩的扰动，
是一种方便可行的下穿隧道施工方法。
焦化行业准入条件
（2）在下穿S20高速公路及周边环境较为复杂的
条件下，采用钢管幕超前支护的形式并在顶进施工
中采用姿态控制、变形控制等针对性的措施，可以有
效控制钢管幕的顶进精度及地表变形。钢管幕的姿
态偏差可以控制在30 &&以内，为后续顶管施工创
有 条件 S20 环高速路面 控制在
11.8 &&，保证了外环高速的顺利运行。
参考文献：
[1] 胡学兵•地下立交设计施工关键技术研究[J].公路交通技术，2012
（3）:91-95.
[2] 黄宣明•大型地下立交隧道施工技术探讨[J]•地下空间与工程学报,
2007,3（4）:765-769.
⑶ 葛金科，沈水龙，许弊霜•现代顶管施工技术及工程实例[M]•北京:
中国建筑工业出版社,2009.
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