换填深度计算.docx

1砂垫层厚度的计算
实际上砂垫层厚度的计算就是垫层底部下卧层承载力的验算。计算方法有多种，目前我国常用的方法是按 应力扩散角进行计算，即认为砂垫层以“0”角向下扩散基底应力，到砂垫层底面(下卧层顶面)处的压应力ch 与砂垫层的自重应力之和1砂垫层厚度的计算
实际上砂垫层厚度的计算就是垫层底部下卧层承载力的验算。计算方法有多种，目前我国常用的方法是按 应力扩散角进行计算，即认为砂垫层以“0”角向下扩散基底应力，到砂垫层底面(下卧层顶面)处的压应力ch 与砂垫层的自重应力之和cH应小于或等于该处下卧层顶面地基的容许承载力，即：
cH<(o)Ho ①
在施工中，桥涵、挡土墙等构造物多为矩形基础，在基底的平均附加应力c作用下，压应力按扩散角0通 过砂垫层向下扩散到下卧层顶面，假定此处产生的压应力平面呈梯形分部。
根据力的平衡条件可得：Lbc=((b+hstg0)L+bhstg0+4/3*(hstg0)2)ch
则该处下卧层顶面的附加应力为：ch=Lbc/(Lb+(L+b+4/3* hstg0)hstg0) ②
式中：L—基础的长度(m)； b—基础的宽度(m)； hs—砂垫层的厚度(m)； c一基底处的附加应力(KPa)； 0一 砂垫层的压应力扩散角，一般取35〜45°，根据垫层材料选用。ch是由基础传来的附加应力，而砂垫层底 面下卧层同时还受到垫层本身及回填土的重力，因此
cH=ch+rshs+rh ③
式中：rs—砂垫层的容重(kN/m3)； r一回填土的容重(kN/m3)； h—基坑回填土的厚度(m)。
由①、②、③式即可求得砂垫层所需厚度(m)o
2砂垫层平面尺寸的计算
如上图，根据几何关系得砂垫层底部平面尺寸为：
L=L+2hstg0 ④
B=b+2hstg0 ⑤
式中：L一砂垫层底平面的长度(m)； B一砂垫层底平面的宽度(m)o
为防止砂垫层受力后向两侧软土挤动，大多数情况下砂垫层顶面尺寸也按④、⑤两式确定。
3示例
某桥桥台为刚性扩大基础，尺寸为8m(长)x2m(宽)x1m(厚)，基础埋置深度1m，地基土为流塑性粘性土，
L=1, e=, r=18kN/m3,基底平均加应力为160KPa，现采用砂垫层(rs=20kN/m3)进行地基加固处理，请
确定砂垫层厚度及平面尺寸。计算过程如下：
⑴计算砂垫层厚度 hs。由资料可知，L=8m，b=2m，h=1m，r=18kN/m，rs=20kN/m3，°=160KPa，根据 IL =1，e=，从一般粘性土地基容许承载力(°0)(KPa)表查得°H=150KPa，
将