3．設(shè)計(jì)實(shí)例（2002年6月設(shè)計(jì)項(xiàng)目）
（1）工程概況及粉噴樁處理應(yīng)用情況：在黑大線一級(jí)公路，路基寬24米，填土高2.2米，K679+253～K679+510段軟基，長(zhǎng)257米，軟土層厚26.8米，屬于淤泥質(zhì)土和軟塑狀粘土，從上到下分5層，其中L1=3.9米，qs1=6.2kpa，W1=71%，qp1=43.9kpa；L2=5.8米，qs2=8.1kpa，W2=65%，qp2=56.5kpa；L3=8.5米，qs3=11.3kpa，W3=58%，qp3=59kpa；L4=4.2米，qs4=12.9kpa，W4=51%，qp4=62kpa；L5=4.4米，qs5=16.2kpa；采用正三角形狀布置粉噴樁，樁徑0.5米，樁頂設(shè)置30cm天然砂礫褥墊層,并在天然砂礫上下用土工格柵包圍，加固處理路基寬度為每側(cè)多加寬0.5米，即加固后的路基范圍為寬＝24+2.2*1.5*2+0.5*2＝31.6米；雙向四車道，路面厚度0.71米，本工程填土壓實(shí)后土的密度r土＝22.0KN/m3,r路面＝26.0KN/m3,r砂＝23.0KN/m3，荷載等級(jí)公路一級(jí)荷載；處理后路基情況見(jiàn)附圖2。
為了給出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的初步數(shù)據(jù)，擬定了下列方案，擬定樁長(zhǎng)12.0米，樁距0.9米，32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥摻入量10％，水泥漿的水灰比為0.51，無(wú)任何其它外摻添加劑，試驗(yàn)數(shù)據(jù)fcu90=1.13Mpa，采用濕法加固，置換率m=3.1415926*0.25*0.25/0.9=0.218, Ap =3.1415926*0.25*0.25＝0.1963m2；β取0.85，α取0.6，η取0.2。
則：根據(jù)材料配合比計(jì)算單樁容許承載力為
Ra1= ηfcu Ap *L
=0.2*1.13*1000*3.14159*0.25*0.25*12.0=532.5kN
根據(jù)地質(zhì)情況及擬定施工方案計(jì)算單樁容許承載力為
Ra2＝ Up qsiLi+αApqp
＝0.5*π*（3.9*6.2+5.8*8.1+2.3*11.3）+0.6*π*0.25*0.25*59.0
＝159.54kN
根據(jù)地質(zhì)情況和擬定的施工方案計(jì)算極限復(fù)合地基承載力特征值
fsk＝(3.9*43.9+5.8*56.5+2.3*59)/12.0＝52.9kpa
fspk ＝ mRa/Ap+β（1－m）fsk
＝0.218*159.54/0.1963+0.85*(1－0.218)*52.9
＝212.3kpa
實(shí)際復(fù)合地基承載力特征值（上部傳遞到復(fù)合地基頂）
f＝恒荷載應(yīng)力＋活荷載應(yīng)力
其中：恒荷載＝｛（24+26.13）/2｝*0.71*257*26+｛（26.13+30.6）/2｝*1.49*257*22+31.6*0.3*257*23
＝413909.95kN
活荷載 ＝4*550*（257/15.0）＝37693.3KN
所以f＝(413909.95+37693.3)/257*31.6=55.61kpa
從上述初步擬定計(jì)算結(jié)果看，當(dāng)樁長(zhǎng)擬定12.0米，樁距0.9米時(shí)，fspk遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于f即fspk/f=212.3/55.61＝3.82倍，相當(dāng)于安全系數(shù)為k=3.82，而且樁的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁間土的應(yīng)力，即n值｛n＝159.54/π*0.25*0.25*52.9＝15.36｝過(guò)大（前面論述的n值最合理的取值范圍是0.75～6.0），達(dá)不到復(fù)合地基的效果，為了不造成浪費(fèi)，又滿足規(guī)范要求，將樁長(zhǎng)改為8米，也減少了施工的難度，同時(shí)將樁距加大到1.1米（m＝0.178），試算結(jié)果如下
Ra2＝ Up qsiLi+αApqp
＝0.5*π*（3.9*6.2+4.1*8.1）+0.6*π*0.25*0.25*56.5
＝96.8kN
fsk＝（3.9*43.9+4.1*56.5）/8.0＝50.4kpa
fspk ＝ mRa/Ap+β（1－m）fsk
＝0.178*96.8/0.1963+0.85*(1－0.178)*50.4
＝123.0kpa
此時(shí)樁土間應(yīng)力比n＝96.8/π*0.25*0.25*50.4＝9.78，比較接近前面論述的n的取值范圍。
fspk/f=123.0/55.61=2.21，滿足規(guī)范要求，又合理節(jié)約；同時(shí)又將樁體中的水泥摻入量降低為8％，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出fcu=1.06Mpa，Ra1= ηfcu Ap *L
=0.2*1.06*1000*3.14159*0.25*0.25*8.0=332.6kN，
此時(shí)Ra1/ Ra2＝332.6/96.8＝3.4，相當(dāng)于安全系數(shù)為3.4（材料安全系數(shù)）
最后采用了調(diào)整后的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)后進(jìn)行了軟基處理，該項(xiàng)工程于2002年8月5日竣工后開(kāi)始填筑路基，并于當(dāng)年完工，到現(xiàn)在已經(jīng)二年多，現(xiàn)在路基使用情況良好，滿足路基沉降要求。
（1）工程概況及粉噴樁處理應(yīng)用情況：在黑大線一級(jí)公路，路基寬24米，填土高2.2米，K679+253～K679+510段軟基，長(zhǎng)257米，軟土層厚26.8米，屬于淤泥質(zhì)土和軟塑狀粘土，從上到下分5層，其中L1=3.9米，qs1=6.2kpa，W1=71%，qp1=43.9kpa；L2=5.8米，qs2=8.1kpa，W2=65%，qp2=56.5kpa；L3=8.5米，qs3=11.3kpa，W3=58%，qp3=59kpa；L4=4.2米，qs4=12.9kpa，W4=51%，qp4=62kpa；L5=4.4米，qs5=16.2kpa；采用正三角形狀布置粉噴樁，樁徑0.5米，樁頂設(shè)置30cm天然砂礫褥墊層,并在天然砂礫上下用土工格柵包圍，加固處理路基寬度為每側(cè)多加寬0.5米，即加固后的路基范圍為寬＝24+2.2*1.5*2+0.5*2＝31.6米；雙向四車道，路面厚度0.71米，本工程填土壓實(shí)后土的密度r土＝22.0KN/m3,r路面＝26.0KN/m3,r砂＝23.0KN/m3，荷載等級(jí)公路一級(jí)荷載；處理后路基情況見(jiàn)附圖2。
為了給出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的初步數(shù)據(jù)，擬定了下列方案，擬定樁長(zhǎng)12.0米，樁距0.9米，32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥摻入量10％，水泥漿的水灰比為0.51，無(wú)任何其它外摻添加劑，試驗(yàn)數(shù)據(jù)fcu90=1.13Mpa，采用濕法加固，置換率m=3.1415926*0.25*0.25/0.9=0.218, Ap =3.1415926*0.25*0.25＝0.1963m2；β取0.85，α取0.6，η取0.2。
則：根據(jù)材料配合比計(jì)算單樁容許承載力為
Ra1= ηfcu Ap *L
=0.2*1.13*1000*3.14159*0.25*0.25*12.0=532.5kN
根據(jù)地質(zhì)情況及擬定施工方案計(jì)算單樁容許承載力為
Ra2＝ Up qsiLi+αApqp
＝0.5*π*（3.9*6.2+5.8*8.1+2.3*11.3）+0.6*π*0.25*0.25*59.0
＝159.54kN
根據(jù)地質(zhì)情況和擬定的施工方案計(jì)算極限復(fù)合地基承載力特征值
fsk＝(3.9*43.9+5.8*56.5+2.3*59)/12.0＝52.9kpa
fspk ＝ mRa/Ap+β（1－m）fsk
＝0.218*159.54/0.1963+0.85*(1－0.218)*52.9
＝212.3kpa
實(shí)際復(fù)合地基承載力特征值（上部傳遞到復(fù)合地基頂）
f＝恒荷載應(yīng)力＋活荷載應(yīng)力
其中：恒荷載＝｛（24+26.13）/2｝*0.71*257*26+｛（26.13+30.6）/2｝*1.49*257*22+31.6*0.3*257*23
＝413909.95kN
活荷載 ＝4*550*（257/15.0）＝37693.3KN
所以f＝(413909.95+37693.3)/257*31.6=55.61kpa
從上述初步擬定計(jì)算結(jié)果看，當(dāng)樁長(zhǎng)擬定12.0米，樁距0.9米時(shí)，fspk遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于f即fspk/f=212.3/55.61＝3.82倍，相當(dāng)于安全系數(shù)為k=3.82，而且樁的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁間土的應(yīng)力，即n值｛n＝159.54/π*0.25*0.25*52.9＝15.36｝過(guò)大（前面論述的n值最合理的取值范圍是0.75～6.0），達(dá)不到復(fù)合地基的效果，為了不造成浪費(fèi)，又滿足規(guī)范要求，將樁長(zhǎng)改為8米，也減少了施工的難度，同時(shí)將樁距加大到1.1米（m＝0.178），試算結(jié)果如下
Ra2＝ Up qsiLi+αApqp
＝0.5*π*（3.9*6.2+4.1*8.1）+0.6*π*0.25*0.25*56.5
＝96.8kN
fsk＝（3.9*43.9+4.1*56.5）/8.0＝50.4kpa
fspk ＝ mRa/Ap+β（1－m）fsk
＝0.178*96.8/0.1963+0.85*(1－0.178)*50.4
＝123.0kpa
此時(shí)樁土間應(yīng)力比n＝96.8/π*0.25*0.25*50.4＝9.78，比較接近前面論述的n的取值范圍。
fspk/f=123.0/55.61=2.21，滿足規(guī)范要求，又合理節(jié)約；同時(shí)又將樁體中的水泥摻入量降低為8％，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出fcu=1.06Mpa，Ra1= ηfcu Ap *L
=0.2*1.06*1000*3.14159*0.25*0.25*8.0=332.6kN，
此時(shí)Ra1/ Ra2＝332.6/96.8＝3.4，相當(dāng)于安全系數(shù)為3.4（材料安全系數(shù)）
最后采用了調(diào)整后的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)后進(jìn)行了軟基處理，該項(xiàng)工程于2002年8月5日竣工后開(kāi)始填筑路基，并于當(dāng)年完工，到現(xiàn)在已經(jīng)二年多，現(xiàn)在路基使用情況良好，滿足路基沉降要求。