某建筑物的土层分布:0~3m黏土,承载力特征值fak=150kPa;3~6m粉砂,平均标贯击数N=6.5;6~7.5m粉土,粒径小于0.005mm的黏粒含量14%;7.5~10m粉砂,平均标贯击数N=10.8度地震区,地下水位在地面下1.5m,试判断粉砂层是否液化。若会液化,采用砂石桩法处理地基,要求复合地基承载力特征值fspk=170kPa,试设计砂石桩复合地基。
参考答案:
(1)计算液化判别标贯击数临界值
8度地震,设计地震分组为第一组,N0=10
6m处粉砂 Ncr=10×[0.9+0.1×(6-1.5)]=13.5≈14
10m处粉砂 Ncr=10×[0.9+0.1×(10-1.5)]=17.5≈18
6m和10m处粉砂的标贯击数均小于液化判别标贯击数临界值Ncr会液化。
6~7.5m粉土,粒径小于0.005mm黏粒含量为14%,大于13%,不会液化。
粉砂层应进行抗液化地基处理,采用锤击沉管法成孔,然后灌入砂石,桩径采用0.5m,三角形布桩。
(2)确定砂石桩面积置换率
砂石桩采用沉管挤密碎石桩对土有挤密作用,根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001),按下式计算挤土桩面积置换率
N1=Np+100m(1-e-0.3Np@)
式中:N1——打桩后的标准贯入击数;
Np——打桩前的标准贯入击数;
m——面积置换率。
(3)砂石桩设计
砂石桩,桩径0.5m,桩长10m,采用沉管挤密碎石桩,三角形布桩,m=0.087
估算桩体承载力特征值
fspk=mfpk+(1-m)fsk
fsk=150kPa,要求复合地基承载力特征值fspk=170kPa,即
170=0.087fpk+(1-0.087)×150=0.087fpk+137
fpk=379kPa
桩体承载力特征值应达379kPa。
碎石桩复合地基竣工后应进行复合地基载荷试验,检验复合地基承载力是否满足设计要求;桩体应进行重型动力触探,检验密实度;桩间粉砂土层应进行标贯试验,检验标贯击数是否能达N1值。