[发明专利]一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法

说明书

本发明涉及岩土工程技术领域，公开了一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法，本发明通过引入系数进行估算的设计方法，将膨胀地基土受到浸水以及路堤填筑体重力的影响纳入了计算内容中，通过该设计方法得到的设计数据，综合计算了路堤桩板墙内侧的膨胀土地基在路堤填筑体重力作用下的压密影响，以及路堤桩板墙内外侧的膨胀土地基在浸水环境下引起的软化影响，按照该加固桩的设计数据完成的路堤桩板墙，不仅能够有效避免膨胀土地基浸水软化后可能造成路堤桩板墙过度变形或失稳的问题，还能够避免建筑材料因过度使用造成工程浪费的现象。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法。

背景技术

膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩开裂、胀缩反复、和浸水强度急剧衰减等特点；在膨胀土地基修建的路堤工程需要收坡时，路堤桩板墙应用非常广泛，但实际工程中出现多起路堤桩板墙过度变形甚至路堤桩板墙失稳的案例，调研分析发现：1.膨胀土地基在填土重力作用下产生凹形不均匀的地基沉降，当填筑体为粗粒土时，粗粒土下沉后由于其渗水性好，地下水及填方体的下渗水会在凹形膨胀土地基中长期滞水，对膨胀土地基产生软化作用；2.路堤桩板墙外侧的膨胀土地基受降雨影响明显，不同深度的膨胀土地基会受到不同程度的软化，同时外侧膨胀土地基受内侧下凹地基长期积水的影响，会加剧膨胀土地基的软化。

因此，现有设计的路堤桩板墙出现变形或失稳的主要原因：在内侧地基中，未考虑到粗粒填料填筑后引起地基下沉浸水软化的影响；在外侧地基中，未考虑降雨和内侧地基下沉浸水软化的影响。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术中对路堤桩板墙的设计方法存在设计的路堤桩板墙未考虑膨胀土地基浸水软化的影响，可能会发生过度变形或失稳的问题，提供一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法，将膨胀土地基浸水软化的影响进行合理的确定，计算出所需路堤桩板墙的加固桩桩长和加固桩截面尺寸，按照该加固桩设计数据完成的路堤桩板墙，能够有效避免膨胀土地基浸水软化后造成路堤桩板墙过度变形或失稳的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种膨胀土地基路堤桩板墙的加固桩设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.获取膨胀土地基不同分层深度的粘聚力c_ti、内摩擦角和地基水平抗力系数σ_ti；

B.所述膨胀土地基在浸水条件下不同分层深度的粘聚力c_si、内摩擦角和地基水平抗力系数σ_si，按下式估算：

c_si＝k_1ic_ti

σ_si＝k_3iσ_ti

式中：k_1i为粘聚力浸水影响系数，k_2i为内摩擦角浸水影响系数，k_3i为地基水平抗力浸水影响系数；

所述膨胀土地基在路堤填筑体重力作用下不同分层深度的粘聚力c_yi、内摩擦角按下式估算：

c_yi＝ζ_1ic_ti

式中：ζ_1i为粘聚力压密影响系数，ζ_2i为内摩擦角压密影响系数；

C.计算所述路堤填筑体在膨胀土地基上的下滑推力F，其中所述路堤填筑体下方的膨胀土地基粘聚力取c_yi，内摩擦角取路堤桩板墙外侧的膨胀土地基粘聚力取c_si，内摩擦角取