在对现有的单双向格栅加筋地基承载力分析的基础上,作者介绍了三向格栅加筋垫层的设计方法并对加筋地基的承载力计算进行了探讨。
1三向格栅加筋垫层设计
与传统的单双向格栅力学性质不同的是三向格栅具有一定的平面刚度,这使加筋地基的承载性状与普通加筋地基不同。三向格栅将与其上下表面一定厚度的垫层填料形成一个作用区域,由于三向格栅较强的嵌锁与界面摩擦性能,使得此作用区变形协调,协同工作。此外三向格栅具有一定的平面刚度,使图1所示的作用区域呈现出半刚性垫层的性状。
图1三向格栅加筋垫层示意图
根据半刚性垫层承载能力的极限状态,且把理论应力图形代替为等效矩形应力图形,最终可得半刚性垫层的理论计算图式,如图2所示。
图2半刚性加筋垫层截面受力极限状态与计算图式
由静力平衡条件可建立基本计算公式,水平方向合力为0,即∑X=0,得:
(1)
对受拉筋材合力作用点取矩,即∑M=0,得:
(2)
(3)
由式(1)得:=,
将式(3)代入式(2)可得:
(4)
式中Mu——受弯承载力;
y——筋材抗拉强度设计值;
cm——半刚性垫层弯曲抗压强度设计值;
ho——垫层有效高度;
h——垫层厚度;
b——垫层计算宽度;
——垫层受压区高度;
as——筋材重心至垫层边缘的距离。
根据式(4)来验算受弯承载力是否满足弯矩设计值的要求,然后在分析进行垫层设计的多因素,以便确定合理的桩间距、筋材强度、垫层厚度等。
2地基承载力设计
在考虑地基承载力时,可以将三向格栅的作用区域作为基础底板来考虑。从而,软弱地基上荷载作用宽度由增加为。由以上分析,计算在满足粒料加筋层承载力的基础上,参照浅基础承载力要求,提出三向格栅加筋地基承载力确定方法。软弱地基承载力仅需要满足轴心受压要求(由式(5)给出)和偏心受压要求(由式(6)给出)即可满足承载力的要求。
(5)
(6)
式中——作用于垫层顶面的荷载;
——修正后的软弱地基承载力特征值;
——三向格栅加筋区域有效宽度。
(指导教师:马强(1983-),男,湖北工业大学土木工程与建筑学院,讲师)
参考文献:
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