路基软基换填计算书

工程名称：道路等级：路面结构：沥青路面设计年限：15设计车速：40车辆荷载：公路I级交通等级：中等交通车道数：41.路面结构：总厚度h=63cm面层4cm7cmAC-20中粒式基层20cm底基层32cm2.土层参数松散Y=4mfaj=80kPaZ=3.37mfak=55kPa换填材料换填厚度H=1.5mR=0m路基软基换填计算1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）3、《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/TD31-02-2013）2、《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）5%水泥稳定碎石设计路面至软基距离XX市XX工程6、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）一、设计参数图2换填断面，见图2图14%水泥稳定石屑块(片)石路基土质：路基承载力特征值路床底距软弱层距离软弱下卧层承载力4、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）二、设计依据三、路面、路基、路基处理材料：素填土路面、路基及土层断面，见图13.换填结构参数C35混凝土换填顶面距路床距离5、《混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）二级公路1S=1.87m本工程为:车辆荷载：公路I级图41.327m2.036mb1=0.6+2h×tanα=1、荷载标准及作用范围二级公路交通等级：中等交通图3换填顶面回填材料无四、设计计算换填底面距软基距离根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014），公路I级和公路Ⅱ级的汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值，车辆荷载的立面、平面布置及标准值应采用现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）车辆荷载的固定值。根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）表7.0.4，计算车辆对路面作用采用550kN车辆，两个后轴轴距1.4m，一个轴荷载140kN，车辆布置立面见图3（a），平面尺寸见图3（b），横向布置见图3（c）。以横向布置2辆车同时作用。作用在软基顶面的车辆荷载，路面结构层以30°的压力扩散角向下传递至路床，再以路基土的压力扩散角传递至软基顶面。根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）表4.3.1-2，轮着地宽度0.6m，着地长度0.2m，故车辆荷载分布宽度为：b2=b1+2Z×tanβ=一组车轮的作用力分布如图4所示横向一组后轮着地宽度b=0.6m，见图4（a）。（a）轮着地宽度方向（b）轮着地长度方向20.927m1.636m图55.500m6.227m6.936m6.936m1.600m2.327m3.036m3.036m21.056m2b2=b1+2Z×tanβ=l=a2=作用在软基顶面的面积A=l×k=2、路基软基承载力验算b1=b+2h×tanα=k=b2=b=2×(0.6/2)+1.8+1.3+1.8=一个轮的作用力传递至软基顶面的宽度b2，＞两车并排的轮距1.3m，也＞一辆车的轮距1.8m，因此，作用至软基顶面的车辆荷载按照两车并排4轮计，作用在软基顶面的宽度k为两个后轴4个车轮向下扩散在软基的尺寸。（a）轮着地宽度方向a2=a1+2Z×tanβ=一个轮的作用力传递至软基顶面的长度a2，＞两后轴的轴距1.4m，因此，作用至软基顶面的车辆荷载按两个后轴计。作用在软基顶面的车轮为两车并列，4轴8轮，见图5。两车并排横向4组后轮着地宽度b，见图5（a）一个轮的作用力传递至软基顶面的长度a2，＞两后轴的轴距1.4m，因此，作用至软基顶面的车辆荷载按两个后轴计，则作用在软基顶面的长度度l按下式计算：a2=a1+2Z×tanβ=作用在软基顶面的宽度k即为图5中的b2，按下式计算：a=2×(0.2/2)+1.4=同理，两车并排纵向向2轴后轮着地长度a，见图5（b）。同理，纵向一组后轮着地长度a=0.2m，见图4（b）。a1=0.2+2h×tanα=（b）轮着地长度方向根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2.7条规定，当地基受力层范围内有软弱下卧层时，按下述公式验算软弱下卧层的地基承载力：a1=a+2h×tanα=31008kN47.872kPa1569.118kN74.520kPa122.392kPa18.630kN/m3120.205kPa-2.004%＞faz块(片)石。换填层厚1.500m扩散角30°两辆车的两个后轴并排时，作为受力最不利组合，共4轴，每轴荷载140kN。车辆荷载ΣF=140×4=560kN。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2.4条对软弱下卧层顶面地基承载力做深度修正，软弱下卧层顶面处土的加权平均重度：软基作用面积上的土重Gk为：pcz=GK/A=根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.1.5条规定，汽车荷载包括冲击力和离心力，采用车辆荷载计算时，分项系数γ=1.8，软基顶面处的附加压力值Fk为：Gk=A（22h+18Z）=pcz—软弱下卧层顶面处土的自重压力值（kPa）；车辆荷载作用在软弱下卧层顶面处的附加力pz为：pz=Fk/A=faz—软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。3、换填计算软基顶面处的顶面处土的自重压力值pcz：pz+pcz=pz+pcz≤faz式中：pz—相应于作用的标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值（kPa）；γm=22h/(h+Z)+18Z/(h+Z)=深度修正系数按照表5.2.4取最小值，ηd=1.0路面结构层重度取22kN/m3，路基重度取18kN/m。软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（仅深度修正）：换填处理，两车并列后轮车轮的作用力分布如图6所示，faz=fak＋ηdγm(d－0.5)=Fk=1.8F=超出pz+pczN：基底应力不满足设计要求,需要换填处理。（a）轮着地宽度方向（b）轮着地长度方向换填层采用pz+pcz4图65.500m6.227m6.227m7.960m8.353m8.353m1.600m2.327m2.327m4.060m4.453m4.453m37.191m21008kN27.103kPa换填材料23kN/m33050.390kN82.020kPa109.123kPa19.098kN/m3121.841kPa11.654%＜faz4m软基顶面处的顶面处土的自重压力值pcz：pcz=GK/A=pz+pcz=换填后作用在软基顶面面积A=l×b=Fk=1.8F=软基作用面积上的土重Gk为：γm=a1=a+2h×tanα=a2=a1+2R×tanβ=a3=a2+2H×tanθ=a4=a3+2S×tanγ=l=a4=深度修正系数按照表5.2.4取最小值，ηd=1.0pz=Fk/A=Gk=车辆荷载作用在软弱下卧层顶面处的附加应力值pz为：根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2.4条对软弱下卧层顶面地基承载力做深度修正，软弱下卧层顶面处土的加权平均重度：各层重度取值：路面结构层22kN/m3，换填层上部填土18kN/m3，faz=fak＋ηdγm(d－0.5)=软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（仅深度修正）：b1=b+2h×tanα=Y：换填后基底应力满足设计要求。3、结论超出pz+pcz原路基验算设计路面至软基的距离Y=pz+pcz作用在软基顶面的宽度k即为图6中的b4，按下式计算：同理，两车并排纵向向2轴后轮着地长度a，见图6（b）b2=b1+2R×tanβ=b3=b2+2H×tanθ=换填两车并排横向4组后轮着地宽度b，见图6（a）b4=b3+2S×tanγ=k=b4=a=2×(0.2/2)+1.4=b=2×(0.6/2)+1.8+1.3+1.8=5122.392kPa120.205kPapz+pcz＞faz-2.004%1.5m0m1.87m109.123kPa121.841kPa11.654%软基顶面平均压应力pz+pcz=换填顶面距路床距离R=换填底面距软基距离S=Y：换填后基底应力满足设计要求。软基顶面修正后的承载力faz=超出pz+pczN：基底应力不满足设计要求,需要换填处理。换填计算换填厚度H=软基顶面平均压应力pz+pcz=软基顶面修正后的承载力faz=超出pz+pcz6