一种水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法，包括垫层、第一压力盒和第二压力盒，所述第一压力盒和所述第二压力盒分别设置于所述垫层的两端。本发明专利技术水泥土混合材料与其受力特性相似的灰土相比具有较高的地基承载能力，目前在实际工程中1∶9水泥土最大地基承载力标准值为230kPa，其承载能力相当于3∶7灰土水平；水泥土混合材料具有良好的应力扩散性能，其应力扩散性能受换填厚度影响小，对下卧层地基承载力要求相对较低。

A Method for Calculating the Pressure of Cement-soil Mixed Material Replacement Cushion

The invention discloses a method for calculating the pressure of replacement cushion of cement-soil mixture material, including cushion, first pressure box and second pressure box, the first pressure box and the second pressure box are respectively arranged at the two ends of the cushion. The cement-soil mixture material of the invention has higher foundation bearing capacity than the lime-soil with similar mechanical properties. At present, the standard value of maximum foundation bearing capacity of 1:9 cement-soil in practical engineering is 230kPa, and its bearing capacity is equivalent to 3:7 lime-soil level. The cement-soil mixture material has good stress diffusion performance, and its stress diffusion performance is less affected by the replacement thickness, and has little influence on the underlying ground. The requirement of bearing capacity of foundation is relatively low.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法
本专利技术涉及计算方法
，尤其涉及一种水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法。
技术介绍
根据现有建筑行业规范《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)规定：换填垫层根据换填材料不同可分为土、石垫层和土工合成材料加筋垫层；垫层材料可选用砂石、灰土、粉煤灰、矿渣、其他工业废渣及土工合成材料加筋垫层等。砂石垫层具有良好的提高地基承载力的能力，而砂石垫层主要材料来源于挖砂、开山等，对环境破坏较为严重，受相关政策影响较大，地域特征明显；砂石材料近年来采购价格高，从而导致工程造价偏高；且砂石垫层透水性好不具备防水性能。从承载能力及受力特性上，砂石垫层应力扩散能力与换填垫层厚度关系较大，换填厚度z与建筑物基础宽度b之比小于0.25时，应力扩散角Θ＝0°，一般建筑物基础宽度(箱型、筏板基础)均≥16m，而换填厚度达到4m以上时经济造价过高，经济不合理。因此，采用砂石垫层地基时，换填厚度不足时，对下卧层地基承载力要求高，否则易导致工程造价过大。粉煤灰等垫层由于其材料特性原因，提高承载力的能力有限。从承载能力及受力特性上，与砂石垫层具有同样的特征。灰土垫层具备良好的防水性能，但其提高承载力能力受掺入消石灰比例的影响较大，而消石灰掺入比例大小也决定了工程造价的高低；且消石灰熟化程度不一控制易产生涨裂等工程质量问题。从承载能力及受力特性上，灰土垫层由于其材料结构的特殊性而具有砂石等材料垫层不具备的良好的应力扩散性能，换填厚度z与建筑物基础宽度b之比小于0.25时，应力扩散角也能达到Θ＝28°。水泥土混合材料在相关行业及工程中作为建筑物换填垫层材料还没有相关应用的案例。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：本专利技术包括垫层、第一压力盒和第二压力盒，所述第一压力盒和所述第二压力盒分别设置于所述垫层的两端。本专利技术优选的，所述垫层位于所述第一压力盒的下方设置有若干第一探测头，若干所述第一探测头组成两组，并联后与所述第一压力盒连接，且每组包括多个所述第一探测头，每个所述第一探测头依次串联连接。本专利技术优选的，所述垫层位于所述第二压力盒的下方设置有若干第二探测头，若干所述第二探测头组成两组，并联后与所述第二压力盒连接，且每组包括多个所述第二探测头，每个所述第二探测头依次串联连接。本专利技术优选的，根据所收集的所述第一压力盒和所述第二压力盒的静载荷试验不同分布深度不同分布位置条件下的受力情况不同，其应力扩散角的计算公式如下：其中Pz为垫层z深度的附加压力值；Pk为基础底面处的平均压力值；Pc为基础底面处的自重压力值；bl为矩形基础地面宽度和长度；z为垫层深度。本专利技术的有益效果在于：a、水泥土混合材料与与其受力特性相似的灰土相比具有较高的地基承载能力，目前在实际工程中1∶9水泥土最大地基承载力标准值为230kPa，其承载能力相当于3∶7灰土水平；b、水泥土混合材料具有良好的应力扩散性能，其应力扩散性能受换填厚度影响小，对下卧层地基承载力要求相对较低；c、在地基承载力相同、现有工程造价水平情况下，1∶9水泥土混合材料物理力学性能接近3∶7灰土，而工程造价可节约约20％，较2∶8灰土可节约约15％；d、水泥土压缩模量高，根据现有成果，水泥土强度高，具有较高的压缩模量，能够有效的控制建筑物变形；e、水泥土垫层在换填深度较浅、下部有软弱下卧层等条件下具有良好的适用性。水泥土垫层其受力性能接近灰土，但具有很高经济型，能够大大节约工程造价。附图说明图1是本专利技术水泥土混合材料换填垫层的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示：本专利技术包括垫层1、第一压力盒2和第二压力盒4，第一压力盒2和第二压力盒4分别设置于垫层1的两端，垫层1位于第一压力盒2的下方设置有若干第一探测头3，若干第一探测头3组成两组，并联后与第一压力盒2连接，且每组包括多个第一探测头3，每个第一探测头3依次串联连接，垫层1位于第二压力盒4的下方设置有若干第二探测头5，若干第二探测头5组成两组，并联后与第二压力盒4连接，且每组包括多个第二探测头5，每个第二探测头5依次串联连接。根据所收集的第一压力盒2和第二压力盒4的静载荷试验不同分布深度不同分布位置条件下的受力情况不同，其应力扩散角的计算公式如下：其中Pz为垫层z深度的附加压力值；Pk为基础底面处的平均压力值；Pc为基础底面处的自重压力值；bl为矩形基础地面宽度和长度；z为垫层深度。以下为本专利技术的实验实施例，分别选取z/b≤0.25、z/b≥0.5的情况进行试验：(1)试验区一第一压力盒(z/b≤0.25)；(2)试验区一第二压力盒(z/b≥0.5)：(3)试验区二第一压力盒(z/b≤0.25)：(4)试验区二第二层压力盒(z/b≥0.5)：根据试验结果总结，水泥土混合材料应力扩散性能分析结果如下：①压力盒埋深Z/B≤0.25时，其应力扩散角θ＝61～84°；②压力盒埋深Z/B＞0.5时，其应力扩散角θ＝20～29°；③水泥土应力扩散条件较好，综合以上分析结果可认为水泥土应力分布情况与灰土相似，其应力扩散性能受换填厚度影响小，扩散角保守考虑可达20°本领域技术人员不脱离本专利技术的实质和精神，可以有多种变形方案实现本专利技术，以上所述仅为本专利技术较佳可行的实施例而已，并非因此局限本专利技术的权利范围，凡运用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本专利技术的权利范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法，其特征在于：包括垫层、第一压力盒和第二压力盒，所述第一压力盒和所述第二压力盒分别设置于所述垫层的两端。

【技术特征摘要】
1.一种水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法，其特征在于：包括垫层、第一压力盒和第二压力盒，所述第一压力盒和所述第二压力盒分别设置于所述垫层的两端。2.根据权利要求1所述的水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法，其特征在于：所述垫层位于所述第一压力盒的下方设置有若干第一探测头，若干所述第一探测头组成两组，并联后与所述第一压力盒连接，且每组包括多个所述第一探测头，每个所述第一探测头依次串联连接。3.根据权利要求2所述的水泥土混合材料换填垫层压力的计算方法，其特征在于：所述垫层位于所述第二压...

【专利技术属性】
技术研发人员：化建新，赵杰伟，张丹，法立滕，夏清，彭广军，王健，孔令剑，张浩，李扬，
申请(专利权)人：化建新，中兵勘察设计研究院，北京中兵岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11