(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210942141.X (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 贵州正业工程技术投资有限公司 地址 550000 贵州省贵阳市南明区双龙航 空港经济区机场路9号太升国际A2栋 14层1402- 34号 申请人 清华大学 (72)发明人 沈志平　宋二祥　徐明　孙洪　 许飞洲　杨欣　付君宜　刘欢　 (74)专利代理 机构 北京安瑞克专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 11902 专利代理师 焦丽 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01)E02D 3/046(2006.01) E02D 3/08(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种强夯表层加固碎石桩的复合地基设计 方法 (57)摘要 本发明提供了一种强夯表层加固碎石桩的 复合地基设计方法， 属于地基设计领域。 所述设 计方法先获得碎石桩内摩擦角， 桩间土粘聚力、 内摩擦角和重度， 桩间土地基承载力， 强夯表层 土体重度； 预设桩径参数， 将强夯表层厚度作为 未知数， 将一半破裂面深度处土的被动土压力作 为桩围压， 将此围压下碎石桩大主应力的1/2作 为单桩承载力特征值； 再将置换率作为未知数， 得到强夯表层底面的承 载力特征值； 根据附加压 力在强夯表层中产生应力扩散得到强夯表层底 面的总应力； 以底面承 载力特征值大于等于底面 的总应力为约束条件， 根据工程需要指定表层厚 度和置换率中的任一参数， 确定另 一参数。 本发 明为地基处理设计人员提供了地基设计所需方 法。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115146368 A 2022.10.04 CN 115146368 A 1.一种强夯表层加固碎石桩的复合地基设计方法， 其特征在于， 所述复合地基的下部 将碎石桩打入软土地基中， 上部为碎石料回填后经强夯形成的强夯表层， 所述设计方法包 括如下步骤： 步骤S1， 通过试验获得碎石桩材料的内摩擦角φp， 桩间土的粘聚力cs、 内摩擦角φs和 重度γs， 桩间土地基承载力fak， 强夯表层土体重度γ； 步骤S2， 预设碎石桩桩径为定值D， 设强夯表层厚度为未知数h， 将一半破裂面深度处土 的被动土压力视为碎石桩的围压， 将此围压下碎石桩的大主应力作为单桩承载力 极限值， 单桩承载力特 征值取为极限值的一半； 所述单桩 承载力特 征值fpk通过式(5)计算： 步骤S3， 设置换率为未知数m， 根据置换率m及单桩承载力特征值fpk计算强夯表层底面 处地基的承载力特 征值； 通过公式(6)计算强夯表层底面处地基的承载力特 征值为： fspk＝mfpk+(1‑m)fak              (6) 将公式(5)代入公式(6)， 得到公式(7)： 步骤S4， 获取复合地基所承载的基础尺寸和埋深， 预设上部荷载传递至基底的附加压 力为p0， 附加压力在强夯表层中产生应力扩散作用， 由基础尺寸、 基础埋深、 强夯表层应力 扩散角计算扩散 至强夯表层底面的附加应力Pz， 如公式(8)所示： 作用于强夯表层底面的总应力P为： 式(8)和(9)中， p0为上部荷载传递至基底的附加压力， b 为基础宽度， l为基础长度， d为 基础埋深， θ 为强夯表层应力扩散角； 步骤S5， 指定强夯表层厚度h和碎石桩置换率m两个设计参数中的任一个， 以复合地基 承载力特征值大于等于强夯表层底面的总应力P为约束条件， 确定另一个未指定参数 的最 小值。 2.根据权利要求1所述的强夯表层加固碎石桩的复合地基设计方法， 其特征在于， 步骤 S2中单桩 承载力特 征值fpk计算过程如下： 原始地层成孔阶段土体承受被动土 压力， 桩周土进入塑性状态， 破裂面 开展深度hp为： 取一半破裂面深度处桩周土的被动土压力为碎石桩的围压σ， 由朗肯被动土压力得公 式(2)：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146368 A 2在此围压下碎石桩的大主应力为单桩竖向承载力极限值fp， 求解fp采用公式(3)： 将公式(1)、 (2)代入公式(3)可 得公式(4)： 碎石桩单桩竖向承载力特 征值fk取极限值fp的一半， 为： 3.根据权利要求1所述的强夯表层加固碎石桩的复合地基设计方法， 其特征在于， 所述 强夯表层应力扩散角， 根据静载荷试验结果或地区经验确定 。 4.根据权利要求1所述的强夯表层加固碎石桩的复合地基设计方法， 其特征在于， 步骤 S5中约束条件表达式为公式(10)： 5.根据权利要求4所述的强夯表层加固碎石桩的复合地基设计方法， 其特征在于， 当指 定强夯表层厚度h时， 通过公式(1 1)解出置换率m： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115146368 A 3