二元桩复合地基

2024-08-07

二元桩复合地基(精选12篇)

二元桩复合地基 第1篇

成都航空港工业区地处牧马山浅丘台地,地貌形态起伏,高差10~20m,政府对工业用地统一规划,大规模机械整平,形成了大片的人工填土地基,填土厚度达5~12m。由于场地整平时没有进行碾压,人工填土层处于欠固结状态,在此类地基上进行建筑,一般采用三种解决方案:

(1)采用打入式预制桩或预应力管桩,建筑物底层架空;

(2)对于厚度达到5.0m左右的填土进行翻挖碾压,再采用刚性复合地基;

(3)先进行强夯,再采用刚性复合地基。

上述三种方法在施工周期或工程造价方面均存在一定的缺陷,现就成都航空港某住宅小区采用碎石桩~CFG桩二元复合地基处理人工填土的工程实例作一介绍。

该住宅小区为工业集中区农民安置小区之一,共由8栋6层砖混结构住宅组成,采用钢筋砼条形基础,线荷载230~250KN/m,设计要求承载力特征值250kPa,压缩模量12MPa,各栋建筑物为较规则的条式建筑,平面上呈平行布局,底面积约1000m2,总建筑面积约48000m2。

1 建筑场地岩土及地基特点

1.1 岩土条件

从勘察报告得知,该工程场地地层简单,由人工填土、硬塑粘土和下伏含卵石粘土组成,各土层特点为:

(1)人工填土

褐黄色,由就地高处粘土用机械挖运堆填而成,其成份为粘土,原土层具弱胀缩性;由于机械大规模挖填,填土体由块状和散体土组成,其中块状粘土块体大小直径15~40cm不等,块体本身保持了原状粘土的特性,块体间由散状粘土充填,整体状态呈非压密状或欠固结状。回填时间大多不足2年,场地地面可见因填土沉陷形成的地裂缝和凹坑,填土厚度6~8m。

(2)硬塑粘土

褐黄色,硬塑状。土体均匀,含铁锰氧化物和钙质结核,切面光滑,具弱胀缩性,顶面埋深6~8m,厚度4~8m。

(3)含卵石粘土

黄色,褐色,硬塑。以粘土为主,含25~30%卵石,卵石砾径1.5~5cm,大者10cm,卵砾多呈强风化,该层顶面埋深10~14m。

1.2 地基特点

从勘察地质剖面可看出,各土层厚度差异不大,硬塑粘土、含卵石粘土物理力学性能良好,而人工填土层不但厚度大,状态松散,而且均匀性极差,采用单一的加固手段很难满足设计要求,采用二元复合地基,使地基在均匀性和强度方面均达到设计要求是即经济又合理的方案,地基土主要物理力学参数值见下表1。

2 砂石桩~CFG桩复合地基设计

2.1 设计理念

根据设计要求,复合地基承载力要达到250kPa,压缩模量12MPa,人工填土层处于欠固结状态,单一的加固手段很难达到效果。

采用砂石桩法对人工填土层进行挤密及置换,使该土层达到正常固结或较密实状态,并且基本达到均匀状态,然后再采用CFG桩进行二次加固,从而达到设计要求。

2.2 砂石桩设计

砂石桩在建筑物地基范围内采用正方形满堂布置,桩间距1.1m×1.1m,采用重锤夯击挤密成孔,孔内灌入2~8cm卵石,然后重锤夯实,形成砂石桩体。桩体材料具体成份为:2~8cm卵石70%,中~粗砂30%,重锤直径Φ350mm,锤重1100kg,夯击落距5m,砂石桩挤密过程中,土体较松散桩地段,会形成较粗的砂石桩体,而土体本身较密实的桩段桩径则较小,平均桩径Φ550mm左右,施工完成后,在桩顶铺设20cm厚卵石垫层,用振动压路机碾压,在碾压过程中,因砂石桩形成了排水通道,从而使人工填土体进一步固结,提高整体强度。

砂石桩布桩示意图如图2。

2.3 砂石桩复合地基承载力和变形指标确定

由于人工填土层属欠固结土,勘察报告仅提供了重度指标,因此经砂石桩加固后的复合地基力学指标只能通过现场试验确定,为了节约工期,经研究采用静载荷试验,每栋楼随机抽检了3点进行单桩复合地基载荷试验,载荷板尺寸为1.1m×1.1m,检测结果见图3。从试验结果来看,复合地基均没有达到极限荷载,在荷载150~180kPa范围内沉降量在10mm以内,砂石桩复合地基承载力取值150kPa较为合理。

2.4 CFG桩复合地基设计

CFG桩以已经砂石桩加固的地基为桩间土,经过二次加固,最终复合地基承载力达到250kPa,压缩模量达到12MPa。

根据地层特点,CFG桩以硬塑粘土作桩端持力层,为了桩的稳定及提高单桩承载力,桩身嵌入硬塑粘土不小于1.5m,则桩长可达到7.5~10m,采用本地区CK-150型冲击取土钻机施工,具体设计参数见表2。

2.5 复合地基承载力和压缩模量验算

2.5.1 承载力计算

CFG桩复合地基承载力按下式计算:

式中:

fspk-复合地基承载力特征值(KPa);

m-面积置换率;

Ra-单桩竖向承载力特征值(KN);

Ap-桩的截面积(m2);

β-桩间土承载力折减系数;

fsk-桩间土承载力特征值。

根据各项指标计算出的复合地基承载力在267kPa~280kPa之间,均超过设计要求。

2.5.2 压缩模量验算

复合地基压缩模量Esp=ξEs;

式中:

Esp-复合地基压缩模量;

Es-桩间土压缩模量;

3 二元复合地基施工要点

3.1 二元复合地基的施工必须分阶段进行,先进行砂石桩施工,施工完成经检测后再进入CFG桩施工阶段。

3.2 砂石桩与CFG桩施工采用相同的施工机械,即CK-150型冲击钻机,但施工工艺有所区别;为了保证挤密效果,砂石桩采用重锤冲击挤密成孔,而CFG桩则采用取土成孔,以便保证桩身质量。

3.3 在砂石桩与CFG桩桩位重合的点位,砂石桩施工时可将桩位进行移动,避开CFG桩位置。

3.4 CFG桩桩身砼同样采用重锤夯填,因此桩身料应为干砼。

4 砂石桩~CFG桩二元复合地基加固效果评价

该工程在CFG桩施工结束后,按CFG桩总桩数1%进行了单桩复合地基静载荷试验,载荷板面积为1.3m×1.3m,从试验结果来看,CFG桩的沉降量在13mm~18mm之间,加荷均没有达到CFG桩的极限承载力,试验结果承载力在270kPa~290kPa之间,压缩模量超过15MPa,超过设计要求。

5 沉降观测

基础开始施工后,在每栋楼布置了6个观测点,在施工过程中进行了沉降观测,建筑物竣工后继续观测一年,根据沉降观测结果预估建筑物最终沉降量在40mm以内。

从各栋楼沉降观测结果来看,沉降较为均匀,其沉降趋势与普通粘性土大不一样,说明砂石桩加固固结效果显著;沉降量较大的4#楼和6#楼其人工填土厚度较大,但沉降均匀性仍然满足规范要求。

6 结论

6.1 对于厚度较大的粘性欠固结人工填土采用砂石桩~CFG桩二元复合地基加固其效果显著,造价较低,安全性良好。

6.2 二元复合地基方案设计参数应通过现场试验并参照勘察成果和地区经验综合确定。

6.3 二元复合地基应采用分阶段施工程序,两种工艺同时进行则达不到地基加固效果。

6.4 本工程二元复合地基处理的成功经验对类似的地基基础工程设计具有一定的指导和借鉴意义。

摘要:本文介绍了采用砂石桩~CFG桩二元复合地基加固欠固结人工填土的工程实例。

关键词:二元复合地基,欠固结人工填土,设计施工

参考文献

[1]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[2]闫明礼.地基处理技术[M].北京:中国环境科学出版社,2000.

CFG桩复合地基工程应用研究 第2篇

简要探讨了CFG桩复合地基的加固机理,以工程实例说明了CFG桩复合地基在淤泥质粘土地基处理中的成功应用.

作 者:廖锦 赖昕 LIAO Jin LAI Xin  作者单位:廖锦,LIAO Jin(四川省蜀通岩土工程公司,成都,610041)

赖昕,LAI Xin(成都粤海装饰工程有限公司,成都,610041)

水泥搅拌桩复合地基加固性能研究 第3篇

【关键词】地基加固;水泥搅拌桩复合地基;施工技术

随着工程施工技术的日新月异,许多新型的施工技术也不断的出现在了人们的生活当中。而在对工程地基施工的过程中,其加固处理技术也有着很多种,这些地基加固处理技术,在实际应用的过程中,根据工程施工条件的不同也有着不同施工效果,因此在应用的过程中,容易受到施工条件的限制。水泥搅拌桩复合地基加固施工技术,不仅有效的解决人们在对水泥地基加固处理中存在的局限性,还提高了地基加固工程的施工质量。为此在工程施工中,得到了广大施工队伍的青睐。下面我们就对水泥搅拌桩复合地基加固技术进行详细的介绍。

1.搅拌桩复合地基

搅拌桩复合地基桩间距1~1.5m(当用于侧向截水帷幕时,桩与桩间咬合≮0.2m);加固深度一般不超过15m,桩体水泥掺入量≮15%,桩顶面设置0.6m厚碎石垫层,垫层中铺设一层强度≮50KN/m双向土工格栅。

当地层的含水量<30%,或PH<4时,宜采用湿法,否则采用粉喷法。

施工前通过工艺性桩,掌握对该场地成桩经验及各种操作技术参数,每工点的试验桩不得少于2根。

1.1粉喷桩施工

1.1.1施工准备

工程施工前,对其进行一定的施工准备是很有必要的,这样可以有效的提高工程的施工质量和施工进度,尽量避免了在工程施工的过程中,出现相关的问题对工程的施工质量带来了一定的影响。而在粉喷桩施工前,施工人员首先要对施工材料的质量和施工设备的型号、功能等方面进行严格的检查,检查合格以后才能投入到工程施工当中。一般情况下,粉喷桩施工都是采用型号为DTD5的粉喷桩设备进行施工。除此之外,施工人员还对施工地面的整洁进行严格的控制,确保材料进场以及工程施工的顺利完成。而在对管线间埋设的过程中,施工人员也对采取适当的保护措施,防止在施工的过程中地下管线受到破坏。

1.1.2粉喷桩施工程序

在工程施工的过程中,施工人员首先应该根据工程的施工特点以及设计要求,对粉喷桩的桩位进行确定并标识出来。其次,在粉喷桩桩位确定以后,在对钻头和机械设备之间的位置进行适当的挑战,在精确对位以后再进行钻孔施工。然后当钻孔的深度道路工程设计的标准以后,施工人员应立即停止钻进,将钻头进行反钻。最后进行水泥搅拌处理,一边向孔中送料一边进行搅拌,当喷灰量充足以后,就可以停止喷灰反转复搅,将钻头抽离孔中。

1.1.3粉喷桩施工成桩质量要求

在工程施工中对成桩的质量要求十分的重要,必须将成桩过程中存在的误差控制在工程施工允许的范围之内。在一般情况下,施工人员都要将桩长和桩体的抗压强度都控制工程设计值的范围之内,不得小于工程施工项目的设计值。而在对单桩喷粉量进行设计的时候,其允许的误差不能大于室内配方指的8%。此外,在喷粉桩施工成桩质量要求的还有很多,例如桩轴线的偏移范围、桩身的倾斜度等,这里我们就不一一介绍了。不过想要有效的提高工程的施工质量,我们就要对其施工进行严格的要求,将这其中存在的误差控制在工程允许的范围之内,从而以确保成桩的质量符合工程施工的要求。

1.1.4粉喷桩施工注意事项

在喷粉桩施工的过程中,我们注意的施工事项主要有:①在施工前,相关技术人员一定要按照工程设计的要求,对钻孔设备的回转速度、喷粉速度等方面进行适当的优化调整,防止钻机回转速度、喷粉速度不合格对整个工程的施工质量到来影响;②对水泥的质量、成桩的长度和深度进行严格的控制,对异常现象进行相应的记录处理;③在成孔以后,施工人员要对成孔的深度、垂直度以及直径进行严格的要求,确保成孔的质量满足工程施工的要求;④如果在喷粉成桩的过程中,机械设备出现故障施工人员应立即停止喷粉,并及时对其进行维修处理,在维修完成后再进行二次喷粉接桩。

1.2浆喷桩施工

1.2.1施工准备

(1)机械选型:本工程浆喷桩拟采用GZJ-600型深层搅拌桩机施工。

室内配比试验:到现场采集土样,做水泥土的配比试验,测定各水泥土的不同龄期、不同的水泥掺入比试块抗压强度,为深层搅拌施工寻求最佳的水灰比、水泥的掺入比配方。

平整场地及场地布置:做好三通一平,清除地表下石块等硬物,根据场地条件因地制宜搭设灰浆拌制操作棚和存放水泥临时库房,防止水泥受潮变质。

(2)试桩试验:每地段正式施工前进行试桩不少于2根,以取得适宜的各项施工技术参数,如桩机的下沉提升速度、每次下沉提升的喷浆量等。

(3)桩位放样:根据设计桩位,用全站仪在路基断面内每10m放样每排的中间桩和坡脚桩,作为其它桩的定位控制桩。钻机长根据桩位图及控制桩用钢尺逐桩放样对位。

桩机就位、对位:开动绞车移动桩机到达指定桩位对中。

检查机械垂直度及偏差:采用经纬仪或全站仪检查,及时修正。

第1次喷浆搅拌下沉:开动灰浆泵,证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进并连续喷浆。本次喷浆量及钻进速度、钻速、喷浆压力等均按试桩成功后技术参数进行。当确定进入硬土层或满足设计深度时停止钻进,原地喷浆0.5min,再匀速反钻提升。

第2次喷浆提升搅拌至停灰面:反钻匀速提升,同时连续喷浆直至设计停灰面。如搅拌头被软粘土包裹,及时清除。第3、第4次下沉提升喷浆搅拌与前述相同。第4次提升至停灰面后进行桩头复搅,时间约为2min。桩头复搅结束后即完成1根浆喷桩的作业,可以开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆,移动桩机至下一施工地点。

1.2.2施工注意事项

试桩是修正、完善设计和施工参数的关键,必须认真完成。施工参数包括输浆量、输浆速度、走浆时间、来浆时间、停浆时间、搅拌轴提升下沉速度等,同时确定采用何种工艺、复搅次数、复搅浆量等。

桩机垂直度偏差由经纬仪检测控制,不得超过1%。定期检查搅拌叶片的磨损情况,磨损严重及时更换。

防止和减少“溢浆”的发生,如有发生,采取防止溢浆的工艺。

施工场地的地质情况可能跟设计不一样,根据实(下转第342页)(上接第300页)际情况调整工艺参数,以满足实际要求。

桩顶质量因上覆土压力较小一般较难控制,施工可以先摊铺一层30~50cm土层,待桩施工完成后再挖除。浆液质量控制:水泥浆液严格按设计的配合比配置,预先筛除水泥中结块。为妨水泥浆离析,可在灰浆拌制中不断搅动,待压浆前缓慢倒入集料斗,倒入过程中清除过滤杂物。灰浆泵送必须连续。输浆管路必须清洗干净,严防水泥浆结块堵塞。

2.质量检验

(1)测量必须采用工程部下发的导线点和水准点进行,在测量的过程中随时检查点位稳定情况,发现问题及时上报。在钻进的过程中,要随时复核桩位。

(2)投入本工程所有的原材料必须合格。

(3)计量设备必须经过标定,计量准确。

深层搅拌桩在施工中及竣工后都难以直观桩体质量,在施工阶段主要以施工记录、强度试验(N10触探)、开挖检验为主。

深层搅拌桩加固效果检验在竣工后进行,对桩位、尺寸、无侧限抗压强度、复合地基承载力等采用取芯、开挖、小应变等方法进行检验,并可采用标准贯入或轻便触探检验地基土的加固效果。

3.结束语

总而言之,在采用水泥搅拌桩复合地基加固技术对工程地基结构进行施工处理时,施工人员一定要按照工程施工的要求,对其进行相应的施工处理,从而保障工程施工的质量,提高施工的进度,只有这样才能使其施工工程可以顺利的完工。 [科]

【参考文献】

[1]唐红.水泥搅拌桩加固珠江三角洲地区软土地基适用性探讨[J].铁道建筑,2011(01).

二元桩复合地基 第4篇

关键词:复合地基,碎石桩,CFG桩,设计方法

碎石桩是指用振动、冲击沉管或振冲等方法在软弱地基中成孔后, 再将碎石挤压入已成的孔中, 形成大直径的碎石密实桩体。碎石桩加固砂土地基的主要目的是提高地基承载力、减少变形和增强抗液化能力。碎石桩加固砂土地基的原理主要有下列三方面作用:1) 挤密作用, 采用沉管法在成桩过程中桩管对周围砂土层产生很大的横向挤压力, 拔管时采用边拔边振, 将桩管中的砂粒挤向桩管周围的砂土层, 使桩管周围的砂土层孔隙比减小, 密实度增大, 这就是挤密作用。有效挤密范围可达3倍~4倍桩直径。对振冲挤密法, 在施工过程中由于水冲使松散砂土处于饱和状态, 砂土在强烈的高频强迫振动下产生液化并重新排列致密, 桩孔中填入的大量粗骨料, 被强大的水平振动力挤入周围土中, 这种强制挤密使砂土孔隙比减小, 密实度增大, 干密度和内摩擦角增大, 使地基承载力大幅度提高, 一般可提高2倍~5倍。由于地基的密实度提高, 因此抗液化的性能得到改善。2) 排水作用, 对砂土液化机理的研究证明, 当饱和松散粉细砂土受到循环剪切荷载作用时, 将发生体积的收缩和趋于密实。在排水条件不佳时, 砂土体积的快速收缩将导致超静孔隙水压力来不及消散而急剧上升。当砂土中孔隙水压力上升至围压时, 有效应力降低为零, 便产生液化现象。碎石桩加固砂土时, 桩孔内填充碎石等反滤性好的粗颗粒料, 在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水减压通道, 可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高和砂土产生液化, 并可加快地基的排水固结。3) 砂基预振作用, 美国H.B.Seed等人 (1975年) 的试验表明, 相对密度为Dr=0.54但受过预振影响的砂样, 其抗液化能力相当于相对密度为Dr=0.80的未受过预振的砂样。在振冲法施工时, 振冲器以频率1 450次/min、水平加速度为98 m/s2的激振力喷水沉入土中, 施工过程使填土料和地基土在挤密的同时获得强烈的预振。这对砂土增强抗液化能力是极为有利的。尽管碎石桩复合地基可增强抗液化能力和提高地基承载力, 但其对地基承载力的提高幅度有限, 在需要较高地基承载力的高层建筑设计时, 碎石桩复合地基远远满足不了设计要求, 因此在场地为中等或严重液化的高层建筑设计时往往采用碎石桩+CFG桩来处理地基, 既减轻液化又提高CFG桩桩间土的承载力, 与CFG桩共同作用达到设计提出的较高地基承载力的要求。

1 工程地质条件

该建筑场地所属地貌单元为汾河一级阶地。建筑场地类别为Ⅲ类, 场地土类型为中软场地土。本工程场地属中等液化场地, 可不考虑地基土沉陷问题。地下水埋深1.00 m~4.80 m。

各层地基土物理力学性质指标如表1所示;各层地基土承载力标准值如表2所示。

2 拟建工程基础选型及地基处理方式

该工程地下1层, 地上22层, 剪力墙结构, 基础形式决定采用筏板基础, 基础尺寸约31.3 m×20.4 m。经计算, 上部结构传至基础底面的对应于荷载效应准永久组合时的平均应力约280 kPa, 基础底面的平均应力约380 kPa。根据勘察报告:本工程地基持力层范围内粉质黏土、粉土的承载力较低, 不能满足设计要求, 且场地为中等液化, 主要液化土层为第③层细砂, 故须作地基处理。本工程拟采用碎石桩+CFG桩处理地基, 碎石桩伸至第③层细砂以下。桩径:D=400 mm, 桩距:1 200 mm, 正方形布置。碎石桩桩长:L=10 500 mm (有效桩长10 000 mm) ;CFG桩桩长:L=10 500 mm (有效桩长10 000 mm) 。基础底面距室外地面4.500 m。桩体混凝土标号取C20, 褥垫层厚300 mm。

3 复合地基承载力估算

1) 碎石桩复合地基承载力特征值, 应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时可进行估算。

计算依据为《建筑地基处理技术规范》7.2.8-1公式:

fspk=mfpk+ (1-m) fsk

其中, m为桩土面积置换率, m=d2/de2, d为桩身平均直径, de为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径 (正方形布桩时de=1.13×桩间距) , m=d2/de2= (400×400) / (1.13×1.13×1 200×1 200) =0.087;fpk为桩体承载力特征值, 宜通过单桩载荷试验确定, 根据经验fpk取180 kPa;fsk为处理后桩间土承载力特征值, 宜按当地经验确定, 根据经验fsk取120 kPa

2) 水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力特征值, 应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时可进行估算。

单桩竖向承载力计算:

计算依据为《建筑地基处理技术规范》9.2.6, 9.2.7公式:

Ra=upi=1nqsili+qpAp;fcu≥3Ra/Ap

计算单桩竖向承载力为:

Ra=1.25× (22×2.27+23×4.05+40×3.68) +900×0.125=475.4 kN。

复合地基承载力分析:

计算依据为JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范第九章的9.2.5公式:

fspk=mRa/Ap+β (1-m) fsk

其中, m=0.087;β=0.75;fsk=120 kPa。

推算fspk=0.087×475.4÷0.125+0.75 (1-0.087) ×120=413 kPa。

根据《建筑地基处理技术规范》, 经处理后的地基, 当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对规范确定的地基承载力特征值进行修正时, 基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0, 基础宽度则不进行修正。

fa=fspk+γm (d-0.5) =413+18 (4.5-0.5) =485 kPa>380 kPa。

满足承载力要求。

4 结语

从碎石桩+CFG桩复合地基在本工程的应用中可以看出, 碎石桩不但可以减轻液化, 而且通过提高CFG桩桩间土的承载力 (本文尚未考虑桩间土密实度增大而引起CFG桩侧摩阻力增加) , 与CFG桩共同作用满足了较高地基承载力的要求。

参考文献

[1]JGJ 79-2002, 建筑地基处理技术规范[S].

二元桩复合地基 第5篇

高速公路CFG桩复合地基处理技术与质量控制

结合工程实践,对CFG桩软基处理方法在公路工程中的`应用情况进行阐述,并对该种桩体的一些工艺要求及注意事项进行介绍.

作 者:熊元 Xiong Yuan  作者单位:广州诚信公路建设监理咨询有限公司,广东,广州,510000 刊 名:建筑・建材・装饰 英文刊名:JIANZHU JIANCAI ZHUANGXIU 年,卷(期): 10(5) 分类号:U4 关键词:高速出路   CFG桩   复合地基   处理技术   质量控制  

二元桩复合地基 第6篇

关键词:复合地基;散体材料桩;沉降;荷载传递;鼓胀变形

中图分类号:U416.1 文献标识码:A

文章编号:1674-2974(2016)05-0120-05

Abstract:The granular material pile has its own deformation characteristics under vertical loads. The granular material pile shows not only a vertical compressive deformation but also a radial expansion near the top of the pile. According to the study of this load transfer mechanism, a new equation was developed to calculate the compressive deformation of a single granular material pile. On the basis of this investigation way, a new method to predict the settlement of the composite foundation reinforced by granular material piles such as stone columns was developed. In the analysis model, the granular pile was treated as an elastic material satisfying Hooke's law, and the lateral confining support provided by the surrounding soil was assumed as lateral soil pressure. Further, the beneficial influence of the lateral restraint of the reinforced cushion as well as its development within depth on restricting the lateral bulging of the granular pile was taken into account. Finally, a case study was performed to validate the proposed method. The foundation settlements predicted by the proposed model were close to those of existing calculation methods. The prediction results indicate that the proposed method based on the load transfer mechanism is more practical because the proposed method can consider the variation law that the depth of lateral deformation of the pile increases with the increase of the vertical load acting on the top of the pile.

Key words:composite foundation;granular material pile;settlement;load transfer;lateral bulging

以碎石桩为代表的散体材料桩及其与桩间土形成的复合地基已广泛地应用于地基加固工程.沉降计算是该复合地基设计理论的重要组成部分.尤其是复合地基按沉降控制设计时,沉降计算更为重要.有关散体材料桩复合地基的沉降计算国内外学者提出了理论或经验计算公式.其中较为常用的方法是采用复合模量法计算加固区的压缩量,再采用分层总和法计算下卧层的压缩量,进而得到整个复合地基的沉降量[1-3].该方法的假定之一是竖向荷载作用下桩与桩间土之间无侧向挤压作用,各自都不发生侧向变形[4].

然而,当桩体材料及桩周土条件不变时,桩体鼓胀变形应随桩顶竖向荷载的增加而逐渐向深处发展.故本文从散体材料桩的荷载传递机理出发,考虑鼓胀变形随荷载变化,提出一种计算散体材料桩桩身压缩量的新方法,进而获得散体材料桩复合地基的沉降量.

1 复合地基沉降计算新方法

1.1 桩、土受力变形分析

取散体材料桩复合地基中的某根单桩进行分析,桩顶作用荷载qp,桩间土作用荷载qs,qs=qp/n,其中n为桩土应力比.对于散体材料桩复合地基,在无测试资料时,对黏性土可取2~4,粉土和砂土n可取1.5~3.0.原地基土强度低者取大值,反之取小值[6].若复合地基上作用荷载为q,则qp=n1+(n-1)mq,m为复合地基置换率.为便于分析,沿桩长将桩划分为N段(图1).并取其中第i段进行分析(图2).

由前述推导可知,本文方法计算散体材料桩复合地基沉降时,桩土应力比需作为一已知参数,然而准确确定桩土应力比非常困难,盛崇文建议[2]对于该工程当设计荷载小于60 kPa时桩土应力比取3~5;大于60 kPa时取2~4.当沉降计算荷载为60 kPa时,已有文献[2,7-8]中桩土应力取值有两种情况n=3[7-8]和n=4[2],为便于与其它文献计算结果对比分析,故本文方法计算沉降时,计算荷载亦取60 kPa,而桩土应力比取n=3和n=4分别加以计算.

本文方法计算时取桩土应力比n=3,经计算得整个桩身压缩量sp=28.9 mm,其中鼓胀段的压缩量为7.4 mm,非鼓胀段的压缩量为21.5 mm;鼓胀深度hb=0.9 m;下卧层压缩量ss=12.0mm;故整个碎石桩复合地基的沉降量为s=40.9 mm.若取n=4,得hb=1.6m;sp=40.2 mm;ss=12.0 mm;s=52.2 mm.

与其它方法计算结果的比较见表2.其中,盛崇文[2]是采用复合模量法计算加固区的压缩量,复合模量按式Esp=[1+(n-1)m]Es计算;邓修甫等[7]是将碎石桩简化成等体积墙体,再根据碎石桩与桩间土的变形协调作用分鼓胀段与非鼓胀段两部分计算加固区的压缩量;基于邓修甫等的计算方法,孙林娜等[8]将基桩与桩间土的相互作用视为空间问题来计算复合地基加固区的压缩量;各方法下卧层的压缩量均采用分层总和法得到.

由表2可见,采用复合模量法计算桩身压缩量较其它方法的计算结果偏大;邓修甫等方法[7]将复合地基沉降计算简化成平面问题,强化了桩体作用,所得的复合地基沉降量偏小;孙林娜等方法[8]计算复合地基沉降时,碎石桩的鼓胀深度为桩体极限受荷状态下的鼓胀变形深度,其中鼓胀段压缩量较本文方法(n=3)偏大,非鼓胀段压缩量因非鼓胀段长度减小而较本文方法(n=3)偏小;且孙林娜等方法[8]因夸大了实际工作荷载作用下侧向鼓胀变形对复合地基沉降的影响,使得整个桩身压缩量较本文方法偏大.而本文方法采用静止土压力计算桩周土提供的侧向约束力偏小,变形量略为偏大,但可反映碎石桩鼓胀变形随荷载发展变化的实际情况.

3 结 论

1) 基于桩体受荷发生竖向压缩变形及侧向鼓胀变形的特性,提出一新的散体材料桩复合地基加固区压缩量计算公式,进而可得整个复合地基的沉降量.

2) 与常规计算方法相比,本文方法从荷载传递规律出发,更符合散体材料桩复合地基的实际受力变形状况.

3) 利用本文方法对某一具体工程实例进行了计算,经与其它方法及实测值的比较分析,本文所得结果具有其合理性.

4) 本文方法计算散体材料桩复合地基沉降时,桩土应力比需是已知参数,而桩土应力比对复合地基沉降有一定程度影响,实际设计中如何正确合理的选取散体材料桩复合地基桩土应力比仍有待进一步的深入研究.

参考文献

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[2] 盛崇文.碎石桩复合地基的沉降计算[J].土木工程学报,1986,19(l):72-80.

[3] 曹文贵, 唐旖旎, 王江营. 基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法[J]. 湖南大学学报:自然科学版, 2014,41(11):87-95.

[4] 张定. 碎石桩复合地基的作用机理分析及沉降计算[J]. 岩土力学, 1999, 20(2):81-86.

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[9] B.A.弗洛林.土力学原理(第一卷)[M] 徐志英,译. 北京:中国建筑工业出版社, 1973:87-88.

浅议长短桩复合地基 第7篇

1 复合地基的定义和桩基的区分

经过处理形成的地基多数可归属为两类:一类是天然地基土体的承载性质得到普遍的改良形成均质地基,如通过预压法、强夯法以及换填法等形成的土体改良地基,这类地基的承载力与沉降计算类似于浅基础。另一类是在地基处理过程中,部分土体得到增强,或置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是基体 (天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基,在荷载作用下,基体和增强体共同承担荷载的作用,其通常被称为复合地基。

复合地基和桩基础尚存在一定的差异,复合地基理论的产生实际上是基于桩基理论。从地基工程成本上考虑,在满足上层建筑结构对变形控制要求的条件下,充分发挥桩间土的承载力,使桩分担的上部荷载部分转向桩间土,由桩间土承担进而减小桩数,降低地基成本。从环境的方面考虑,这种新型地基可以减小由于大面积的大量打桩施工所造成的原有天然地基内超孔隙水压力增加所引发的土体有效重度降低和地基内出现渗流现象,包括流砂、管涌、上浮、局部不均匀沉降等对地基承载力和上部结构整体稳定造成的不利影响。桩基理论中主要考虑桩体和基础底部相互作用对整体地基性状的影响,充分发挥桩的承载力而忽略桩间土和基础之间的直接相互作用,将桩间土作为地基承载力的安全储备。从经济和适用方面上,这种设计理念在减小上层建筑差异沉降和提高地基承载力方面效果显著,在大型高层建筑和超高层建筑中得到充分推广,但对于多层和小高层建筑,在地质条件优越的情况下,相对于整个工程的成本来说,桩基础成本较高,性价比较低。而复合地基正是考虑到这一点,充分发挥桩间土的承载力,更多地考虑桩间土和基础的直接作用,在褥垫层和基础的协调作用下,使桩和桩间土共同协同工作,达到提高地基承载力的目的,同时减小桩数,降低成本造价。

2 长短桩复合地基的作用机理和研究现状

随着对复合地基理论认识的提高以及实践经验的积累,提出了由两种不同类型(或同种类型而长度差别较大)的桩与土组成的三元组合型复合地基。这种新型复合地基形式从目前研究与应用情况来看,基本形式大多为长短桩复合地基。目前,在承载力和沉降变形设计理论方面存在两种设计理念:一种是长桩协力形式的长短桩复合地基。当基底以下存在较厚的软弱土层时,采用短桩对该区域土层进行加固,减小地基土层的沉降变形,同时也可提高基底土层的承载力。而长桩的主要作用是弥补经短桩加固后的地基承载力的不足,同时长桩的设置也减小了复合地基的沉降。另一种是长桩控沉形式的长短桩复合地基。当基底以下存在上下两层较为理想的桩端持力层时,如采用短桩方案将桩端放在上层持力层,即使复合地基承载力能够满足设计要求,由于加固较浅,沉降变形将有可能偏大。采用长桩和短桩相结合的方案,将长桩、短桩桩端分别落在上、下两层桩端持力层上,充分发挥上、下两层桩端持力层的特性,长桩与短桩间隔设置,利用短桩提高复合地基的承载力,通过长桩不仅能够提高地基承载力,而且可将荷载通过桩身向地基深处传递,减少压缩层变形。

研究表明,长短桩复合地基存在以下特点:

1)随着荷载增加,静压刚性长短桩复合地基中桩间土和桩顶应力均呈线性增大,桩顶应力大于桩间土应力。柔性基础下长短桩复合地基桩和土受力较均衡。在相同的地质条件下,长短桩复合地基中长桩应力比短桩复合地基中的桩顶应力增长较快。刚性基础下长短桩复合地基桩土应力比大于柔性基础下长短桩复合地基桩土应力比。

2)尽管桩顶应力远远大于桩间土应力,但由于桩间土受力面积较大,因此仍然承担较大部分荷载,桩间土承载力对长短桩复合地基承载力影响较大。

3)各复合地基承载力均高于天然地基承载力,从而可以大大减小地基沉降量。刚性基础下复合地基沉降变形小于柔性基础下复合地基沉降变形。长短桩复合地基承载力高于短桩复合地基承载力,且前者比后者在减小地基沉降方面有显著的技术优势。增加桩长可以提高复合地基承载力和减小沉降。

4)在静压刚性长短桩复合地基中,刚、柔性基础对复合地基整体受力变形产生不同影响。两种基础下复合地基的受力机理不同。在刚性基础下,复合地基受力变形以长桩为主导,随后带动短桩和桩间土协调变形,长桩承载力充分发挥。而在柔性基础下,复合地基受力变形以桩间土和短桩所组成的复合土体为主,随后协同长桩受力沉降,在加载过程中,复合土体承载力发挥程度较高,而长桩承担荷载相对较少。

3 结语

由于工程场地环境的多样化和复杂化,为了能够使长短桩复合地基理论得到广泛应用,仍然需要对不同环境下长短桩复合地基的承载性状进行系统分析,从中归纳出其变化规律,促进其快速发展。

摘要:阐述了复合地基的定义,同时分析了其与桩基的区别,对长短桩复合地基的作用机理、研究现状及特点作了论述,工程实践证明:这种新型复合地基在减少基础沉降,协调地基承载力与变形关系方面具有较好的技术经济效益。

关键词:土木工程,长短桩复合地基,基础变形,地基承载力

参考文献

[1]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[3]龚晓南.复合地基发展概况及其在高层建筑中的应用[J].土木工程学报,1999(5):33-34.

刚性桩复合地基法综述 第8篇

关键词:刚性桩,复合地基,加固机理,沉降计算

1 引言

复合地基是一种由增强土体和天然土地组成的人工地基, 通过对天然地基进行增强或置换以获得符合设计要求的地基承载力[1]。此类地基型式多样, 按作用机理和材料, 可分为以散体材料桩 (砂石、碎石) 和黏结材料桩 (柔性桩、刚性桩) 组成的竖向增强型复合地基[2], 以及增设土工格栅、土工格室等加筋体形成的水平向增强体复合地基。

复合地基这一概念最早见于1962年, 由日本学者提出, 用于解决砂井地基的承载能力问题。随着工程实践的不断应用, 复合地基获得了快速发展。Butterfield、Banergee[3]和Hooper[4]通过研究得出复合地基的桩间土可承担部分荷载, 分担载荷约为40%。20世纪70年代, 我国开始了桩土共同作用的研究。山西省建筑设计研究院通过复合地基试验研究, 得出了承台和桩体组成的联合较单桩基础承载力提高40%的结论[5], 20世纪90年代初, 中国建筑科学研究院地基所和浙江建筑科学所, 分别研发了水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩) 和低强度水泥砂石桩复合地基;1996年, 浙江大学岩土工程研究所发展了二灰混凝土桩复合地基。1997年杨敏、艾智勇[6]采用Mindlin公式, 对桩土共同作用进行了较为深入的研究;2000年, 傅景辉、宋二祥[7]得出了考虑桩-土-垫层作用的刚性桩复合地基沉降计算公式;2002年, 池跃君、宋二祥[8]通过单桩复合地基现场试验, 推导出了带垫层桩体复合地基沉降计算的解析解;2009年, 杨光华、苏卜坤等[9]基于原状土切线模量法, 提出了通过复合土体和刚形桩荷载-沉降曲线计算基础沉降的新方法;2010年, 赵明华、何腊平等[10]基于荷载传递法, 提出了能考虑桩-土-垫层体系共同作用的CFG桩复合地基沉降计算方法;2010年, 杨德健、王铁成[11]基于ANSYS分析了刚形桩复合地基垫层、桩间土模量以及桩间距对沉降变形的影响;2013年, 佟建兴、孙训海等[12]通过室内模型试验得到了长短刚性桩复合地基在等厚径比条件下, 长桩、短桩、桩间土的承载力发挥系数, 得出宜采用降低长桩厚径比、提高短桩厚径比的设计方法来提高承载力。2014年, 周同和、王非等[13]通过现场载荷试验, 研究了刚性长短桩复合地基桩土应力、荷载分担及其发展变化的工作性状。

2 刚性桩复合地基的承载机理

2.1 刚性桩复合地基的加固机理

刚性桩复合地基主要通过桩体的置换作用、桩对土体的挤密作用以及褥垫层的调节作用来实现对天然土体的加固。

2.1.1 置换作用

刚性桩复合地基通过桩体将承受的荷载向下层土体传递, 减少了桩间土的荷载, 从而减小了地基变形, 提升了复合地基的承载力, 桩的这种作用称之为桩体的置换作用。[14]对刚性桩而言, 置换率越高, 复合地基整体的承载力也越高, 但同时造价也越高。工程中应考虑取最优的置换率以获得加固效果与经济性的平衡。

2.1.2 桩对土的挤密作用

复合地基的桩体除了传递竖向荷载外, 还会对周边土体产生横向挤密作用。松散的土体小颗粒由于桩的横向作用会挤入临近的大颗粒中, 提高了土体的密实度, 从而使得地基土的强度、模量也随之提高[15]。

2.1.3 褥垫层的应力调整作用

刚性桩复合地基通常会在基础与桩、桩间土之间设置一定厚度的褥垫层。研究表明:褥垫层具有减小基础底面的集中应力, 调整桩土荷载分担比, 保证桩土共同作用的功能。[16]在竖向荷载下, 桩顶会逐渐刺入褥垫层中, 垫层材料在变形的同时会向周边土体流动, 补偿到桩间土中。这种流动可消散桩顶的部分应力[17], 同时使得桩间土始终与基础保持贴合, 解决了桩土的变形协调, 实现了桩土的共同作用。

2.2 刚性复合地基的荷载传递机理

2.2.1 褥垫层的应力调节作用

褥垫层为在基础与桩、桩间土之间设置的具有一定厚度的碎石材料 (见图1) 。由于桩的模量远大于桩间土模量, 承载上层压力时, 桩间土沉降变形大于桩体变形, 桩顶会逐渐刺入褥垫层。褥垫层在变形的同时会向周边流动, 补偿到桩间土中。由于褥垫层的这种作用, 基础能始终与桩、桩间土保持接触, 桩间土的承载力得到了充分发挥。

研究表明[18~19], 复合地基承载力大小与褥垫层厚度存在重要关联。当设置厚度偏小时, 桩顶容易出现较大应力集中, 未充分发挥桩间土的承载力, 基础易发生冲切破坏;当厚度偏大时, 桩的置换作用会显著降低, 桩与桩间土应力比相近, 无法有效控制沉降。大量的工程实践总结, 采用厚度为10~30cm, 以中、粗砂为材料的褥垫层, 复合地基的加固效果最佳。

2.2.2 桩土受荷特性

研究表明, 在不同荷载作用下, 刚性桩复合地基桩顶、桩间土、基础的沉降均不相同[20]。如图2所示。

当深度Z<Z0时, 桩间土变形要快于同深度桩体的变形, 土体对桩产生了与沉降方向相同的力, 称为负摩阻力。当Z>Z0时, 桩体变形要快于土体变形, 此时土体对桩产生了与沉降方向相反的力, 称为正摩阻力, 如图3所示。在深度Z0处, 土体与桩变形相同, 该断面位置称之为中性点。中性点以上, 由于负摩阻力的作用, 桩的轴向应力随深度增加而增大;中性点以下, 由于正摩阻力的作用, 桩的轴向应力随深度增加而减小, 如图4所示。桩的最大轴向应力在中性点处。

在竖向荷载作用下, 桩顶会逐渐刺入褥垫层, 褥垫层对桩产生负摩阻力。由于褥垫层在变形的同时会向周边土体流动, 使得桩间土能始终与基础保持接触, 能承担部分荷载, 而桩顶负摩阻力的存在一定程度上又提高了桩间土的承载力。由于褥垫层的作用, 桩承担的荷载会有一个逐渐向桩间土转移的过程, 使得桩间土始终分担荷载, 从而保证桩土共同承担荷载。

2.3 刚性桩复合地基的破坏模式

刚性桩复合地基的破坏可分成:桩间土首先破坏或桩体首先破坏, 进而发生复合地基的全面破坏, 实践中, 多数情况下都是桩体首先破坏, 继而引起地基全面破坏, 桩体、桩间土同时破坏极其罕见。

刚性桩复合地基常见破坏模式有刺入、整体剪切和滑动剪切破坏3种[21] (见图5) 。

3 刚性桩复合地基承载力计算方法

设ppf为单桩极限承载力, psf为天然地基极限承载力, 则刚性桩复合地基极限承载力为:

式中, m为桩体置换率;K1为反映桩体实际承载力与单桩极限承载力不同的修正系数;K2为反映桩间土实际极限承载力与天然地基极限承载力不同的修正系数;λ1为复合地基破坏时桩体发挥其极限强度的比例;λ2为复合地基破坏时桩间土发挥其极限强度的比例。

设计时需预留一定的安全系数K, 则容许承载力计算式为:

4 刚性桩复合地基的沉降计算方法

刚性桩复合地基由增强体和下卧层天然土体组成, 计算沉降时可将总沉降s视为两部分沉降之和, 为:

式中, s1为增强体沉降量;s2为下卧层沉降量。对于褥垫层的变形, 由于其设置厚度相对较小, 计算中通常可忽略不计。

4.1增强体沉降s1的计算方法

4.1.1复合模量法

复合模量法的计算原理为将桩与桩间土简单视为一整体, 采用复合模量Ecs来计算此部分复合地基的沉降, 再结合分层总和法便可计算:

式中, Vpi为第i层土上附加应力增量;Hi为第i层土的计算厚度;Ecsi为第i层土复合模量, 可通过面积加权平均计算或室内试验测定。

4.1.2桩身压缩量法

桩身压缩量法的计算原理为:通过计算桩身压缩量来获得复合地基增强体沉降量。设桩身压缩量为sp, 桩刺入下卧土层的沉降变形为V, 则:

该方法在实际操作中, 对于桩端刺入量和桩端承载力的计算存在较大困难。

4.1.3应力修正法

应力修正法的计算思路为:通过桩土应力比计算应力修正系数来获得增强体沉降量。设m为复合地基置换率;n为荷载分担比;μs为应力修正系数;s1s为天然地基在荷载p作用下的沉降量;Vpsi为复合地基第i层土上附加应力增量;Vpi为天然地基第层土上附加应力增量, 则:

实际计算中, 对于准确确定桩间土荷载分担比存在较大困难, 影响因素较多。

上述计算方法中, 复合模量法使用较为简便。在深层软土地基中, 由于增强体沉降量占复合地基总沉降量的比例较小。因此, 采用上述方法计算带来的误差对工程设计影响较小[22]。

4.2 下卧层沉降s2的计算方法

下卧土层沉降采用分层总和法计算:

式中, e1i为第i层土受压前空隙比, e2i为第i层土受压层空隙比, p1i为i第层土自重应力, p2i为i第层土附加应力。

此方法的难点在于确定下卧层承载的荷载, 常用方法如下。

4.2.1 等效实体法

假设增强体为一等效实体, 荷载并未向周边扩散, 作用在下卧层的荷载面积与作用在增强体上的相同。同时, 在等效实体四周作用有侧摩阻力f, 则下卧层承担荷载为:

式中, B、D为作用面宽度和长度, p为上部荷载, h为增强土体厚度。

该方法难点在于f值的合理选用, 特别是桩土相对刚度较小时, 合理估计f值存在较大困难, 计算会存在较大误差。

4.2.2 压力扩散法 (见图6)

设上部荷载为p, β为压力扩散角, 则下卧层承担荷载为:

4.3基于切线模量法的沉降计算法

假设桩、土为互不影响的两独立受力体系。计算桩体单桩沉降时, 结合荷载传递法, 桩端采用切线模量法计算其荷载p与沉降s的关系曲线, 如图7中曲线sp所示;计算土体的沉降时, 则根据原状土切线模量法计算其p-s曲线, 如曲线ss。

根据曲线sp和ss, 可通过共同作用求出刚性桩复合地基的载荷沉降曲线ss p。对于任一沉降值si, 曲线sp的荷载为pip, 曲线s的荷载为pis。那么, 对于有n根桩的复合地基对应于沉降值si时的荷载为pisp:

对于不同的沉降值, 均可通过单桩p-s曲线和地基土p-曲线求得对应n根桩复合地基的荷载值, 由此可求得刚性桩复合地基的p-s曲线, 如图7中Ssp曲线所示。根据刚性桩复合地基的p-s曲线, 则可求得不同荷载作用下的沉降值。

5 结语

水泥搅拌桩复合地基的应用 第9篇

水泥搅拌桩是诸多软土加固技术中最具代表性,应用最广泛的一种,它的工作机理是通过特制的搅拌机械,在土层内将软土与水泥进行强制搅拌,使水泥与土体发生物理化学反应,形成具有一定整体性与一定强度的水泥土加固体,该加固体与天然地形成复合地基,以提高土层承载力,减少沉降变形。

1.1 水泥搅拌加固软土技术的优点

a.搅拌时不会使地基土侧向挤出,所以对周围建筑物的影响很小。

b.水泥搅拌桩由于是将水泥固化剂与原地基土就地搅拌混合,因而可以最大限度地利用原土。

c.土体加固后,重度基本不变,对软土下卧层不会引起附加压力及附加沉降。

d.施工时无噪音,无污染,可在市区内和密集建筑内进行施工。

e.与其它桩基相比,工期短,造价低。

水泥搅拌桩在国外已有几十年的历史,而在国内则是从80年代开始应用于软土地基的加固处理中。主要用于加固的土质有淤泥,淤泥质土、承载力不大于120kPa的粘性土与粉质土等。当用于加固泥炭土或地下水具有侵蚀性的土时,应通过实验确定其适用性。加固局限于陆上,加固深度可达18m。

1.2 水泥搅拌桩主要用于以下情况

a.建筑物或构筑物的地基,厂房内具有地面荷载的地坪,高填方路题下基层等。

b.作为进行大面积地基加固,以防止码头岸壁的滑动、深基坑开挖时坍塌及减少软土中地下构筑物的沉降。

c.作为地下防渗墙以阻止地下渗透水流,对桩侧或桩背后的软土加固以增加侧向的承载能力。

2. 设计参数的选择

水泥标号:水泥土强度随水泥标号的提高而提高,一般选区用425号普通矿渣水泥。水泥掺合比αw:可根据要求选用(7.10.12.14.15.18.20)%等。αw=被加固的软土重量/掺加的水泥重量×100%。水泥搅拌桩置换率m:置换率的大小直接影响复合地基承载力的大小,也影响建筑物沉降量的大小,从最佳的技术经济指标衡量,一般选用m=20%较为恰当。

3. 水泥搅拌桩复合地基地计算

水泥搅拌桩按其强度与刚度是介于刚性桩与柔性桩间的一种桩型,但其承载性能又与刚性桩相近。因此在设计搅拌桩时,可仅在上部结构基础范围内布桩。设计原则是使复合地基承载力与沉降值满足上部结构变形和使用要求。

a.单桩竖向承载力的计算:

单桩竖向承载力标准值应通过现场单桩载荷试验确定,也可接下列二式计算,取其较小值:

R=ŋfCU,kAp (1):

R=ŋfcu,kAp (1):R=qsUpL+aApqp (2)

式中:fcu,k—与搅拌桩身加固土配比相同的室内加固土试块(边长70.7m的立方体,也可以采用边长50mm的立方体)的90d龄期的无侧限抗压强度平均值(kPa);

fcu,k——桩的面积(m2);Ap—桩的截面积(m2);

ŋ—强度折减系数,可取0.35—0.5;

qs——桩间土的平均摩擦里,对淤泥可取5—8kPa;对淤泥土质可取8—12kPa,对粘性土可取12—15kPa;

Up——桩周长(m);

L——桩长(m);

qp——桩端天然地基土承载力标准值(kPa);a—桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.4—0.6。

由(1)式与(2)式比较可以看出,当桩身强度大于(1)式所提出的强度值时,相同桩长的承载力相近,而不同桩长的承载力明显不同。此时桩的承载力由基土支持力控制,增加桩长可提高桩的承载力。当桩身强度低于(1)式所给值时,承载力受桩身强度控制。在单桩设计时,从承载力角度,承受垂直荷载的搅拌桩一般应使土对桩的力与桩身强度所确定的承载力相近,并使后者略大于前者最为经济。因此,搅拌桩的设计主要是确定桩长和选择水泥掺入比。

b.复合地基的设计计算:

搅拌桩复合地基承载力标准值应通过现场复合地基载荷试验确定,也可按下式计算:

fsp,k=mR/Ap+β(1-m) fs,k;式中m—面积换算率(%);Ap一桩的截面面积(m2);fs,k—桩间天在地基土承载力标准值(kPa);β—桩间土承载力折减系数,当桩端土为软土,可取0.5—1.0;当桩端为硬时,可取0.1—0.4;当不考虑桩间软土的作用时,可取0;R—单桩竖向承载力标准值。

当所设计的搅拌桩为摩擦桩,桩的转换率(一般m>20%),且不是单行竖向排列时,由于每根搅拌桩不能充分发挥单桩的承载力的作用,故应按群桩作用原理进行下卧层地基验算,即将搅拌桩和桩间土视为一个假想实体基础,考虑假想实体基础侧面与土的摩擦力,难处假想基础底面(下卧层地基)的承载力。

f'=fsp.kA0+G-qsA-fs,k(A0-A1)/A1

A0—基础底面积(m2);A1—假想实体基础底面积(m2);

G—假想实体基础自重(KN);As—假想实体基础侧壁上的平均容许摩阻力(KPa);fs,k—假想实体基础边缘软土的承载力(KPa);f—假想实体基础底面经修正后的地基土承载力(KPa)。

c.水泥搅拌桩的沉降计算:

水泥搅拌桩复合地基变形S的计算,包括搅拌桩群体的压缩变形S1与桩端加固土层的压缩变形S2之和。即S=S1+S2

S1的计算式如下:S1=[(p0+p)/2Ec]L

其中Ec为复合地基压缩模量

Ec=mEp=E (1-m)式中:

Ep—水泥搅拌桩变形模量,当fcu=0.1~3.5Mpa,可取Ep=125fcu;Es—桩间土变形模量;m—水泥搅拌桩在复合地基中的置换率;P0—群桩顶面处的平均压力;P—群桩底面处的附加压力;L一桩长。

4. 水泥搅拌桩复合的施工要点

对于准备采用水泥搅拌桩工程的场地,除了常规的工程地质勘察外,尚应查明:

a.填土层的结构,是否有大块障碍物;

b.水泥搅拌桩加固尝试范围内的天然含水量;

c.有机质土层及有机质性质与含量;

d.地下水的侵蚀性,因为许多种普通水泥不能适应硫酸盐的结晶性侵蚀,甚至会丧失强度。

5. 工程实例

某厂房某柱经过计算,该柱柱底竖向力设计值为2370KN。基底设计成正方形3.7m×3.7m,基础埋深1.8m。

设计用水泥搅拌桩,直径=0.5m,桩长L=10m,桩长L=10m,桩身强度折减系数ŋ=0.4,fcu,k=1800kpa,桩侧摩阻力为fs=10kpa,桩端土承载力折减系数a=0.5。桩间土承载力折减系数β=0.3。则:

R=ŋfcu,kAp=0.4×1800×π×0.52/4=141.37KN

R=qsUpL+aApqp=10×π×0.5×10+0.5×π×0.52×200/4=176.72KN,取Rd=141.37KN

面积置换率的计算:独立柱基基底压力设计值:

P0=F+G/A=2370+3.7×3.7×1.8×20/3.7×3.7=209Kpa

复合地基承载力设计值:fsp=fsp,k+1.1γ0 (d-0.5)=mR/Ap+β(1-m) fs,k+1.1γ0 (d-0.5)=700m40.38

欲使p0≤Fsp则209≤700m+40.38m≥0.24取m=0.25

求搅拌桩数:n=mA/AP=0.25×3.7×3.7/0.196=17.46,取n=18

复合地基沉降计算如下:

复合地基变形模量:Ec=mEp+(1-m) Es=0.25×125×1.8+(1-0.25)×3=58.5Mpa

群桩底面的附加压力:

P=p0-∑γh=2009-1×18-0.8×8-10×9=94.6kpa

S1=[(p0+p)/2Ec]L=0.026m=26mm

S2可按规定的分层总和法计算得S2=39mm,则该柱位复合地基沉降值为:

S=S1+S2=26+39=65 (mm)

在计算其它柱基沉降时,如果其沉降值与该柱基沉降值相差较大时,可以通过调整桩长来控制其沉降值在60~70mm之间。

6. 结语

浅谈CFG桩复合地基设计 第10篇

CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写, 意为水泥粉煤灰碎石桩, 由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和, 用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比, 其强度等级在C5-C25之间变化, 是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起, 通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作, 故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋, 并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料, 进一步降低了工程造价。

CFG桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。

2 CFG桩复合地基实用设计方法

2.1 CFG桩复合地基的设计思路以及设计方法对比

在长期的工程实践中, 复合地基的设计方法可归结为以下三类:

正常使用极限状态的承载力作为控制条件, 以正常使用极限状态的沉降量作为验算条件;正常使用极限状态的沉降量作为控制条件, 以正常使用极限状态的承载力作为验算条件;沉降量和承载力双控制。对于第一种设计思路, 其适用条件为CFG桩复合地基加固的土体性质较好、桩体强度大且置换率较高的情况, 按承载力为控制条件, 沉降量一般会满足要求。当CFG桩复合地基加固的土体性质差, 如淤泥、欠固结填土等, 往往出现承载力满足, 但沉降不满足的情况。特别是在建筑工程软基处理中, 其置换率一般较低、荷载较小, 容易出现沉降或差异沉降不满足。从而前面两种设计思想, 在两个条件都满足的情况下, 有可能会出现当其中的一个条件满足时, 另外一个条件有较大的富裕的问题, 这样就会在物力和财力上造成较大的浪费。因此最佳的设计是两个条件同时满足, 这就要求在设计的过程中寻求最优方案。但由于影响CFG桩复合地基承载和变形的因素较多, 针对沉降量和承载力两个约束条件的情况, 就桩径、桩长、桩距等多个设计参数人工寻求最优存在较大的困难。

由上述的讨论分析可知, 采用第二种设计思路对建筑工程CFG桩复合地基进行设计较为适宜。

2.2 实用设计方法以及考虑因素

桩长:CFG桩复合地基的一个重要原则是要求桩落在好的土层上, 因此桩长是复合地基设计时候首先需要确定的参数。

桩径:CFG桩桩径的确定取决于采用的设备, 为了减小不均匀沉降, 应采用相对较小的桩径以达到相对较密的桩间距。

复合地基沉降量计算:根据经验或工程实际选择几个置换率, 然后根据公式求出相应的沉降量。

复合地基承载力验算:

天然地基承载力可根据天然地基承载力静载等试验确定, 或根据地质条件估算。

3 CFG桩复合地基设计中容易忽略的问题

3.1 基底标高问题

CFG桩复合地基设计文件中, 看不到建筑物±0.00高程及基础埋深或基底高程, 这就给设计审查工作带来了很多不便, 甚至无法验算, 同时现场施工也无据可依, 尤其当基础埋深不一致时, 更容易出现问题。

3.2 基底土层问题

当确定基底标高后, 可以确定基础直接坐落在什么土层上, 当基底下土层固结状态较好时, CFG桩复合地基的作用机理可充分体现;但当基底下土层属于欠固结状态时, 问题就是麻烦了, 如果不先对这些欠固结填土进行处理就直接进行CFG桩复合地基设计, 则桩土共同作用原理将会随着填土固结沉降而逐步减弱, 最终CFG桩复合地基机理将被逐步破坏, 从而给建筑物带来安全隐患;再者, 在设计参数选用中, 桩周围土承载力特征值的采用五花八门, 缺乏依据, 根据规范精神, 应采用直接与基础接触的土层承载力特征值或选取处理土层范围内承载力特征值较低的土层, 这样才是最可靠的选择。

3.3 桩径问题

经过大量的实践证明通常桩径不宜设计太大。

3.4 褥垫层问题

褥垫层设计工作看似简单, 实际上褥垫层是复合地基设计工作中的非常重要的工作, 在这里不再多说, 有两点值得参考, 其一, 设计文件中一定要计算褥垫层的虚铺厚度, 以便指导施工;其二, 褥垫层的设计厚度应根据桩周土质及桩端持力层进行充分考虑。

3.5 布桩问题

布桩一直是CFG桩复合地基设计中的关键问题, 规范中倡导的是大桩距布桩指导思想。另一方面, 布桩过程中, 独立柱基与条形基础布桩思想差别较大。独立柱基下布桩, 不能死板地按等边三角形、正方形或长方形去套用, 而应在确定最小面积置换率后去优化布桩, 以期达到受力均匀、置换合理的目的;而条形基础布桩, 更不能教条地上套用某一种形状, 而应根据条形基础尺寸, 按照受力均匀、置换合理、边中结合的原则按最小面积置换率优化控制, 在基础交叉区域, 应仔细核实基础上所受上部荷载, 并结合地质条件及桩端条件仔细核算, 这是条形基础布桩的核心所在。

3.6 成桩控制问题

成桩控制问题是导致该工艺不能上升至理论的关键, 目前基本是凭经验为主进行施工, 这或多或少会存在一些问题, 呼吁专家应进行这一方面理论研究, 以填补这一问题的设计空白。

3.7 组织设计问题

目前很多设计人员将施工组织设计与参数设计混在了一起, 当然这是由于工程的行业特点及管理特点造成的, 但作为一个工程技术人员, 应该将两者区分开来, 简单的说一份复合地基的设计方案, 应交待的全面、清楚, 便于核对、审查和指导施工, 施工组织设计是在复合地基设计方案上的进一步细化并更偏重施工组织和管理的一种安全、质量、工期及流程控制的计划与安排。同时在复合地基设计中, 也应指出本设计方案中控制重点, 并对控制重点、难点结合施工条件提出建议和意见, 以便施工、监理等单位在工程现场能更好地完成设计意图。

4 CFG桩复合地基设计建议

提出如下几条建议, 以便让复合地基设计文件更加科学、规范、有效:

仔细阅读结构设计文件, 主要是总平图及基础平面图, 了解并摘录建筑物高程、基础埋深、基础形式、结构形式、基础尺寸及要求处理后的指标等关键信息。

仔细阅读岩土工程勘察报告, 了解并记录高程系统地质分布构造, 处理目标土层、各土层物理力学性质与指标、确定选用参数, 确定桩端持力层, 了解地下水位埋深, 确定施工方法等。

结合结构设计文件及勘察报告, 对CFG桩复合地基做出科学、合理设计, 指出设计控制重点。

对设计进行全面审核、验算。

5 结束语

通过参阅大量有关CFG桩复合地基设计资料, 结合工程设计实践总结以上内容。不足之处, 请多指正, 并希望工程技术人员在CFG桩复合地基设计过程中多总结、常沟通。

摘要:CFG桩复合地基具有适用性广, 承载力提高幅度大, 施工简便, 工期短, 造价低廉等技术优点, CFG桩是一种很有效的地基处理工艺, 目前在全国建设行业中大量采用。但目前CFG桩复合地基设计中存在很多问题, 本文对CFG桩复合地基实用设计方法的研究, 并对CFG桩复合地基设计中的一些问题做了分析。

关键词:CFG桩复合地基,软基,设计,建议

参考文献

[1]龚晓南.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.

[2]徐至均, 王曙光.水泥粉煤灰碎石桩复合地基[M].北京:机器工业出版社, 2004.

二元桩复合地基 第11篇

摘要:笔者长期从事路桥路基路面现场施工管理工作,对于常见软基路面的加固处理方法有自己的认识和理解。本文主要了介绍水泥搅拌桩的施工机理和在某工程道路软基加固中的应用,旨在于同行探讨学习,共同进步。

关键词:水泥搅拌桩;施工原理;施工应用

1、引言

水泥搅拌桩复合地基,是在地基中设置竖向强度较高的水泥搅拌桩,由桩体与桩周土共同承担上部荷载的一种人工地基,对提高地基承载力具有明显的效果。某工程道路路基软土地基采用该项技术进行软基加固,取得了良好的技术经济效益。

某工程路全长15.848公里。公里等级为一级公路,路面采用沥青砼路面,设计行车速度80km/m。本地区属珠江三角洲冲积平原,路基处于饱和状态淤泥和淤泥质软弱地基,设计采用水泥搅拌桩加固处理。

2、工程地质及水文地质概况

2.1工程地质条件

根据钻探揭露,沿线地层主要有:人工填土、海陆交互相沉积层、第四系冲洪积层、第四系残积层及基岩。现自上而下分述如下:

①人工填土层:主要为粘性土、砂土,呈松散~稍密状。

②第四系海陆交互相沉积层:根据物质成分及粒组组成的差异,该土层可分为以下10个亚层。

1)淤泥:灰黑色,饱和,流塑,主要由淤泥质粉粘粒组成,含贝壳及少量腐殖质。

2)粉质粘土:浅黄色、灰白色,湿,软塑~可塑,主要由粉粘粒组成,含较多中砂,无摇震反应,稍有光滑,干强度中等,韧性中等。

3)中砂:灰白色、浅黄色、松散为主,主要由石英质中粒组成,磨圆度较差,分选性较好。

4)淤泥:灰黑色,饱和,流塑,主要由淤泥粉质粘粒组成,含少量腐殖质,局部夹团状及薄层粉细砂。

5)细砂:灰白色、浅黄色,松散为主,主要由石英质细粒组成,含较多粉粘粒,磨圆度较好,分选性一般。

6)淤泥质粉质粘土:灰黑色,饱和,流塑,主要由淤泥粉质粘粒组成,含少量腐殖质,局部夹团状及薄层粉细砂。

7)中砂:灰白色、浅黄色、稍密为主,主要由石英质中粒组成,磨圆度较差,分选性较好。

8)粉质粘土:灰白色、浅黄色,湿,软塑~可塑,主要由粉粘粒组成,含较多中粗砂,稍有光滑,干强度中等,韧性中等。

9)细砂:灰白色、浅黄色,松散为主,主要由石英质细粒组成,磨圆度较好,分选性一般。

10)中砂:灰白色、浅黄色、稍密为主,主要由石英质中粒组成,磨圆度较一般,分选性较好

③冲洪积层:

粉质粘土:棕红色、黄褐色,湿,可塑,主要由粉粘粒组成,切面稍有光滑,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。

④残积层:

1)粉质粘土:棕红色、湿,可塑~硬塑,主要由粉粘粒组成,粘性较强,由泥质砂岩风化残积而成,原岩结构可辩。

2)砂质粘土:棕红色、黄褐色,湿,可塑~硬塑,主要由粉质粘土组成,残留原岩结构,泡水软化,手捏易成砂状,由混合岩残积而成。

④基岩

基岩为泥质砂岩及混合岩,按风化程度划分为全风化岩、强风化岩、弱风化岩及微风化岩。

2.2工程水文条件

根据勘察結果分析,场地各岩土层,各砂层为强透水性地层,地下水以大气降水及地表水渗补为主,稳定地下水位埋深1.3~4.3m,其稳定水位随地形及季节性气候影响而波动,结合该工程水文地质条件,本工程采用水泥搅拌桩复合地基的软基处理。

3、水泥搅拌桩的施工原理和特性

水泥搅拌桩加固地基的机理是利用深层搅拌机在钻孔过程中,用高压将浆液固化剂喷入被加固的软土中,凭借机械上特制的钻头叶片的旋转,使固化剂与原位软土就地强制搅拌混合。固化剂进行一系列物理化学反应,使桩位原土由软变硬,形成整体性好、水稳定性强和承载力高的桩体。这种桩体与桩间土相互作用形成比天然软地基承载力有大幅度提高的复合地基。目前在实际工程中所用的固化剂主要是水泥或石灰,喷拌成水泥土或石灰土桩。按固化剂喷入的形态(浆液或粉体),而采用不同的施工机械组合。

由于水泥搅拌桩是由水泥或石灰作固化剂而形成的灰土桩,它既不能掺入高强度的粗石骨料,也不能通过配置钢筋的方法来提高自身的承载力,所以水泥搅拌桩仅考虑竖直荷载的作用,不象砼桩那样,承受竖向力的同时还能承受水平力。它的刚度、抗压强度和抗侧向压力作用均小于刚性桩而大于柔性桩。由于水泥搅拌桩所用的固化剂是在钻孔过程中,通过钻杆喷入土层中的,桩截面中心的钻杆占去一定的空间,钻头叶片端头越近搅拌力矩越大,使灰土搅拌愈均匀。因此桩身截面的强度是不均匀的,中心轴处强度最低,沿截面径向由中心轴向外边缘强度逐渐增强,在水泥搅拌桩施工过程中应复拌一次,以便提高混合土的均匀性是非常必要的。

4、水泥搅拌桩在某工程路工程中的应用

4.1设计

本工程软土路基设计采用水泥搅拌桩加固处理。设计桩径为50cm,平面上呈正方形布置,间距根据计算确定,一般为1.0~1.4m,水泥搅拌桩处理深度一般应穿透软土层,进入持力层不小于50 cm。单桩承载力特征值不小于100KN,复合地基承载力特征值河道拓宽段不小于140kPa,一般路段不小于120kPa。

为保证复合地基承载力及路基的稳定性,要求桩身无侧限抗压强度为:R28≥1.2MPa,R90≥1.8MPa,配浆掺入比按试验选用7%~20%。

为了保证水泥搅拌桩的施工质量,要求施工时桩身全程复搅2次,以提高桩的承载力。

桩身材料要求:水泥采用强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥。

施工机械要求:施工机械应配置带电脑自动记录的流体计量设备。

4.2施工工艺:

①施工放样:依据设计图纸进行实地放样。

②制备水泥浆:按设计确定的配合比拌制水泥浆。

③搅拌机械就位,将搅拌头对准设计桩位。

④启动电机,待搅拌头转速正常后,边旋转切土边下沉。搅拌机下沉时开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷边旋转,直至达到加固深度。

⑤提升喷浆搅拌,搅拌机钻到设计深度后,提升搅拌机,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷边旋转,直至离地面50cm。

⑥重复上、下搅拌,为使软土和水泥浆搅拌均匀,再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再搅拌机提升出地面,搅拌过程同时喷水泥浆。

⑦移动设备,再进行下一根桩施工。

4.3质量检验内容和方法

(1)材质检查

浅谈CM桩复合地基技术 第12篇

复合地基的概念是日本学者在20世纪60年代初提出的,当时是指一种砂型地基的数学模型。随着地基处理技术的发展,复合地基的概念得到了很大的扩展。复合地基是指在地基处理过程中,部分土体得到增强或置换,或在地基中设置加筋材料,加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基,在荷载作用下,基体与增强体共同承担荷载的作用。CM三维复合地基是在原有的单一桩复合地基的工作原理、垫层效应、传力特性、应力分析的基础上由沙祥林先生提出的一种新型复合桩基。与传统的地基处理相比,C桩与M桩间隔布置,桩对土体起到了“夹持”作用,使得M桩提高地基的承载力,通过C桩减少地基的变形,在满足设计要求的同时减少地基处理的工作量。

1 国内外进展及发展前景

20世纪50年代,范恩锟教授首次采用石灰桩加固地基,至60年代选用火山灰、砂、粉煤灰等不同掺合料与生石灰一起制成的石灰桩在江苏、浙江、湖北、陕西等地广泛采用,到70年代,振冲碎石桩和干法挤密碎石桩作为处理加固可液化地基的方法在全国得到开展。

郑刚、顾晓鲁[1]通过结合有关复合地基承载力的确定标准,从承台一桩一土相互作用的角度,详细分析探讨了刚性桩复合地基载荷试验涉及的有关概念中一些问题。

池跃君、宋二祥[2]利用有限元程序,对在竖向荷载下的刚性桩复合地基轴力及沉降进行了分析计算,探讨了其二者与垫层厚度、桩长、土体模量及桩间距等因素的关系,并进一步对刚性复合地基设计参数的选取原则进行了讨论。

刘海淘、谢新宇[3]通过大型现场试验,分析CM三维复合地基的主要工程性状,对桩土应力比以及荷载分担比的发展规律进行了分析研究。

与单一的桩基础相比,CM桩复合地基能够发挥桩间土的作用,其C桩的用量较少,间距较大,直径较小,从而使桩间土的挤压作用也明显减弱,在降低了施工难度的同时,既减少了工程量,也降低了工程造价,符合“技术上可行,经济上合理”的原则。

2 适用条件

2.1 从承载力出发,当地基中有两个好的桩端持力层时,若桩端落在第一层时,承载力不能完全满足承载力的要求;若落在第二层时,承载力又过高,偏于保守。此时可考虑将部分桩落在第一层,另一部分落在第二层,形成长短桩复合地基。

2.2 尽管用等长的桩体在承载力方面能满足要求,但由于存在软弱下卧层,使变形不能满足要求,此时可在其中设置较长的桩体以减少变形,形成长短桩复合地基。

2.3 以上两种情况兼而有之的情况,设置长短桩来增强承载力,减少沉降量。

3 CM三维复合地基作用机理

3.1 通过采用长C桩(进入深层良好土层)与短M桩(进入浅层较好土层)的合理布置,形成三层地基刚度,从而调整地基的刚度分布,达到理想的协同工作应力状态,以达到有效控制基础沉降的目的;

3.2 通过合理确定桩的间距形成土的三维应力状态,使土的强度得到大幅度提高和较充分地利用;

3.3 通过布置褥垫层使地基与上部结构柔性连接,在水平荷载作用下,可以有效地传递垂直荷载。

在新桩基规范中,变刚度调平设计被作为一个创新点提了出来。变刚度调平设计是通过调整基桩的竖向支承刚度分布,使桩基础沉降趋于均匀。变刚度调平设计的本质是调整桩基影响范围内的土的受荷水平,特别是桩端土的受荷水平。从而使桩基础沉降均匀,因为桩基础的变形的实质是其影响范围内土的变形[4]。

从理论上讲,变刚度调平设计有局部增强、变桩距、变桩径、局部增加桩长四种模式。其中以第四种模式最有效。因为桩基础的沉降,特别是群桩基础的沉降,主要是桩基影响范围内土的变形。为使沉降趋于均匀,应使桩基影响范围内的土,特别是桩端土的受荷水平接近,这样才能使沉降趋于均匀,而在荷载集度高的部位将桩局部加长,可使荷载扩散范围加大,类似于天然地基增大基础底面积,降低桩端土受荷水平。

虽然桩基不完全同于CM桩复合地基,在桩基的变刚度调平设计中其重点是通过变刚度的这种方式来减少桩基的不均匀沉降,而在CM桩复合地基的设计中重点是减少复合地基的沉降,但我认为其变刚度的思想在两者的设计过程中完全的可以通用,桩与土的刚度不同,CM桩中的C桩和M桩的刚度又不同,这就是这种思想的很好的体现。我认为在不久的将来在地基处理规范中对于用桩处理地基也会引入这样的规范,所以CM桩还是有很好的发展前景。在某一试验中,得到表1。

从表1中可粗略的看出在天然地基中采用这四种方案,全长桩的沉降量最少,全短桩和无桩的沉降量很大,而长短桩虽然比全长桩的沉降量大,但是它相对于后两种方案来讲,沉降量大大的减少了,再者它对于全长桩,经济上有优势,因此长短桩有很大的利用价值和空间。

由图1可知:随着复合地基中的长桩数量增加,总沉降量减少;而且在一定范围内是迅速减少,超出此范围后则减少的幅度降低。故在实际应用中,需要考虑优化设计的问题。

从此处我们还可以看出,在以后运用多种方法处理地基时,我们应该合理的确定每种方法的配比,努力从效果、经济、生态多方面使我们的方案达到最优,我觉得这才是做好地基处理的目标,这会有很大的研究价值和发展空间。

4 CM桩的沉降计算

CM桩沉降由三部分组成的:S=S1+S2+S3

S1为短桩范围H1内土的压缩量,S2为短桩桩端至长桩桩端范围H2内土的压缩量,S3为长桩桩端下面H3的土的压缩量。

通过表2和图2可知:在无桩或全短桩方案中,S2所占的比例是很大的,均超过50%;但对长短桩或全长桩,S2所占的比例均小于50%。可见,长桩的加入可以减少土体深层的沉降值。

参考文献

[1]郑刚,顾晓鲁.对刚性桩复合地基承载力检验方法的辨析[J].建筑结构学报,2001,(1).

[2]池跃君,宋二祥.刚性桩复合地基竖向承载特性分析[J].工程力学,2003,(4).

[3]刘海淘,谢新宇.刚-柔性桩复合地基试验研究[J].岩土力学.2005,(2).

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