【doc】多元复合地基的承载力计算及检测方法

【doc】多元复合地基的承载力计算及检测方法 多元复合地基的承载力计算及检测方法 第20卷第3期岩石力学与工程 2001年5月ChineseJo~,'natofRockMec— hanics — andE 20(3):391—393 May,2001 多元复合地基的承载力计算及检测方法 郑俊杰'袁内镇张小敏 ('华中科技大学岩土工程研究所武汉430074)(朔北省建筑科学研究设计院武汉 430071) (斌汉化工学院武汉430073) 摘要综合利用两种及两种以上的地基处理方法可形成多元复合地基,提出了其承 载力计算及检测方法. 关键词复合地基,置换率,承载力,静载荷试验 分类号TU472文献标识码A文章编号1000—6915(2001)03—0391—03 1'前言 近十年来,地基处理技术得到很大的发展.地基 处理技术的最新发展不仅反映在机械,材料,设计理 论,施工工艺,现场监测技术及地基处理新方法的不 断发展等方面,而且反映在多种地基处理方法的综 合应用方面. 本文提出将竖向增强体复合地基中的三种类型 桩(即散体材料桩,柔性桩和刚性桩)中的两种甚至 三种桩综合应用于加固软土地基,形成三元(主桩, 次桩和地基土)甚至多元复合地基,以充分发挥各桩 型的优势,大幅度提高地基承载力,减小地基沉降, 从而取得良好的技术效果和经济效益J. 2多元复合地基设计思想 每种地基处理方法都有其适用条件和优缺点, 没有哪种地基处理方法是万能的,综合利用两种以 上地基处理方法,可发挥每种地基处理方法各自的 优势. 在多元复合地基中,可将桩身强度较高的桩称 为主桩,将强度较低的桩称为次桩.多元复合地基通 常可分为两类:在第一类多元复合地基中,主桩的作 用是复合地基的主要部分,次桩起辅助作用.在第二 类多元复合地基中,复合地基承载力的提高主要依 靠次桩的作用,主桩仅布置在节点及重要位置,达到 减小沉降的目的,特别是对于深厚软土上的建筑物 地基处理. 3多元复合地基承载力计算 上节已讲到以减小沉降为目的而设置强度较高 主桩的多元复合地基,即第二类多元复合地基.此种 情形,仅需以次桩的面积置换率进行普通的复合地 基的设计即可.主桩的置换率较小,其置换作用可作 安全储备. 以下讨论以主桩作用为主,次桩及再次桩作用 为辅的多元复合地基(例如CFG桩,深层搅拌桩,石 灰桩及土形成的多元复台地基)的承载力计算方法. 设主桩面积置换率为m,次桩,再次桩面积置 换率依次为m2,m3.假设加固单元面积为A,在加 固单元内主桩截面积为Ae1,次桩,再次桩截面积分 别为Ae2,Ae3,加固单元内桩间土的面积为A,则 II'Z1Apl/A1 m2 : = A Aez/A, ll,z3/A}?=AP3l Al:A—Ap1一Ap2一Ap3J 复合地基承载力由4部分组成,具体说明如下: (1)当次桩为刚度较大的柔性桩(例如深层搅拌 水泥土桩)时,采用下式: :.+[&襞+ 岛m3fe,,3+卢(1一mI—m2一m3)^](2) (2)当次桩为刚度较低的柔性桩(例如石灰桩, 灰土挤密桩等)时,采用下式: 2000年8月11日收到韧穑,2090年l0月9日收到修改稿. 简舟:男,34岁r博士,I988年毕业于浙江大学力学系力学专业,现任剐教授,主要从 事岩土工程方面的教学,科研,设计,施工盈检 测工作. 岩右力学与工程2001年 , :. 譬+[+ 风In33+卢(1_-l—m2一m3)A] (3) 式(2),(3)中:R2I,R22分别为主桩,次桩的单桩 承载力 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值(kN); A1,A分别为主桩,次桩的单桩横截面积 (m2); 厶.^为复合地基承载力标准值(kPa); 2,3分别为次桩,再次桩的桩体强度 (kPa); ^为桩间土承载力标准值(kPa); 卢,卢2,卢3分别为桩间土,次桩及再次桩承载力 发挥度系数,与主桩,次桩类别,桩长及强度有关, 也与桩间土及桩端土的类别及强度有关. 4多元复合地基检测 对于桩身质量检测,可依照各类桩的检测 办法 鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载企业年金办法下载企业年金办法下载 分别进行检测,例如CFG桩可采用低应变检测.深 层搅拌水泥土桩可采用轻便触探或抽芯检测,石灰 桩可采用静力触探检测. 对于一般的复合地基加固效果检测,《建筑地基 处理技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 )JGJ79—91规定采用复合地基静荷载 试验,压板可用圆形或方形,面积为单根桩承担的 处理面积.多桩复合地基荷载试验的压板可用方形 或矩形,其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定. 在多元复合地基的静荷载试验中,压板形状可 用方形或矩形.其尺寸根据类型不同分别按实际主 桩,次桩所承担的处理面积确定. 在确定多元复合地基承载力基本值时,当Q-s 曲线上有明显的比例极限时,可取该比例极限所对 应的荷载;当极限荷载能确定,而其值又小于比例极 限荷载值的1.5倍时,可取极限荷载的一半;当按相 对变形值确定时,若属第一类多元复合地基,以主 桩复合地基的沉降比(规范规定)确定,若属第二类 多元复合地基,宜以次桩复合地基的沉降比确定. 例如若CFG桩与石灰桩形成第一类复合地基,则沉 降比s/b或s/d取0.01,若采用CFG桩与深层搅拌 水泥土桩形成第二类复合地基,则沉降比/b或s/d 宜取0.004,0.01. 压板形状除方形或矩形外,可采用平行四边形. 如图1,某条形基础布置CFG桩及水泥土搅拌桩, 沿条基方向CFG桩与CFG桩,水泥土桩与水泥土桩 之间的间距均为1.5m,条基宽为1.2m.采用面积 为1.8n的平行四边形压板,如图中虚线所示范 围,加固单元内含一根CFG桩及两根水泥土搅拌 桩,加固单元面积为1.8rn2.若采用矩形或方形压 板,则压板尺寸难以选择,要么加载时容易产生偏 心. 此时沉降比s/b取0.01,b为压板的短边宽. 图1多元复合地基静荷载试验 g.1Staticloadtest.fmulti—ele~ment?mp?;te foundation 若采用1.5rflx1.2m的压板,则加载时容易偏 心,或容易得到偏高的结果. 此时平行四边形相邻边边长及平行四边形相邻 内角之差不宜过大.否则压板刚度难以保证.且四 边形两锐角处容易产生应力集中而使土体过早产生 挤出破坏. 除上述直接对多元复合地基进行静荷载试验外, 也可分别对主桩或次桩进行单桩或复合地基静荷载 试验.例如对CFG桩与石灰桩形成的复合地基,可 对CFG桩进行单桩静荷载试验,对石灰桩复合地基 进行单桩或多桩复合地基静荷载试验,然后按以下 公式进行计算 , .=ml+(4) 式中:为CFG桩(主桩)单桩承载力标准值,A 为CFG桩横截面积,m1为CFG桩(主桩)面积置换 率,为石灰桩(次桩)和三元复合地基中桩间土的 承载力之和,设计过程中由下式计算 =2+(1一ml—m2)(5) 式中:m2为石灰桩(次桩)面积置换率,.,为石灰 桩(次桩)桩体强度,为天然地基土承载力标准 值. 一 T. 第20卷第3期郑傻杰等.多元复合地基的承载力计算及检测方法 5结语 (1)综合运用两种以上的地基处理方法所形成 的多元复合地基可得到较高的复合地基承载力,且 减小沉降,多数情况下,具有较好的技术效果和经 济效益. (2)利用面积加权的原理得到了多元复合地基 承载力的计算公式,公式中次桩及桩问土承载力发 挥度系数与桩的类别,强度,长度,置换率,桩端土 及桩问土的类别及强度有关. (3)多元复合地基静载检测时,其压板宜采用 方形或矩形,其尺寸按实际桩数所承担的处理面积 确定.特殊情况也可采用平行四边形. 参考文献 1若陋杰,刘志刚石灰桩与探层搅拌桩联音加固杂填+lJ]施工 技术.1997.(9):23-24 2郑俊燕.袁内镇.石灰桩与耀层搅拌桩联台加固耀厚软土[J].岩 土工程技术.1999,(2):33,34 3郑俊杰,张建平.CFG桩与石灰桩联台处理不均匀地基[J]施工 技术,2000,(9):31-32 COMPUTATIONANDTESTING咂HOSFoR THEBEARINGCAPACITY0FMULTI.ELEMENT C0MP0SITEF0UNDAn0N ZhengJunjie,YuanNeizhen2,ZhangXLaomin3 (HuazAongUniversity.,andTerhv~loKy,Wuhan430074China) (Hube/InstituteofBuiLdingResearchand脚I.Wutmn430071C~ina) (WutmnInstitute.,妇Technology,Wutmn430073Ch/na) AbstractWhentwoorIlltOretechniques0fgroundtreatmental'ec~-nprehensivelyapplied.t hemulti—dementc.m. positefoundationmaybeformed.Thecomputationandtestingmethodsforthebearingcapaci tyofmulti—dement ommpositefoundationareputforward. Keywordscompositefoundation.replacementratio,beatingcapacity,staticloadtest 致谢广大作者与读者 春节前后,《岩石力学与工程》编辑部收到大量来自各地作者与读者的电话,贺卡,电子邮件与信函, 对编辑部的工作表示慰问与祝福.对大家的友好情谊.我们在此一并表示感谢. 在过去的一年.《岩石力学与工程》的发行量为1700份.各省,市具体发行分布图见2001年第2期 第278页;发表论文数为245篇(~iiI刊),其中155篇为Ei所收录;此外,还发表博士学位论文摘要28篇. 动态简讯84则.今年预期发行量为2000份,可发表论文300余篇(含增刊).明年申请由双月刊转月刊.预 期可发表论文400余篇.发表周期可降至1年左右. 《岩石力学与工程》是我们的.也是你们的.是我们大家的,只有依托大家的支持与帮助.才能 更好地发展.为广大作者与读者更好地服务,是我们不尽的追求.我们一如既往地欢迎并期待您的宝贵意见, 严厉批评与热情帮助. 《岩石力学与工程》编辑部 2001年5月