碎石桩及其复合地基承载力的分析
复合地基承载力试验
复合xx 力试验复合xx 力试验1 复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。
复合地基载荷试验承压板可用圆形和方形。
面积为一根桩承担的处理面积，多桩复合地基载荷试验的承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，桩的中心应与承压板中心保持一致，并与载荷试验点重合。
2 承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。
承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50-150m m,桩身强度高时宜取大值。
试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3 倍。
基准梁的支点应设在坑外。
3试验前应采取措施,防止试验场地地基土的含水量变化或地基土的扰动, 以免影响试验结果。
4加载等级为8-12级。
最大加载压力不应小于设计值的 2 倍。
5每加一级荷载前后均应各记录承压板沉降量一次,以后每半小时记录一次，当1小时沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。
6当出现下列现象之一时可终止试验：6.1沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围有明显的隆起；6.2承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％；6.3当达不到极限荷载,而最大荷载已大于设计要求的 2 倍。
7卸载级数可为加载级数的一半,等量进行,每卸一级,间隔半小时,读记回弹量,待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。
8复合xx力特征值的确定8.1 当压力－沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的 2 倍时，可取比例界限，当其值小于对应比例界限的 2 倍时，可取进行荷载的一半；8.2 当压力－沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定；8.2.1 对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩，当以粘性土为主的地基，可取s/b 或s/d 等于0.015 所对应的压力；当以粉土或砂土为主的地基，可取s/b 或s/d 等于0.01 所对应的压力。
822对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.012所对应的压力；对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.08所对应的压力；8.2.3对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.08所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力；8.2.4对于水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.006所对应的压力；8.2.5 对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。
用挤密碎石桩加固软土地基后复合地基承载力的计算
０１ ． ２× ３ ０ ＋ （ １ —０ ２ ）× ｌ ５ ０ ．１ ３
＝ １４８ ｋ ａ ５ ． ｐ
满足 复合 地 基承 载 力 １ ０ ｐ ｋ ａ要求 。 ５ ３承载 力 检测 碎石 桩施 工完 成 １ 天 ， ５ 待桩 间土 稳定 以后 ， 要进 行重 型动力 触探 ， 才 能检 测 碎 石桩 加 固后 的 承 载力 结 果是 否 满足 要 求 。 用重 ６ ． ｋ 的 重锤进 行标 准 贯入试 验， 贯入 ｌｃ ３５ｇ 每 Ｏ ｍ的锤击数 ：
ＮⅢ １ ／ Ｓ ０Ｋ
土 、亚粘 土 （ ） 轻 组成 ， 天然 含水量 ｗ 于 ４ ％ 共有 挤密 碎石 桩 １３ ９０ ， 大 ２， ０ ８ １ 米 桩 长 １． 米 ， ０ ５ 桩径 ０５ ， ． 米 桩间 距 １ ４ ， ． 米 梅花 型布 置， 复合 地基 设计 承载 力应 满
足 １ Ｏｐ 。 ５ ｋ ａ
２复合 地 基承 载 力的 计算 石 桩和 桩间 土所 构成 的复合 地基 如 图一， 当作用 荷载 为 Ｐ时， 设作 用于碎 石桩 上的应 力 为 Ｐ ， ｓ 作用 在桩 间土 上 的应力 为 Ｐ ， ｔ 假定 在碎 石桩 和桩 间土 各 自的面积 为 Ａ 和 Ａ Ａ 范 围 内作用 的荷 载均匀 分布 ， ｓ —ｓ 则有 ： Ｐ Ａ＝ Ｐ Ａ 十 Ｐ （Ａ—Ａ ） 其中 Ａ一 １ 根碎 石桩所 分担 的 处理面 积 若将 面积 置换 率 ｍ＝ Ａ ／Ａ 和 桩土 应 力比 ｎ Ｐ／ Ｐ 带入上 式 ： ＝ ． Ｐ／Ｐ ＝ Ｕ＝ ｎ ＋ｎ （ 一 ） ／ ｎ １ｍ ｕ为 应力 集中 系数 Ｐ／Ｐ ＝ ｕ ．＝ １＋ １ （一 ） ／ｎ １ｍ ｕ为应 力 降低系 数 ．
CFG桩复合地基承载力检测分析
CFG桩复合地基承载力检测分析摘要：CFG 桩复合地基是我国上个世纪自主研发的一种地基加固技术，在改善地基受力性能、变形控制方面优势显著。
基于CFG 桩复合地基的普及，做好承载力试验检测工作十分必要，检查地基处理效果，及时发现承载力不足的情况，并予以处理，切实保证地基强度、承载力等均满足要求，为后续作业提供可靠支撑。
CFG 桩复合地基检测过程中，存在着不同类型的问题，这就要求检测单位的工作人员提高专业技术和对设计和施工的理解能力，严格按照相关规范开展检测工作，保证检测结果的科学性和合理性。
关键词：复合地基; CFG 桩; 承载力检测; 应用随着我国科技的更新速度日新月异，城市化建设不断推进，对建筑物的地基要求也逐渐提升。
CFG 桩又称为水泥粉煤灰碎石桩，由于其建筑物沉降量小，所需的成本低，在我国甲、乙类施工建筑中应用日益广泛。
在进行CFG 桩复合地基工程施工结束后，应针对桩身完整性与复合地基承载力展开检测。
通常情况下，具体施工采取多桩或是单桩复合地基载荷试验对其承载力加以明确，桩身完整性会采取低应变动力试验进行检测。
在现实工程中，依然有存在实施复合地基检测不规范的现象，而且存在一些相对严重的问题，从而对能否正确评价施工验收造成影响。
一、CFG桩常见承载力问题1、桩身断裂。
在进行CFG 桩施工时通常会使用螺旋钻进行打孔，以混凝土进行浇灌。
在施工结束后应用人工或是小型挖掘机等截桩、清土，在这一环节极易导致桩身断裂等问题，对此应立刻展开维修处理防止各类麻烦产生。
无论是原材料选择还是桩身养护在后期均是尤为关键的，应科学安排与认真实行，不要过于追求施工进度而马马虎虎，这样则难以保证CFG桩的质量。
有关浅层桩身产生断裂，主要是不合适的覆土清理、不合理的破除桩头方式，未能依据有关实施标准规范操作，基于此，应采取必要措施防止桩身出现断裂对工程质量提供保障。
2、检测数量。
检测实行过程中应严格要求各方，对于这种情况需对其承载力底线进行设计，大致范围应维持在标准内，由于工程规模大小会存在差异，那么在检验数量方面也会存有一定偏差。
碎石桩复合地基在处理高速公路地基中的应用与分析
第 ２期
新 乡学院学报 ： 自然科 学版
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｎ ａ ｇＵｎｖ ｒｉ ： ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ａ Ｘｉｘｉｎ ｉｅｓｔ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅＥ ｉ ｏ ｏ ｙ Ｓ ｉ
２１ ０ ０年 ４月
Ａｐ ． ０ ０ ｒ２ １
、＿ ． ７ Ｎｏ ２ ， １２ ０ ．
为 ６度 ，地震 动峰值 加速 度为 ００ ｇｇ为重 力加 速度 ） ． （ ５ ，近期地震 活动相 对较弱 ；区域 属亚 热带季 风气候 ， 四季 分明 ，温 和湿润 ，平 均气 温在 １．～ ９ ℃ ，极 端最 高气温 可达 ４ ． ℃ ，极 端最低 气温 一４８ ℃ ；区域 ８４ ｌ １ ２ ． 内地表水 系发 育 十分完 全 ，补 给来 源 为大气 降水和 残坡 积层及 冲洪 积层 孔 隙潜水 ，溪 流 、河水 长年不 断 ，
的经济 、有效 方法之 一 ，在 工程 实践 中值得 进一 步推 广应 用。 关键 词 ：碎 石桩 ；复合地基 ；承 载力 ；置换 率 中图 分类 号 ：Ｔ ７ ． Ｕ４ ３１ 文献 标 志码 ：Ａ
文 章编 号 ：１７— ３６２ １）２ ０７－ ２ ６ ４ ３ ２ （０ ０ ０ － ０ ４ ０
０ 引 言
沿海某 高速公 路 某合 同段工程 沿线穿 越低 中 山及 丘 陵地 貌 ，其问夹 有高差 及范 围不 等的 山间盆地及狭 长 河谷 ，地形起 伏变 化较 大 ；海 拔标 高 ６ ０ １ ５ Ｉ ５ ～ ０Ｉ ，相对 高差 ３ ０ ４ ０ｍ；沿 线公 路场地 的抗震设 防烈度 ０ Ｔ ５－ ０
５０ ６ ｍ；填筑方 ３ ８万 ｍ ；挖方 ４ ９万 ｍ 。
ｌ 工 程 地 质 情 况
本 合 同水 ，表 层多 为耕植 土 ，分 布淤 泥 、淤泥质 土 ，厚
水泥粉煤灰碎石桩复合地基的应用
水泥粉煤灰碎石桩复合地基的应用水泥粉煤灰碎石桩复合地基是一种新型、环保、经济的地基处理技术。
它将水泥、粉煤灰和碎石桩进行混合，形成复合地基，用于处理软土地基。
该技术具有施工简便、效果显著、成本较低、环保等优势，被广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
下面我们就来详细了解一下水泥粉煤灰碎石桩复合地基的应用。
一、技术原理水泥粉煤灰碎石桩复合地基是将水泥、粉煤灰和碎石桩按一定比例进行搅拌混合，形成复合地基材料。
水泥能够提高地基的强度和稳定性；粉煤灰可在一定程度上代替水泥，降低成本，同时也能够改善土壤的物理化学性质；碎石桩则具有纵向承载能力，能够有效改善软土地基的承载性能。
经过混合搅拌后，形成的复合地基能够更好地适应软土地基的工程要求。
二、施工工艺1. 原地基处理：首先需要对软土地基进行原地基处理，包括软土土层的平整和加固，确保地基表面平整和密实。
2. 基础设计：根据工程要求和地质情况，确定水泥粉煤灰碎石桩复合地基的配合比例和深度。
3. 材料准备：准备好所需的水泥、粉煤灰和碎石桩，按照设计要求进行比例配合。
4. 搅拌混合：将水泥、粉煤灰和碎石桩进行搅拌混合，确保各种材料充分混合均匀。
5. 浇筑夯实：将混合好的复合地基材料浇筑到原地基上，并进行夯实，确保地基的密实性和平整度。
6. 裂隙处理：在施工过程中，需要对地基进行裂隙处理，确保地基的整体性和稳定性。
7. 沉降观测：对施工后的复合地基进行沉降观测，以确保地基的稳定性和使用安全性。
三、应用领域水泥粉煤灰碎石桩复合地基技术已经被广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
具体包括：1. 建筑工程：在高层建筑、大型工业厂房等建筑工程中，软土地基的处理显得尤为重要。
水泥粉煤灰碎石桩复合地基可以有效提高地基的承载能力和稳定性，保证建筑物的安全使用。
2. 道路工程：在公路、高速公路等道路工程中，软土地基的处理一直是一个难题。
采用水泥粉煤灰碎石桩复合地基技术，能够显著改善道路的承载性能和使用寿命。
土工格栅加筋碎石桩复合地基稳定性计算分析
Ｓ ａ ｉ ｔ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｍ ｐ ｅ ｕ ａ ｉｎ ｗｉｈ ａ ｅ ｌｓ ｔ ｂ ｌ ｙ Ｃａｃ ｌｔｏ ｆＣｏ ｌｘ Ｆｏ ｎｄ ｔｏ ｔ Ｇｒ ｖ ｌＰｉｅ ｉ ｂ ｉｆ ｒ ｅ ｏ ｒｄ ｙ Ｒｅｎ ｏ ｃ ｄ Ｇｅ ｇ ｉ
ＹＵＡＮ ｉ ｎｇ Ｈａ ｑｉ
增 铺一 层 土工格 栅 加 碎 石 垫层 ， 以起 到 减 小路 基 可 沉降 ， 加路 基 稳定性 ， 高路基 承载力 的作用 。同 增 提 时它还 可有 效调 节在 路堤 荷载作 用下碎 石 桩复 合地 基 的桩 土应 力 比 ， 进一 步 约束桩顶 鼓胀 变形 ， 分发 充 挥桩 间土体 承载 能 力 ， 筋 材 张拉 力 的 竖 向分 力 还 且 可有 效 分担 一部 分上 部荷 载 。土 工格栅 加 筋碎 石桩 复合 地 基设 计如 图 １所示 ， 设计 参 数 包 括 ： 长 、 桩 桩 径、 桩距 、 固范 围及 布桩形 式等 。 加
CFG桩联合碎石桩组合型复合地基分析与实践应用
ｇ Ｈ——桩周第层土 的侧 阻力 ： —— 第 层土的厚度
口 — —桩 端端 阻力特征值 （ Ｐａ） ， Ｋ 粉 土 、细 砂 和 粉 质 粘 土 的侧 阻 力依 次 为 叮 ＝３ ；哼 ３ 日＝４ ； ０
⑨细砂 （ ） Ｑ ：厚度 ３ １ ～８ １ ｍ ． ０ ． Ｏ ，层底标高 １ ４ ． ７ ０ ４ １ ｍ ０ ８ ９ ～１４ ． ５ 。 机 械钻进 较 快 ，钻具 平稳 ，颗粒 级 配较 差 ，分选 好 ，基本 不含粘 性
黄 灰 色 ，井 壁 直 立 ， 锹 镐 可 挖 ， 含 少 量 植 根 ， 具 铁 染 现 象 ， 局 部
式中 ： ，—— 桩的 周长 ： —— 桩长范 围内所划分的土层数
夹 粉砂 及 粉质 粘土 薄层 ，机械 钻进 进 尺快 ，钻 具平稳 ，可 见植 物根 孔 ，切面 无 光 泽 ， 韧性 差 。密 实 度 ：稍 密 ～ 中 密 ：湿 度 ：湿 ～饱
随着 复合地 基技术 的发展和完 善，工程实 践中 由两 种或两种 以上
的桩 型 组 成 的 复 合 地 基 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 。 由不 同桩 型 （ 同种 类 或 型 而 长 度 不 同） 成 的复 合 地 基 称 为 多桩 型 复 合 地 基 、组 合 型 复 合 地 基 组
要 】 根 据ｃ Ｇ桩与碎石桩组合型复合地基的承栽机理 ， Ｆ 结合具体工程 实例 ， 对碎石桩和 ｃ Ｇ Ｆ 桩组合型 复合地 基的地 基处理进行 了分析设 Ｃ Ｇ桩 组 合型复合地基 Ｆ 沉 降计算
计 。从承栽力 出发 ，先确定桩 的设计参数 ，然后对沉 降进行验算 ，最终 了得 出满足设 计要 求的结论。
土 ，矿 物 成 份 以 长石 、石 英 、 云 母 为 主 。 密实 度 ：稍 密 。湿 度 ：
浅析CFG桩复合地基单桩承载力不足的原因及解决办法
浅析CFG桩复合地基单桩承载力不足的原因及解决办法摘要：以洛阳涧西区某项目CFG桩复合地基处理的质量检测结果为实例，部分CFG桩出现单桩承载力急剧骤降的现象，分析复合地基承载力特征值不满足设计要求的原因及提出解决措施，进一步认识地下水对CFG桩的重要影响，为以后勘察报告相关参数的提出积累宝贵的经验，可供类似工程参考。
关键词：CFG 桩复合地基；单桩承载力：静载荷试验；地下水；处理方案ANALYSIS OF CFG PILE COMPOSITE FOUNDATION SINGLE PILE BEARING CAPACITY OF INSUFFICIENT REASONS AND SOLUTIONSSUN Yong Pan（Zhengzhou Branch of China Nuclear Power Engineering Corporation Ltd，450052，Zhengzhou，China）Abstract：Taking the quality test results of CFG pile composite foundation treatment of a project in Jianxi District, Luoyang as an example, some CFG piles appear the phenomenon of a sharp drop in the bearing capacity of a single pile, analyze the reasons why the characteristic value of composite foundation bearing capacity does not meet the design requirements and put forward solutions, and further understand the important impact of groundwater on CFG piles. It accumulates valuable experience for the proposed of relevantparameters in the future survey report and can be used as reference for similar projects.Key words :CFG pele composite foundation; Bearing capacity of single pile; Static load test ; groundwater；Treatment scheme水泥粉煤灰碎石桩（CFG）复合地基由水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌合在土中灌注形成竖向增强体的复合地基，主要适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基，在河南地区应用极为广泛，施工工艺较为成熟，主要采用长螺旋钻或泥浆护壁成孔等施工工艺，属于可变强度桩，通过调整水泥掺量及配比，其强度等级可在一定范围变化，充分利用桩间土力学性能，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，具有施工速度快、工期短、质量易控制、造价低廉的优点，桩体材料由混凝土搅拌站供应。
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碎石桩及其复合地基承载力的分析王志亮(河海大学岩土工程研究所,南京 210098)摘 要:介绍单碎石桩及其复合地基的承载力机理及计算方法,并对碎石桩复合地基的工程设计等方面提出了一些建议。
关键词:碎石桩;复合地基;模型试验;滑动圆弧法中图分类号:T U4 文献标识码:B 文章编号:1005-8524(2000)04-04B earingC apacity Analysis for G ravel Pileand Composite FoundationWANG Zhi2liang(Institute o f G eotechnical Engineering,Hehai Univer sity,Nanjing 210098)Abstract:This paper introduces the bearing capacity mechanism and calculation methods of single gravel pile and related composite foundation,and presents s ome suggestion to the design of gravel pile composite founda2 tion.K ey w ords:gravel pile;composite foundation;m odel test;sliding arc method 碎石桩因具独特的优点应用日益广泛,大量工程实践表明,软土地基用碎石桩加固后,承载力明显提高,沉降量也减少。
选择碎石桩处理地基,最关键的是碎石桩的承载力确定,桩的承载力越高,复合地基达到某一设计的承载力所需要的置换率就越低,地基处理费用在一定程度上就愈少。
因此能正确的理解和计算碎石桩及复合地基的承载力意义重大。
1 单碎石桩的承载力模型试验和分析地基中有一根碎石桩,桩径为r,碎石间的内摩擦角为φp,桩顶上施加荷载P p。
假设地基是由各向同性的匀质粘性土组成,其不排水强度为C u。
Brauns[1]认为不断增大P p,当P p达到极限荷载时,碎石桩及上部土体将发生被动破坏,破坏区域为倒梯形体abcd(图1),其中ab,cd分别为滑动面。
他在作了一些假设,如桩的破坏长度h= 2rtgφ,φ=45°+φp/2;不计地基土和桩体的自重以及τM=0等的前提下,得出了碎石桩的极限承载力与粘性土的不排水强度成正比的结论。
为了研究单碎石桩承载力性状,作者设计了图2的试验装置,试验箱由钢板制成,筒直径350mm,高900mm。
桩长分为两组,一组桩长300mm,桩直径为60mm;另一组图1 Brauns 计算模式中桩体破坏图图2 室内载荷试验图桩长为500mm ,桩直径也为60mm 。
制模土料为饱和粉质粘土,土样在试验前进行晾干、粉碎,然后分层铺填,调配一定的含水量,在一定的荷载下密封静置10天后备用。
砂石料不含杂质,稍有棱角,有关物理指标见表1。
表1 碎石料的物理性质指标及组成指 标容 重γp /kN/m 3粒径大小/mm2～33～44～6碎石料27104617%3016%2217% 将盛有土的试验箱启封,沿圆筒轴用外径60mm 的薄壁钢管钻一孔,用钻出来的土样试验,得出其无侧向抗压强度c u 为5812kPa 。
分批装入制桩用的碎石料,再用小锤夯实,这样就制成了一直径比较均匀的桩体,然后在桩顶上放上直径为40mm 的承压板,让圆筒在加荷框架下进行载荷试验,采用慢速维持荷载法,每级荷载500N ,自加荷起的头一小时内,按时间间隔5、10、15、30分钟分别测读一次沉降,以后再每隔30分钟测读一次,直至一小时内累计沉降小于012mm ,则开始施加下一级荷载。
当某级荷载下的沉降量在两小时后还不出现稳定值或沉降较大就停止施加荷载。
试验结果整理后,主要反映在P 2s 曲线上。
图3 碎石桩的室内载荷试验曲线图4 试验前后桩体的变形示意图本试验共做桩长300mm 的5个,桩长500mm 的6个,图3是根据每次试验得出数据在P 2S 坐标系中所对应的点绘出的典型曲线,横坐标表示外加荷载,纵坐标表示桩体在荷载下的位移,可得出:(1)长桩和短桩的极限荷载几乎差不多,只不过二者的沉降量有所不同,故靠增加桩长来提高复合地基的承载力是有限的,我们要根据拟建的建筑物的允许沉降量来选择桩长,过分的增加桩长是无意义的;(2)文献[3]认为提高置换率m 将增加工程造价,是不经济的,他建议提高碎石桩分担的应力。
我觉得这个看法有点片面,毕竟碎石桩的承载力是有限的,在有些工程中我们就要通过提高置换率m ,换长的碎石桩为短、稍粗的桩来提高复合地基的承载力,长短相结合,长的用来控制沉降量,不但经济而且提高了桩的利用率。
试验中还有x 光透视机拍摄了碎石桩在载荷试验前后的形状变化图4,当外加荷载超过桩的极限承载力时,桩的上部大约2～3倍的桩径的范围内碎石向两边挤出,桩体发生破坏。
2 复合地基承载力分析和计算方法碎石桩的散体材料使得其周围土体从原来主要是垂直受力状态,改为主要水平空间受力状态,它在地基中又构成了排水路径,起着排水井的作用,加快了固结速度,提高了桩间土体承载力。
采用碎石桩复合地基的目的,主要在于提高承载力和减少地基沉降量,因为通过碎石桩的加固,地基的平均压缩模量也增大了。
工程上一般根据载荷试验来确定复合地基承载力,这主要是通过变形来确定的,并规定取沉降S =01004～0101B (B 为载荷板的宽度)时所对应的荷载为承载力的标准值,但在工程中发现,在载荷板与碎石桩顶之间设不设砂垫层,测试结果相差较大,因为有垫层时,桩顶上压垫层迫使桩间土发挥承载力,测量值较无砂垫层时的大。
若按①式进行计算,这种计算方法要更接近实际:P =mP p +(1-m )P s (1)式中的P 为复合地基作用荷载,P p 为作用在碎石桩上的荷载,P s 为作用在桩间土上的应力,m =d2d 2e为面积置换率,d 为桩径,de 为等效影响圆直径,等边三角形布桩时d e =1105s ,其中s 为桩的间距,矩形布桩时d e =1113s 1s 2,s 1、s 2分别为纵向和横向间距。
根据笔者积累的经验,测量复合地基的承载力一般要在施工后的2～3周内进行,桩体检测点应布置在桩的中心位置,桩间土的检测点应布置在由碎石桩组成的矩形平面或三角形的形心处,尽量多测几组取平均值,这样可减少误差。
若桩土置换率m 已知,则只要测得桩的承载力和桩间土的承载力就能按(1)式计算出复合地基的承载力。
如某工程碎石桩复合地基m =013,测试的部分结果如表2:表2 某工程测试成果测试部位统计个数N 6315界限值N 6315平均值标准差承载力标准值/kPa复合地基承载力标准值/kPa桩277～1411131145365土27215～53130172110184 我们知道,地基承载力是从不同形状滑动面的极限平衡而推导得出的,如太沙基、迈霍耶夫、维锡克等都推导了各自的地基承载力计算公式。
至于碎石桩复合地基的承载力,我们也可借助Fellenius [2]推算地基极限承载力使得圆弧滑动面法进行计算,本处只介绍它的基本思想。
由于复合地基中的碎石桩和土体的物理和力学性质不同,因此分担的应力也不同。
设复合地基上的作用荷载为P ,A 为一根碎石桩所分担的面积,A p 为桩的截面积(图5),现分析单碎石桩及周围土体,进行圆弧滑动面计算。
假定圆弧在地基中某一深度处剪切面与水平面的夹角为θ,考虑碎石桩与土体都发挥剪切抵抗,则可得复合地基的剪切抗力公式为:τps =(1-m )c u +m (aP +γp Z )cos 2θtg φp a =P p P =n1+(n -1)m b =P s P =11+(n -1)m式中的a 为应力集中系数,b 为应力分散系数,应力分担比n =P p P s ,置换率m =A pA,c u 为土体的不排水强度,γp 为碎石桩的容图5 复合地基抗滑示意图图6 圆弧法求碎石桩复合地基承载力示意重,水面下用浮容重,φp 为碎石桩摩擦角,砂土中碎石桩密程度好,故φp 要大些。
图6是滑动圆弧法示意,大荷载板宽B ,下为碎石桩加固区,假定大荷载板外有无碎石桩都按天然地基强度计算,而且α、β、θ、Z 、R 、L 、I 等都已知,则复合地基的承载力计算步骤[7]:求I 弧段碎石桩占的面积和碎石桩在圆弧面上平均垂向应力,则可得碎石桩弧面抗滑力矩,再求左面L 圆弧段土占面积和左、右土圆弧抗滑力矩,然后求荷载产生的滑动力矩,最后根据滑动和抗滑力矩的平衡得出复合地基的极限承载力。
3 结论和建议(1)碎石桩的承载力与地基土的不排水强度成正比,当碎石桩桩顶荷载大于极限荷载时,一般在桩体上约两倍桩径范围内发生桩体破坏,所以在大型工程中建议在碎石桩的上部周围加钢筋水泥笼或钢管套,防止桩体横向破裂,这也可在一定程度上提高了复合地基的极限承载力;(2)要增大碎石桩复合地基承载力,一般是采用提高碎石桩的承载力,所以在施工中要注意碎石桩的施工质量,主要是桩的密实度。
我们要把握好的填料量、密实电流和留振时间等;(3)仅靠增加桩长来提高承载力的作用是有限的,盲目地增加桩长是不可取的,因为单桩的承载力受有效桩长的上限限制,我们应按建筑物允许沉降来确定桩长,仅仅从提高复合地基承载力的角度而言,同时增加桩身强度和提高置换率更为有效;(4)滑动圆弧法计算碎石桩复合地基承载力具有一定可行性的,这样可尽量不做或少做现场载荷试验。
参考文献:[1]Brauns.J (1978).Die An fangstraglast v on Schotteraulenim bindigen Untergrund.Die ,Bautechnik ,8.[2]钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算(第二版)[M ].北京:水利电力出版社,1996.[3]陈平.冷却塔碎石桩复合地基设计及地基处理效果[J ].土工基础,1998,(2).[4]张凤文.振冲碎石桩加固严重不均匀土岩组合地基工程实践[J ].建筑结构学报,2000,(2).[5]桩基工程手册编委.桩基工程手册[Z ].北京:中国建筑工业出版社,1992.[6]郑刚.水泥搅拌桩的地基承载力的研究[J ].岩土力学,1999,(3).收稿日期:2000-09-11作者简介:王志亮(1969-),男,安徽枞阳人,工程师。