基于等效天然地基理论的复合地基设计及应用

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1、山东农业大学学报(自然科学版)，2010，41(1)：146—150JournalofShandongAgriculturalUniversity(NaturalScience)基于等效天然地基理论的复合地基设计及应用茅晓辉，付厚利，苏军一(1．山东科技大学土木建筑学院，山东青岛266510；2．建研地基基础工程有限责任公司，北京100013)摘要：通过对某高层框架结构复合地基工程设计实例，讨论了基于等效天然地基理论的多桩型复合地基承载力和沉降计算方法。计算的复合地基承载力和变形量与实测结果相吻合，满足工程精确度要求，可应用于同类型工程设计。关键词：等效天然地基；承载力；沉降；工程应用中图分类

2、号：TU472．99文献标识码：A文章编号：1000—2324(2010)01—0146—05DESIGNANDAPPLICATIoNoFCoMPoSITESUBGRADEBASEDoNTHEoRYOFEQUⅣALNTNATURALFoUNDATIONMAOXia0一hui．FUh0u—li’．SUJun—v1。(1．ShanDongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266510，China；2．JianYanFoundationEngineeringCo．hd，Beijing100013，China)Abstract：Throughdesigne

3、dahigh—riseframestructurewitheompositefoundation，bearingcapacityandsettle-mentcalculationmethodsofmulti——type——pilecompositefoundationbasedontheoryofequivalentnaturalfoun·dationarediscussed．Thecalculationofcompositefoundationbearingcapacityandsettlementcoincidewiththemeasuredresults，meetstheengineer

4、ingaccuracyrequirements，thismethodcanbeappliedtothesametypeofengineeringdesign．Keywords：Equivalentnaturalfoundation；bearingcapacity；settlement；engineeringapplication1引言不同桩型形成的复合地基都有其适用范围和优缺点，比如碎石桩处理可液化地基最有效，搅拌水泥土桩适用于处理要求承载力提高幅度不大的软土地基，CFG桩适用于承载力提高幅度较大的地基。龚晓南¨从荷载传递机理上揭示了复合地基中的桩间土与增强体共同承担上部结构传来的荷载的规律，

5、其加固作用机理表现为：桩体效应、垫层效应、排水效应、挤密效应、加筋效应。某些情况下将两种或两种以上的桩型组成的复合地基，称之为多桩型复合地基J，或长短桩复合地基J。其特点是各桩型复合地基都以充分发挥各自优势，提高地基承载力，减小建筑物沉降为目的。鉴于目前《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)未对多桩型复合地基提出具体明确要求，所以该理论的应用仍然处于研究阶段。一般情况下，复合地基设计成单一桩型的居多，两种以上复合地基形式的联合应用则很少。本文就2007年某高层框架结构采用CFG桩和水泥土搅拌桩复合地基工程实例，对方案选择和基于等效天然地基理论的多桩型复合地基设计方法做一讨论。2多桩型

6、复合地基承载力计算根据不同桩型荷载分担比从大到小依次定义为主控桩，其余定义为辅助桩。由天然地基和主控桩形成复合地基，视为一种新的等效天然地基，其承载力特征值为将等效天然地基和辅助桩形成最终复合地基，求得最终复合地基承载力厶。基础下天然地基土的承载力特征值为。主控桩的截面收稿日期：2009—3—18基金项目：国家自然科学基金项目(59974015)作者简介：茅晓辉(1972一)，男，山东泰安人，一级注册结构工程师，高级工程师，博士研究生，主要从事结构设计和岩土工程方面研究。第l期茅晓辉等：基于等效天然地基理论的复合地基设计及应用。147·积为平均面积置换率m。，单桩承载力特征值为尺。。则主控桩和

7、天然地基形成的复合地基承载力特征值为a1．al=ml+O／1卢l(1一m1)厶(1)式中：。为桩间土承载力提高系数，与土和桩的成桩工艺及桩径、桩距有关；。为桩间土承载力发挥系数，一般卢。s1。辅助桩截面积为Ap2，平均面积置换率为m，单桩承载力特征值为。辅助桩与承载力特征值为的等效天然地基复合后的承载力，即为最终复合地基承载力为Ra2+卢(1一m)。：m—Ra2+卢(1：m一m)+卢，：(1一m。