关于半刚性桩复合地基若干问题的研究论文

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1、关于半刚性桩复合地基若干问题的研究论文摘要：针对半刚性复合地基中广泛使用的水泥土桩和CFG桩在工程实践中和研究中的一些问题，例如水泥土桩的变形模量、水泥土桩及CFG桩的桩间土应力发挥系数β、水泥土桩及CFG桩的复合地基静荷载试验方法等。结合一些具体工程，对这些问题进行了试验研究及理论分析；提出了水泥土桩的变形模量和桩间土应力发挥系数的建议取值以及解决垫层设置和垫层压缩量对工程实践影响的修正方法。关键词：水泥土桩变形模量CFG桩桩间土应力发挥系数静荷载试验水泥土桩和CFG桩是目前广泛应用的半刚性桩复合地基，其中水泥深层搅拌桩已编入中华人

2、民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ7991)，CFG桩的国家标准也在编制中。作者在从事水泥土桩、CFG桩的设计、检测、研究中遇到了一些问题，其中有些问题对复合地基承载力的确定和变形计算有重要影响，但在规范中没有明确规定，比如：桩身水泥土的变形模量.freel长的粉喷桩β=0.3。根据某工程做的水泥搅拌桩静荷载试验，桩长14.0m，桩径500mm，Qu=400kN，当Q=200kN时，取β=0.3，s=2.09mm，将以上数据代入式(2)：。该桩的极限承载力为2MPa，E50=1025qu。根据白德容做的水泥搅拌桩静荷载

3、试验，桩径500mm，桩长7.5m，桩顶荷载为0.9MPa时，S=2.46mm，由于桩长较短，取β=0.5，代入式(2)：。桩的极限荷载为1.8MPa，E50=762qu。通过以上分析，得到室内试验E50=(141～196)qu，现场测试E50=(762～1025)qu。由于理论分析qu为现场静荷载试验结果，如果考虑室内配比试验结果和现场试验结果比值为1.5，将理论分析结果进行修正，则E50=(508～683)qu和现场测试结果就比较接近。根据以上分析，建议E50=(500～650)qu。2复合地基承载力机理及承载力计算公式复合地基根

4、据竖向增强体的刚度可分为柔性桩复合地基和半刚性桩复合地基。柔性桩复合地基主要有砂桩、碎石桩，半刚性桩复合地基主要有水泥土桩和CFG桩等。《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-91)5给出的砂桩和水泥土桩的复合地基承载力计算公式如下：砂桩(3)水泥土桩(4)式中：fsp,k为复合地基承载力标准值；m为面积置换率；Ap为桩的截面积；为桩间土的承载力标准值；为桩间天然地基承载力标准值；fp,.freelm厚的砂石垫层，桩头可以向上刺入，使桩土产生相对变形，土的承载力得到发挥，下面结合桩的P-s曲线和土的P-s曲线进行讨论。工程1的工程桩

5、及桩间土载荷试验P-s曲线如图2所示，载荷板直径1050mm。由图可见，桩的P-s曲线在上，土的P-s曲线在下，如果桩和土沉降相等，则当桩的承载力等于标准值200kN时，对应土的承载力为78kN，只发挥了土的承载力标准值160kN的49%；当桩的承载力等于极限值400kN时，土的承载力为290kN，达到桩间土承载力极限值320kN的90%；如果要使桩的承载力和土的承载力同时达到它们的标准值，则土的沉降应比桩的沉降大3.7mm。从以上分析可见，由于桩的刚度比土的刚度大，在相同的沉降下，桩的承载力发挥程度比土的承载力发挥程度高，荷载越大这

6、种现象越不明显，当达到极限荷载时，这种差别就小。图3所示为桩顶荷载与垫层压缩量和桩间土上荷载与垫层压缩量之间的关系。由于桩顶荷载应力集中，桩头必须向垫层刺入，如果Δk表示桩、桩间土承载力发挥水平相同时的沉降有效期，Δk表示相应的桩头刺入量，则当Δk=Δk时，桩和桩间土的承载力同时发挥；当ΔkΔk时，桩的承载力先于土的承载力发挥；当ΔkΔk时，土的承载力发挥先于桩的承载力。因此，理论上讲可以适当调整垫层的厚度和压实方法使得桩和桩间土的承载力同步发挥，但实际工程中很难做到，也没有必要。只要通过垫层的调整，使得极限状态下桩和桩间土的承载力能

7、够接近充分发挥就可以。由此分析，取β取0.75～1.0比较稳妥，对变形要求严格的建筑取小值，变形要求不严格的建筑取大值。图1荷载与模量关系图2工程1桩及桩间土静载荷试验P-s曲线图3荷载与垫层压缩量关系图4工程2静载荷试验P-s曲线图5试验装置示意图6静荷载实测与修正曲线3复合地基静载荷试验3.1复合地基静载荷试验中的非正常现象在复合地基静载荷试验中，为了反映地基的实际受力性能，必须在载荷板下做15～30mm厚的砂石垫层，最好与设计的垫层厚度相同。由于垫层本身的压缩和桩头向垫层的刺入，往往造成复合地基静载荷试验沉降偏大。当按相对变形值

8、确定复合地基承载力时，这种结果就会得出偏低的承载力。同时，出现了一种不正常现象，在相同的荷载作用下，复合地基的沉降比单桩的沉降还要大。图4所示是工程2的静载荷试验曲线，桩长14m，桩径500mm，由图可见，复合地基的沉降