复合地基软弱下卧层强度验算方法分析

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1、复合地基软弱下卧层强度验算方法分析摘要复合地基是被现代建筑广泛应用的一种地基处理手段,根据规范:当在受力层范围内仍存在软弱下卧层时,应对下卧层的强度进行验算。怎样验算S如何确定复合地基的基底附加压力扩散模型,规范中并没有明确。通过分析不同类型复合地基加固机理及荷载传递性质,表明作者在此问题上的认识与观点。关键词复合地基软弱下卧层强度验算方法分析复合地基是指部分土体被增强或被置换而形成以水泥土搅拌桩复合地为例:增强体,由增强体和周围地基土共同承担荷载的地根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-基。随着地基处理设计水平的提高、施工工艺的改

2、2002),水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值在初进和设备的更新,复合地基处理的方法越来越多,处步设计时可按照下式估算:理的适用范围也越来越广,目前我国复合地基已应Rafspk=m+β(1-m)fsk(1)用于35层建筑的地基处理。复合地基以其施工工Ap艺简单、工期短、投资少、适应性强等优点得到广泛单桩竖向承载力特征值可按下式确定:应用。但由于复合地基的种类较多,组成增强体的Ra=ηfcu(2)n材料不同,复合地基的作用机理、强度及变形规律存Ra=up∑qsili+αqpAp(3)在较大差异,对其仍存在研究不够、理论滞后于实践1(2)式为

3、桩身材料强度所确定的单桩承载力,(3)式的问题。本文通过分析不同类型复合地基加固机理为桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力,取及荷载传递性质,提出不同类型复合地基软弱下卧两式中的小值作为竖向单桩承载力特征值。层强度验算的一点认识与观点,供分析参考。由于水泥土桩的桩身强度相对较低,大多数情1问题的提出况下单桩承载力由桩身材料强度控制,复合地基承载力不因桩长的增加而提高,存在着一个临界桩长。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-因此,当两式的值比较接近时,水泥土搅拌桩的入土2002),经处理后的地基,当在受力层范围内仍存在深度比较经济

4、。软弱下卧层时,尚应验算下卧层的地基承载力,即下在实际工程运用中,按照(1)(2)(3)式确定的卧层强度应满足公式:复合地基承载力在满足强度要求的情况下,如果在Pz+Pcz≤faz受力层范围内仍存在软弱下卧层时,尚应验算软弱Pz—软弱下卧层顶面处的附加压力值;下卧层的地基承载力。此时,软弱下卧层顶面处所Pcz—软弱下卧层顶面处土的自重应力值;受的应力控制了水泥土搅拌桩的入土深度,也决定faz—软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载了当地水泥土搅拌桩的设备能力是否能达到估算的力特征值。入土深度。因此,如何选择合理的复合地基扩散模而在实际工作

5、中,对软弱下卧层进行强度验算型是确保复合地基安全、经济的关键。时,如何计算下卧层顶面处的附加压力值Pz,规范中并未给出复合地基的应力扩散模型。复合地基扩2复合地基扩散模型分析散模型的选择决定了软弱下卧层强度是否满足软弱复合地基的类型较多,按竖向增强体的性质可下卧层顶面所受的压力值,也决定了复合地基增强分类如下(表1):体的入土深度,因而也决定了复合地基增强体施工工艺的可能性。37表1竖向增强体(桩)复合地基分类线理论的基础上,而地基处理的范围是有限的,因按桩体刚度分类按成桩材料分类举例此,散体材料桩复合地基在参照《建筑地基基础设柔性桩散

6、体材料桩砂(石)桩、碎石桩计规范》(GB50007—2002)中地基压力扩散角的概半刚性水泥土类桩水泥搅拌桩、高喷射注浆桩念对软弱下卧层进行强度验算时,按照模量比值确刚性桩混凝土类桩CFG桩、素混凝土桩定的地基压力扩散角θ的取值不宜使扩散后的复合合理选择地基扩散模型是复合地基设计中的一地基底部面积超出复合地基的加固范围。个重要问题。然而,由于复合土体的复杂性,在工程(2)当Es1/Es2<3时,表明复合土体的压缩模应用中很难用一个普遍适用的数学模型来概括不同量与软弱下卧层土体的压缩模量差别不是太大,在种类复合地基的扩散模型。作者根据组成

7、复合地基对软弱下卧层进行强度验算时,可采用各向同性均增强体的材料、复合地基的加固机理以及荷载传递质线性变形体理论来确定下卧层顶面所受的附加压的性质,在确保复合地基的安全、经济性以及所选用力,即:的地基扩散模型尽可能使复合土体在受力作用时与Pz=αP0实际接近的前提下,提出不同类型复合地基在验算Pz—软弱下卧层顶面所受的附加压力;α—根据基础底面尺寸、下卧层埋深确定的附软弱下卧层强度时的扩散模型如下:加应力系数;2.1散体材料桩复合地基P0—基础底面处的附加压力。散体材料桩系指桩身材料是由颗粒材料(如碎2.2混凝土类桩复合地基石、砂石等无

8、胶凝性材料)组成的桩体,这类桩的特混凝土类桩完全不同于散体材料桩,其桩身具点是桩体材料无凝聚力,或凝聚力较小,只有依靠桩有较高的强度和粘结力,属刚性桩。复合地基承载周土体的围箍作用才能形成桩体。这类桩最可能