浅谈刚性桩复合地基

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1、浅谈刚性桩复合地基摘要：复合地基是目前使用最广泛的地基处理技术之一，随着对地基处理要求的不断提高，复合地基处理技术也在不断的发展当中。刚性桩复合地基一筏板基础体系就是用钢筋混凝土桩、素混凝土桩或高标号CFG桩等刚性桩做为增强体与桩周土休以及筏板基础组成承载休系共同承担上部荷载，是最近涌现出的新的地基处理方式之一。刚性桩复合地基因其具冇的高承载力、小变形和广泛的适应性以及良好的经济和社会效益在近年来尤其是在高层建筑地基处理方式中得到了迅速的发展。关键词：刚性桩复合地基；筏板基础；褥垫层；加固区；约束效应屮图分类号：TU47文献

2、标识码：A文章编号：引言复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基，加固区整体是非均质各向异性的。根据地基屮增强体的方向可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。竖向增强体复合地基通常称为桩体复合地基。根据竖向增强体的性质，桩体复合地基可分为三类：散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。冈惟桩复合地基是在地基土中置入刚度很人的桩，桩体材料有CFG桩、素混凝土桩、预制桩等，成桩工艺包括振动沉管工艺、螺旋钻

3、孔压灌工艺、静压桩工艺等，从而对不满足承载力或变形要求的地基进行加固而形成一种人工地基。为使复合地基最大地发挥其承载性能，减少沉降变形，通常在基础底面以下铺设一定厚度的粗砂或碎石褥垫层，碎石粒径一般为3-5mmo褥挚层的铺设范围通常比基础底面以下的素混凝土垫层宽150mm。由于褥垫层的设置，刚性桩复合地基在受力时，桩顶能很好地向上刺入褥垫层，并通过褥垫层的调整，使桩间土能够更好地发挥作用，从而达到桩土共同作用的目的。与散体材料桩、柔性桩复合地基相比，刚性桩复合地基山于复合地基中桩的刚度相对较大，从而使上部荷载能向深部土层传播

4、，故能大幅度地提高地基承载力，口复合地基的沉降量相对较小［1］。刚性桩复合地基由于能够发挥桩问土的承担作用，所以比桩基经济。同时，因桩体强度、刚度较大，沿其全长的侧阻及端阻均可以比较充分的发挥，因此同散体材料桩复合地基相比，它能更人幅度提高地基承载力，故可用于高层建筑。因此，在我国内陆地区的高层建筑中有很广泛的应用。二、刚性桩复合地基的工作机理和褥垫层的效用対于刚性桩复合地基，通过桩体作用，可将荷载传递给地基中较深的土层，使加固区附加应力减小，而使非加固区附加应力相对增大。与未设置桩体时（天然地基）相比较，刚性桩复合地基加固

5、区中不仅模量提高，而且附加应力减小，土层压缩量减小明显；而非加固区附加应力和压缩量是增大的。两者综合起來看，采用刚性桩复合地基还是可以明显减小沉降的。立的特点。如置换效应、挤密效应和约束效应。由于桩土相对变形基木协调，而刚性桩体的模量比桩间土的模量大出许多，因此在荷载作用下，桩体可以将所承受的荷载向较深处的土层中传递，并且还减少了桩间土承受的荷载，提高了地基的承载力。复合地基中桩体起到的这种既能提高地基承载力，又能减小地基变形的作用，这就称为置换效应或桩体效应。当在人工填土或者松散砂土中采用挤土成桩工艺时，桩体的楔入可使桩间

6、土的孔隙比减小，密实度增大，桩间土因而被挤密，复合地基的承载力和模量都得到提高，这种因桩体的楔入而产牛的效应称为挤密效应。当采用振动沉管工艺时，素混凝土桩复合地基就具有挤密效应。由于刚性桩的刚度相对土体的刚度要大许多，因此在荷载的作用下，桩间土的侧向变形受到了桩体的约束。由于桩间土的侧向变形受到了约束，相应的其竖向变形也受到约束，因而提高了复合地基的承载力，同时又减小了复合地基的变形，这就是约束效应。为保证筏板基础与复合地基中刚性桩和土能共同作用，桩顶设置的砂砾石褥垫层起到了至关重要的作用。在竖向荷载作用下，山于桩体的压缩模

7、量远远大于•十的压缩模量，桩的变形要小于「上的变形。褥垫层的设置为桩体向上的刺入变形提供了通道，变形过程中，砂、石不断调整补充到桩间土上，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终共同工作，从而改变复合地基的承载力特性、变形特性。因此褥垫层在整个复合地基体系中起着关键的作用，它能保证桩土共同承担荷载、减小基础底面的应力集中、调整桩土水平荷载、调整竖向桩土荷载的分担。三、刚性桩复合地基一筏板基础体系的优点自从972年首次提出桩筏基础的概念以来，桩筏基础很长时间内在高层建筑的基础形式选用中处于统治地位。桩基础虽然有效，但是桩间土的承载力被

8、白白浪费掉了,尤其是当桩间土的承载力较好时,尤其显得可惜;另一方面，当天然地基处丁岩溶发育等地质条件复杂地区时，桩的施工较为困难，施工人员的安全和桩基的质量都不易得到保证，这时复合地基的优点就得到了体现。复合地基可以较为充分的利用桩间土的承载力，因而它一出现就受到了重视和广泛应用。早期的复