复合地基软弱下卧层强度验算方法分析（专业文章）

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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增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。随着地基处理设计水平的提高、施工工艺的改进和设备的更新，复合地基处理的方法越来越多，处理的适用范围也越来越广，目前我国

2、复合地基已应用于35层建筑的地基处理。复合地基以其施工工艺简单、工期短、投资少、适应性强等优点得到广泛应用。但由于复合地基的种类较多，组成增强体的材料不同，复合地基的作用机理、强度及变形规律存在较大差异，对其仍存在研究不够、理论滞后于实践的问题。本文通过分析不同类型复合地基加固机理及荷载传递性质，提出不同类型复合地基软弱下卧层强度验算的一点认识与观点，供分析参考。1问题的提出根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），经处理后的地基，当在受力层范围内仍存在软弱下卧层时，尚应验算下卧层的地基承载力，即下卧层强度应满足公式：—软弱下卧层顶面处的

3、附加压力值；—软弱下卧层顶面处的自重应力值；—软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。而在实际工作中，对软弱下卧层进行强度验算时，如何计算下卧层顶面处的附加压力值，规范中并未给出复合地基的应力扩散模型。复合地基扩散模型7的选择决定了软弱下卧层强度是否满足软弱下卧层顶面所受的压力值，也决定了复合地基增强体的入土深度，因而也决定了复合地基增强体施工工艺的可能性。以水泥土搅拌桩复合地基为例：根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值在初步设计时可按照下式估算：⑴单桩竖向承载力特征值可按下式确定：⑵⑶⑵式为桩

4、身材料强度所确定的单桩承载力，⑶式为桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力，取两式中的小值作为竖向单桩承载力特征值。由于水泥土桩的桩身强度相对较低，大多数情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。因此，当两式的值比较接近时，水泥土搅拌桩的入土深度比较经济。在实际工程运用中，按照⑴⑵⑶式确定的复合地基承载力在满足强度要求的情况下，如果在受力层内仍存在软弱下卧层时，尚应验算软弱下卧层的地基承载力。此时，软弱下卧层顶面处所受的应力控制了水泥土搅拌桩的入土深度，也决定了当地水泥土搅拌桩的设备能力是否能达到估算

5、的入土深度。因此，如何选择合理的复合地基扩散模型是确保复合地基安全、经济的关键。2复合地基扩散模型分析复合地基的类型较多，按竖向增强体的性质可分类如下（表1）：表1竖向增强体（桩）复合地基分类按桩体刚度分类按成桩材料分类举例柔性桩散体材料桩砂（石）桩、碎石桩半刚性水泥土类桩水泥搅拌桩、高喷射注浆桩刚性桩混凝土类桩CFG桩、素混凝土桩7合理选择地基扩散模型是复合地基设计中一个重要问题。然而，由于复合土体的复杂性，在工程应用中很难用一个普遍适用的数学模型来概括不同种类复合地基的扩散模型。作者根据组成复合地基增强体的材料、复合地基的加固机理以及荷载传递的性

6、质，在确保复合地基的安全、经济性以及所选用的地基扩散模型尽可能使复合土体在受力作用时与实际接近的前提下，提出不同类型复合地基在验算软弱下卧层强度时的扩散模型如下：2.1复合地基扩散模型分析散体材料桩系指桩身材料是由颗粒材料（如碎石、砂石等无胶凝性材料）组成的桩体，这类桩的特点是桩体材料无凝聚力，或凝聚力较小，只有依靠桩周土体的围箍作用才能形成桩体。这类桩最可能的破坏形式为桩体的鼓胀破坏。对地基的加固机理主要是挤密、排水减压或置换作用等，桩的承载力取决于桩材的内摩擦角和桩周土对桩身的侧向约束力，而呈现出与桩长无关的特征。受荷后，桩身的主要受力区集中在桩

7、顶附近桩径范围内，导致桩体发生侧向变形，它也是散体材料桩复合地基变形的主要原因。根据散体材料桩复合地基加固机理及荷载的传递性质，作者认为：⑴对散体材料桩复合地基，可以把桩长范围内的复合土层当成模量已增大的自然土层，参照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中地基压力扩散角的概念先求出软弱下卧层顶面处的附加压力，然后采用公式验算软弱下卧层强度是否满足要求。地基压力扩散角可按复合土层压缩模量与软弱下卧层压缩模量的比值取值（表2）：表2地基压力扩散角Z/b0.250.5360230510025010200300注：1为复合土层压缩模量；为软弱

8、下卧层压缩模量72Z/b＜0.25时取=00；Z/b＞0.5时取值不变由于《建筑地基基础设计规范》（GB50