復(fù)合地基設(shè)計樁型的選用

1、<p>　　復(fù)合地基設(shè)計樁型的選用</p><p>　　摘要：當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計要求時，需做地基處理，復(fù)合地基方案在地基處理中應(yīng)用的非常普遍。復(fù)合地基的樁型很多，不同的樁型加固機(jī)理和加固效果是不同的，實(shí)際工程中如何針對設(shè)計要求合理選擇樁型是方案選擇的核心。本文僅就這一問題做一討論。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：承載力擠密效果振密效果 </p><

2、p>　　中圖分類號：TU312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　1 復(fù)合地基承載力分析 </p><p>　　1.1復(fù)合地基承載力可用下式表示： </p><p>　　式中，復(fù)合地基承載力特征值； </p><p>　　天然地基承載力特征值； </p><p><b>　　承載力提高幅度； &l

3、t;/b></p><p><b>　　擠密分量； </b></p><p><b>　　置換分量。 </b></p><p>　　1.2按擠密和振密效果可將被加固土分為： </p><p>　?。?）擠密效果好的土（如松散粉土、粉細(xì)紗）； </p><p>　?。?）

4、可擠密土（如塑性指數(shù)較小密度不大的粉質(zhì)粘土）； </p><p>　　（3）不可擠密土（如飽和軟粘土、密度大的粘土、砂土）。 </p><p>　　1.3施工工藝可分為兩大類： </p><p>　　（1）無振動擠密作用的施工工藝； </p><p>　?。?）有振動擠密作用的施工工藝。 </p><p>　　1.4樁

5、體可分為四種： </p><p>　?。?）散體樁（如碎石樁）； </p><p>　?。?）低粘結(jié)強(qiáng)度樁（攪拌水泥土樁、石灰樁等）； </p><p>　　（3）中等粘結(jié)強(qiáng)度樁（夯實(shí)水泥土樁）； </p><p>　　（4）高粘結(jié)強(qiáng)度樁（CFG樁）。 </p><p>　　從（1）到（4）樁的置換能力逐次增強(qiáng)。 &l

6、t;/p><p>　　1.5方案選擇的實(shí)質(zhì)是根據(jù)給定土性和承載力提高幅度，選擇施工工藝和樁型： </p><p>　　1.5.1對無振動擠密的施工工藝 </p><p>　　擠密分量，承載力提高唯一取決于置換分量，即，當(dāng)設(shè)計要求的承載力提高幅度較低時，可選擇散體樁或低粘結(jié)強(qiáng)度樁，當(dāng)設(shè)計要求的承載力提高幅度較高時，可選擇中等或高粘結(jié)強(qiáng)度樁。 </p><

7、;p>　　1.5.2對有振動擠密的施工工藝 </p><p><b>　　首先看土性： </b></p><p><b>　　a、不可擠密土 </b></p><p>　　則有擠密分量，同樣承載力提高唯一取決于置換分量，即，當(dāng)設(shè)計要求的承載力提高幅度較低時，可選擇散體樁或低粘結(jié)強(qiáng)度樁，當(dāng)設(shè)計要求的承載力提高幅度較高時

8、，應(yīng)選擇中等或高粘結(jié)強(qiáng)度樁。 </p><p>　　b、可擠密或擠密效果好的土 </p><p>　　先預(yù)估擠密分量（此時認(rèn)為擠密分量為已知），則置換分量為，當(dāng)（）較小時可選擇散體樁或低粘結(jié)強(qiáng)度樁，當(dāng)（）較大時，應(yīng)選擇中等或高粘結(jié)強(qiáng)度樁。 </p><p>　　2 幾種典型地基的樁型選擇 </p><p>　　2.1不均勻地基樁型選擇 <

9、;/p><p>　　2.1.1人工填土地基 </p><p>　?。?）壓實(shí)填土地基： </p><p>　　在擬建場地遇有魚塘、采砂坑，且魚塘、采砂坑中有水、坑底有淤泥時，通常應(yīng)按如下方法進(jìn)行回填處理：抽水→清除淤泥（當(dāng)淤泥無法徹底清干凈時拋石擠淤）→按填方工程分層回填素土夯實(shí)或碾壓至設(shè)計標(biāo)高。 </p><p>　　當(dāng)建筑物荷載較大，預(yù)估壓實(shí)

10、填土地基不能滿足設(shè)計要求、需進(jìn)一步做地基處理時，要限定填土材料的粒徑不宜過大，避免對地基處理施工帶來不利影響。由于壓實(shí)填土地基不存在濕陷性，也不存在欠固結(jié)狀態(tài)，在壓實(shí)填土地基上采用復(fù)合地基方案是可行的。當(dāng)要求的復(fù)合地基承載力提高幅度較大時，宜首選剛性樁復(fù)合地基方案。 </p><p>　　2.1.2以建筑垃圾為主要成分的雜填土地基： </p><p>　　a、建筑物基礎(chǔ)全部在填土上 <

11、;/p><p>　　建筑物荷載比較均勻、荷載水平不高，可選擇置換率較大的振沖碎石樁復(fù)合地基、柱錘夯擴(kuò)樁復(fù)合地基、復(fù)合載體樁復(fù)合地基；周圍環(huán)境允許也可采用強(qiáng)夯置換復(fù)合地基方案。 </p><p>　　b、當(dāng)建筑物基礎(chǔ)一部分在填土上、一部分在強(qiáng)度較高的原狀土上 </p><p>　　建筑物荷載比較均勻、荷載值不大,可選用復(fù)合地基，按變形控制確定設(shè)計參數(shù)和選擇樁型，使處理后的

12、填土和原狀土兩部分承載力和模量基本相同，保證建筑物沉降均勻。為了有效地控制地基變形，宜選用模量較高置換能力強(qiáng)（中高粘結(jié)強(qiáng)度樁）的樁型。 </p><p>　　2.2局部含淤泥、淤泥質(zhì)土的不均勻地基 </p><p>　　圖1為局部含淤泥的不均勻地基，除②層淤泥外，其它各土層承載力和模量均較高。建筑物荷載是均勻的，在荷載作用下地基將產(chǎn)生不均勻變形，建筑物發(fā)生不均勻沉降。為消除地基不均勻變形需

13、做地基處理，當(dāng)采用復(fù)合地基方案時選擇什么樣的樁型是很重要的。 </p><p>　　圖1 局部含淤泥的不均勻地基 </p><p>　　首先討論能否采用碎石樁或攪拌水泥土樁。 </p><p>　　碎石樁屬散體樁，樁的置換能力（或稱樁的效應(yīng)）很弱，碎石樁靠樁間土的側(cè)向約束傳遞垂直荷載，樁間土強(qiáng)度越高，土對樁的側(cè)向約束越好，淤泥、淤泥質(zhì)土強(qiáng)度低，對樁的約束作用很差，樁

14、傳遞垂直荷載的能力就很弱。當(dāng)然，打樁后樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大一些，即樁土應(yīng)力比大于1，工程實(shí)踐表明，若樁間土密度不變，靠樁的置換作用地基承載力只能提高20～60％。碎石樁采用振動施工工藝可擠密和振密樁間土提高地基承載力，當(dāng)碎石樁要用于擠密效果好的土，地基承載力可提高100～200％或更高。 </p><p>　　對如圖1所示局部含淤泥的不均勻地基，采用碎石樁加固方案，淤泥層中的樁承載力很低，淤泥又不能擠密，導(dǎo)

15、致含淤泥部位的復(fù)合地基承載力很低，而不含淤泥部位的復(fù)合地基承載力較高。這就是說，采用碎石樁加固后的地基，仍然為不均勻地基，建筑物仍然可能發(fā)生傾斜或開裂。 </p><p>　　攪拌水泥土樁屬樁身強(qiáng)度與原土性狀相關(guān)的樁型，樁長范圍內(nèi)，土分幾層就有幾個不同的樁體強(qiáng)度，如圖2所示。 </p><p>　　圖2攪拌水泥土樁樁體強(qiáng)度變化示意圖 </p><p>　　當(dāng)水泥摻量

16、相同時，土的塑性指數(shù)、含水量和空隙比越大樁體強(qiáng)度越低，圖2的攪拌水泥土樁在②層淤泥段樁體強(qiáng)度fcu可能小于1MPa，淤泥段的樁體處于軟塑狀態(tài)。原設(shè)計意圖是通過攪拌樁穿過淤泥層，把荷載傳到④砂層，由于淤泥段樁體強(qiáng)度太低，荷載不能像剛性樁那樣很好地傳到砂層，單樁承載力和復(fù)合地基地基承載力都偏低。當(dāng)圖1所示的不均勻地基采用攪拌水泥土樁時，由于含淤泥部位的復(fù)合地基承載力低，而不含淤泥部位的復(fù)合地基承載力較高，加固后的地基仍為不均勻地基，建筑物同

17、樣會發(fā)生傾斜或開裂。 </p><p>　　若將圖2中的攪拌水泥土樁換成剛性樁（如CFG樁），由于這種樁的樁體材料與原土無關(guān)，稱之為與原土性狀無關(guān)的增強(qiáng)體。它的特點(diǎn)是全樁長由同一材料組成，樁體強(qiáng)度高、傳遞垂直荷載的能力強(qiáng)。當(dāng)圖1所示的不均勻地基采用剛性樁時，地基承載力和模量會有較大提高，建筑物總沉降量小，不均勻沉降會大大減小。 </p><p>　　綜上所述，局部含淤泥、淤泥質(zhì)土的不均勻地

18、基，采用碎石樁或攪拌水泥土樁復(fù)合地基方案，對提高地基承載力、減少地基變形和消除不均勻地基的不均勻變形的效果是有限的，剛性樁復(fù)合地基和樁基對減少地基變形和消除不均勻地基的不均勻變形具有顯著效果。 </p><p><b>　　3.結(jié)論 </b></p><p>　　由以上討論可得到如下認(rèn)識： </p><p>　　1、復(fù)合地基樁型選擇與被加固地基

19、的土性和設(shè)計要求的承載力提高幅度有關(guān)。 </p><p>　　2、填土地基能否采用復(fù)合地基取決填土材料組成、是否已消除濕陷性、及固結(jié)穩(wěn)定。樁基和剛性樁復(fù)合地基對減少地基變形和消除不均勻地基的不均勻變形具有顯著效果。若可采用復(fù)合地基，應(yīng)首選剛性樁復(fù)合地基，若采用復(fù)合地基有困難時，應(yīng)采用樁基。 </p><p>　　3、用樁身強(qiáng)度與原土密切相關(guān)水泥土樁或碎石樁加固局部含淤泥、淤泥質(zhì)土的不均勻地

20、基，效果較差。 </p><p>　　4、碎石樁是處理可液化地基的理想樁型，當(dāng)既要消除地基液化又要求承載力提高幅度較大時，可選用碎石樁和剛性樁組合的多樁型復(fù)合地基。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 閆明禮主編. 地基處理技術(shù). 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 1996. </p><p&