復合地基設計樁型的選用

1、<p>　　復合地基設計樁型的選用</p><p>　　摘要：當?shù)鼗休d力或變形不能滿足設計要求時，需做地基處理，復合地基方案在地基處理中應用的非常普遍。復合地基的樁型很多，不同的樁型加固機理和加固效果是不同的，實際工程中如何針對設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>　　關鍵詞：承載力擠密效果振密效果 </p><

2、p>　　中圖分類號：TU312 文獻標識碼： A </p><p>　　1 復合地基承載力分析 </p><p>　　1.1復合地基承載力可用下式表示： </p><p>　　式中，復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、粉細紗）； </p><p>　　（2）

4、可擠密土（如塑性指數(shù)較小密度不大的粉質粘土）； </p><p>　?。?）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>　?。?）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>　?。?）低粘結強度樁（攪拌水泥土樁、石灰樁等）； </p><p>　?。?）中等粘結強度樁（夯實水泥土樁）； </p><p>　　（4）高粘結強度樁（CFG樁）。 </p><p>　　從（1）到（4）樁的置換能力逐次增強。 &l

6、t;/p><p>　　1.5方案選擇的實質是根據(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，當設計要求的承載力提高幅度較低時，可選擇散體樁或低粘結強度樁，當設計要求的承載力提高幅度較高時，可選擇中等或高粘結強度樁。 </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，當設計要求的承載力提高幅度較低時，可選擇散體樁或低粘結強度樁，當設計要求的承載力提高幅度較高時

8、，應選擇中等或高粘結強度樁。 </p><p>　　b、可擠密或擠密效果好的土 </p><p>　　先預估擠密分量（此時認為擠密分量為已知），則置換分量為，當（）較小時可選擇散體樁或低粘結強度樁，當（）較大時，應選擇中等或高粘結強度樁。 </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>　　（1）壓實填土地基： </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，通常應按如下方法進行回填處理：抽水→清除淤泥（當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或碾壓至設計標高。 </p><p>　　當建筑物荷載較大，預估壓實

10、填土地基不能滿足設計要求、需進一步做地基處理時，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。由于壓實填土地基不存在濕陷性，也不存在欠固結狀態(tài)，在壓實填土地基上采用復合地基方案是可行的。當要求的復合地基承載力提高幅度較大時，宜首選剛性樁復合地基方案。 </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合地基、柱錘夯擴樁復合地基、復合載體樁復合地基；周圍環(huán)境允許也可采用強夯置換復合地基方案。 </p><p>　　b、當建筑物基礎一部分在填土上、一部分在強度較高的原狀土上 </p><p>　　建筑物荷載比較均勻、荷載值不大,可選用復合地基，按變形控制確定設計參數(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（中高粘結強度樁）的樁型。 </p><p>　　2.2局部含淤泥、淤泥質土的不均勻地基 </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，當采用復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）很弱，碎石樁靠樁間土的側向約束傳遞垂直荷載，樁間土強度越高，土對樁的側向約束越好，淤泥、淤泥質土強度低，對樁的約束作用很差，樁

14、傳遞垂直荷載的能力就很弱。當然，打樁后樁頂應力比樁間土表面應力大一些，即樁土應力比大于1，工程實踐表明，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

15、致含淤泥部位的復合地基承載力很低，而不含淤泥部位的復合地基承載力較高。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度與原土性狀相關的樁型，樁長范圍內，土分幾層就有幾個不同的樁體強度，如圖2所示。 </p><p>　　圖2攪拌水泥土樁樁體強度變化示意圖 </p><p>　　當水泥摻量

16、相同時，土的塑性指數(shù)、含水量和空隙比越大樁體強度越低，圖2的攪拌水泥土樁在②層淤泥段樁體強度fcu可能小于1MPa，淤泥段的樁體處于軟塑狀態(tài)。原設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，單樁承載力和復合地基地基承載力都偏低。當圖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合地基承載力低，而不含淤泥部位的復合地基承載力較高，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，稱之為與原土性狀無關的增強體。它的特點是全樁長由同一材料組成，樁體強度高、傳遞垂直荷載的能力強。當圖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、淤泥質土的不均勻地

18、基，采用碎石樁或攪拌水泥土樁復合地基方案，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.結論 </b></p><p>　　由以上討論可得到如下認識： </p><p>　　1、復合地基樁型選擇與被加固地基

19、的土性和設計要求的承載力提高幅度有關。 </p><p>　　2、填土地基能否采用復合地基取決填土材料組成、是否已消除濕陷性、及固結穩(wěn)定。樁基和剛性樁復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。若可采用復合地基，應首選剛性樁復合地基，若采用復合地基有困難時，應采用樁基。 </p><p>　　3、用樁身強度與原土密切相關水泥土樁或碎石樁加固局部含淤泥、淤泥質土的不均勻地

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合地基。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 閆明禮主編. 地基處理技術. 中國環(huán)境科學出版社, 1996. </p><p&