復(fù)合地基薄弱虛弱下臥層強度驗算方法

PAGEPAGE8復(fù)合地基軟弱下臥層強度驗算方法分析摘要：復(fù)合地基是被現(xiàn)代建筑廣泛應(yīng)用的一種地基處理手段，根據(jù)規(guī)范：當在受力層范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層時，應(yīng)對下臥層的強度進行驗算。怎樣驗算S如何確定復(fù)合地基的基底附加壓力擴散模型，規(guī)范中并沒有明確。通過分析不同類型復(fù)合地基加固機理及荷載傳遞性質(zhì)，表明作者在此問題上的認識與觀點。關(guān)鍵詞：復(fù)合地基軟弱下臥層強度驗算方法分析復(fù)合地基是指部分土體被增強或被置換而形成增強體，由增強體和周圍地基土共同承擔荷載的地基。隨著地基處理設(shè)計水平的提高、施工工藝的改進和設(shè)備的更新，復(fù)合地基處理的方法越來越多，處理的適用范圍也越來越廣，目前我國復(fù)合地基已應(yīng)用于35層建筑的地基處理。復(fù)合地基以其施工工藝簡單、工期短、投資少、適應(yīng)性強等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。但由于復(fù)合地基的種類較多，組成增強體的材料不同，復(fù)合地基的作用機理、強度及變形規(guī)律存在較大差異，對其仍存在研究不夠、理論滯后于實踐的問題。本文通過分析不同類型復(fù)合地基加固機理及荷載傳遞性質(zhì)，提出不同類型復(fù)合地基軟弱下臥層強度驗算的一點認識與觀點，供分析參考。1問題的提出根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002），經(jīng)處理后的地基，當在受力層范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層時，尚應(yīng)驗算下臥層的地基承載力，即下臥層強度應(yīng)滿足公式：—軟弱下臥層頂面處的附加壓力值；—軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力值；—軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力特征值。而在實際工作中，對軟弱下臥層進行強度驗算時，如何計算下臥層頂面處的附加壓力值，規(guī)范中并未給出復(fù)合地基的應(yīng)力擴散模型。復(fù)合地基擴散模型的選擇決定了軟弱下臥層強度是否滿足軟弱下臥層頂面所受的壓力值，也決定了復(fù)合地基增強體的入土深度，因而也決定了復(fù)合地基增強體施工工藝的可能性。以水泥土攪拌樁復(fù)合地基為例：根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002），水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力特征值在初步設(shè)計時可按照下式估算：⑴單樁豎向承載力特征值可按下式確定：⑵⑶⑵式為樁身材料強度所確定的單樁承載力，⑶式為樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力，取兩式中的小值作為豎向單樁承載力特征值。由于水泥土樁的樁身強度相對較低，大多數(shù)情況下單樁承載力由樁身材料強度控制，復(fù)合地基承載力不因樁長的增加而提高，存在著一個臨界樁長。因此，當兩式的值比較接近時，水泥土攪拌樁的入土深度比較經(jīng)濟。蘿動恰在實際朽工程運鼻用中，序按囑照娘⑴⑵買⑶府式確定待的復(fù)合雄地基承煉載力在雷滿足強霸度要求買的情況穿下，如孩果在受浸力層內(nèi)尚仍存在浙軟弱下貢臥層時清，尚應(yīng)莖驗算軟辭弱下臥造層的地滋基承載蕩力。此勇時，軟維弱下臥慘層頂面駐處所受濤的應(yīng)力敘控制了賠水泥土與攪拌樁請的入土樣深度，否也決定旦了當?shù)匕杆嗤裂鄶嚢铇抖傅脑O(shè)備版能力是寄否能達閑到估算眉的入土瞧深度。少因此，建如何選附擇合理剛的復(fù)合銹地基擴司散模型圖是確保復(fù)復(fù)合地掃基安全觀、經(jīng)濟移的關(guān)鍵后。樓2憲育復(fù)合地側(cè)基擴散欄模型分蓬析萬樹僅復(fù)合地接基的類居型較多綱，按豎抽向增強枝體的性膠質(zhì)可分視類如下放（賽表歲1荷）：錦表絨1味豎向增膜強體（蓄樁）復(fù)籃合地基旗分類毀按樁體限剛度分聲類顛按成樁雷材料分褲類賴舉例揉柔性樁舉散體材桌料樁貧砂（石貪）樁、通碎石樁絲半剛性辣水泥土紗類樁趟水泥攪票拌樁、約高噴射肚注漿樁衡剛性樁?；炷两铑悩断驝F予G練樁、素右混凝土窩樁禮溉證合理選疊擇地基揭擴散模胖型是復(fù)符合地基剝設(shè)計中政一個重副要問題強。然而前，由于蘿復(fù)合土配體的復(fù)謝雜性，點在工程脅應(yīng)用中赤很難用樣一個普吉遍適用仍的數(shù)學活模型來至概括不宗同種類炸復(fù)合地鵝基的擴山散模型徒。作者旁根據(jù)組兵成復(fù)合顧地基增另強體的澡材料、壁復(fù)合地反基的加指固機理眠以及荷鋸載傳遞謎的性質(zhì)邊，在確歸保復(fù)合叼地基的盯安全、勤經(jīng)濟性燒以及所果選用的碌地基擴堪散模型叫盡可能狐使復(fù)合速土體在悠受力作視用時與枕實際接于近的前肉提下，冶提出不痰同類型雅復(fù)合地姜基在驗躬算軟弱最下臥層謎強度時掉的擴散怒模型如重下：歪2.1婆苦擴復(fù)合地直基擴散明模型分也析奇散體材電料樁系模指樁身愛材料是宿由顆粒害材料（徒如碎石拋、砂石泡等無膠貫?zāi)圆膾炅希┙M卵成的樁尋體，這子類樁的這特點是怖樁體材尼料無凝級聚力，飛或凝聚但力較小姨，只有揉依靠樁饒周土體芹的圍箍他作用才粱能形成悉樁體。涉這類樁更最可能伙的破壞怕形式為桿樁體的糕鼓脹破隱壞。對翁地基的廊加固機糖理主要租是擠密輛、排水逢減壓或道置換作命用等，偏樁的承孔載力取斥決于樁財材的內(nèi)綠摩擦角木和樁周限土對樁陳身的側(cè)托向約束倍力，而什呈現(xiàn)出促與樁長嫌無關(guān)的融特征。傲受荷后煎，樁身步的主要胡受力區(qū)究集中在藥樁頂附暈近樁徑再范圍內(nèi)秋，導致恢樁體發(fā)首生側(cè)向蹤變形，仇它也是啄散體材第料樁復(fù)杏合地基然變形的丑主要原蛋因。傷根據(jù)散蒙體材料尾樁復(fù)合揉地基加甘固機理囑及荷載麥的傳遞智性質(zhì)，度作者認吸為：加⑴娃對散體檢材料樁嶄復(fù)合地束基，可液以把樁六長范圍紅內(nèi)的復(fù)蒼合土層云當成模稍量已增檔大的自毫然土層頌，參照轉(zhuǎn)《建筑場地基基禿礎(chǔ)設(shè)計父規(guī)范》鳳（備GB5歪000愈7-2獲00加2直）中地笛基壓力敘擴散角奔的概念肉先求出嚼軟弱下戒臥層頂剪面處的泄附加壓參力細，然后紙采用公耐式帆驗算軟擊弱下臥區(qū)層強度己是否滿謊足要求磨。地基棉壓力擴晚散角泰可按復(fù)敵合土層故壓縮模匪量與軟鬼弱下臥貸層壓縮秘模量的捏比值取就值（撐表扁2酬）：儉表法2糞地基壓肅力擴散亮角駛Z/b冶0.2守5噸0.5籠3蔥6艦0另23走0文5匹10揮0蝴25遣0可10裙20懶0芒30故0鏡注息：災(zāi)1付為復(fù)合纖土層壓殊縮模量杜；糧為軟弱撤下臥層扭壓縮模到量不2誠Z/健b品＜嬸0.2宋5增時取堤=0米0疑；釋Z/梯b賠＞僵0.喪5痰時取馬值不變怎由于《論建筑地憑基基礎(chǔ)五設(shè)計規(guī)視范》頂（供GB5圾000鴉7-2珍00允2黑）中壓佛力擴散贏角的概蒸念是建牛立在土胳體半無敗限直線甜理論的嘗基礎(chǔ)上幕，而地擴基處理愧的范圍統(tǒng)是有限列的，因徑此，散謊體材料消樁復(fù)合斬地基在驢參照《莊建筑地壯基基礎(chǔ)特設(shè)計規(guī)學范》宇（豪GB5鄭000猛7-2抗00源2黨）中地御基壓力納擴散角唇的概念昌對軟弱堡下臥層壩進行強喜度驗算參時，按撇照模量軌比值確街定的地折基壓力齒擴散角憤的取值捧不宜使掃擴散后欺的復(fù)合敢地基底效部面積坊超出復(fù)劈合地基縮的加固散范圍。玻⑵留當料E興s1出/E稿s2織＜這3把時，表屢明復(fù)合粒土體的圣壓縮模鏈量與軟歲弱下臥奸層土體可的壓縮幟量差別饑不是太搞大，在汗對軟弱芒下臥層稿進行強州度驗算慣時，可賞采用各堵向同性渡均質(zhì)線弓性變形惹體理論駱來確定饞下臥層競頂面所片受的附斷加壓力隸，即：央—星軟弱下賭臥層頂?shù)妹嫠芰甑母郊荧C壓力絕a灰—園根據(jù)基仰礎(chǔ)底面棄尺寸、教下臥層坐埋深確擴定的附駕加應(yīng)力嘴系數(shù)；狂—牢基礎(chǔ)底吉面處的及附加壓舞力。便2.2槍糕溜混凝土舞類樁復(fù)精合地基識貝書混凝土統(tǒng)類樁完戶全不同絮于散體掩材料樁停，其樁報身具有瞧較高的像強度和訴粘結(jié)力而，屬剛怨性樁。劑復(fù)合地差基承載險力一般穴取決于罷樁周及捕樁端土歇的強度桂。婆⑴晴混凝土血類樁復(fù)臥合地基叛的加固冰機理主汗要有兩盲方面：忠壞蓮樁體作姑用：在采荷載作昨用下，沙混凝土要樁的壓飯縮性明襯顯比其屢周圍土舊體小，釘因此，陡基礎(chǔ)傳撲給復(fù)合存地基的執(zhí)附加應(yīng)翁力隨地姓基的變躬形逐漸絮集中到疾樁體上猜，出現(xiàn)恭應(yīng)力集宰中現(xiàn)象姻，復(fù)合姻地基中狐的混凝速土樁起成到了樁釋體作用御。恨秩卵褥墊層忽作用：為由級配怠砂石、劈碎石等陶散體材忙料組成刷的褥墊渴層，在胃復(fù)合地燈基中保共證了樁后、土的溫共同作盲用，并惕減少了冒基礎(chǔ)底奉部的應(yīng)款力集中哭。漂⑵忙荷載傳侄遞：與猴散體材須料樁相積比，混角凝土類魂樁的承桐載力主乖要來自觸全樁長芝的摩阻貧力及樁村端阻力康，樁越使長則承丟載力越發(fā)高；由蒜于混凝園土類樁療的強度亭和剛度露較大，更受荷后雜，應(yīng)力且的傳遞寧可能會亞到達基想礎(chǔ)底面沫以下較器深的土談體中。嫩⑶旨擴散模譯型分析盾：根據(jù)厚混凝土炭類樁復(fù)兄合地基聯(lián)加固機繩理及荷閉載傳遞洗性質(zhì)，恭混凝土稀類樁的蒸單樁承壟載力是損由樁周選土和樁擺端土的及承載力循所決定賄，復(fù)合惹地基的澤承載力芳由樁和仆樁間土漲共同承掩擔，因炊此，可搬將樁與箏樁間土翠視為一早個假想抹的實體胃基礎(chǔ)，蔬按群樁題作用原四理進行猜下臥層免地基強催度驗算古。擴散杰模型可印按兩種幻方法考漁慮：姻犁渴首先基殲底壓力鮮擴散津角設(shè)a陽取樁身擔范圍內(nèi)旦各土層方內(nèi)摩擦緒角加權(quán)造平均旋值扇φ丘的鐵1/怨4醫(yī)，房同時在跳假想基吵礎(chǔ)底面湊至軟弱揀下臥層濤頂面之亭間進行煎二次擴洪散（菜圖錄1燭）。假喊想實體取基礎(chǔ)底晚面土的返附加壓騰力為：子式中排：這f企—鍬假想實鍬體基礎(chǔ)夢底面處美的附加阻壓力；塌泰棉返P兇0鐵—滋群樁頂爪面所受拴的附加洪壓力；構(gòu)重汁趕淹L捕—樂混凝土總樁的樁芽長；突腿捏菠a女0咳—波矩形實樣體基礎(chǔ)固長；岡氧蘆顧b計0念—磁矩形實推體基礎(chǔ)逗寬。斜其次考丟慮假想內(nèi)實體基尖礎(chǔ)側(cè)面支與土的靠摩擦力扛，計算艱出假想抵實體基嫩礎(chǔ)底面陪處土的艇附加壓具力，同橫時在假瞎想實體戒基礎(chǔ)底廳面至軟鋼弱下臥糖層頂面陷之間進蟲行二次龜擴散（同圖栗2咱）。而或泉假想實眨體基礎(chǔ)窗底面處瘦的附加鑼壓力為孫：幟被爛式中追：族f撓—失假想實軍體基礎(chǔ)群底面處倍的附加洽壓力；燭記自減P趙0曠—禁群樁頂李面處所原受附加熄壓力；拳兇輝聰誘L蹦—險混凝土喪樁的樁川長；堤—婦樁身長奧度范圍傲內(nèi)土的笑加權(quán)平晚均重度姥。趴根據(jù)以窄上兩種怪方法求欺出實體拍基礎(chǔ)底漲面處的加附加壓辭力枯f撕后，再選根據(jù)樁舉端以下陰土層的腎壓縮模棄量與軟送弱下臥峽層模量蘇的比值槍進行二粘次擴散刻，計算基出軟弱叉下臥層箭頂面處壓所受的抓附加壓弱力，采畏用公式便驗算軟相弱下臥斧層強度辮是否滿束足要求驚。貿(mào)2.3農(nóng)脖爭水泥土貸類樁復(fù)菌合地基煎已目前水帖泥土類秤樁復(fù)合干地基主玻要有高倆壓噴射梢注漿樁除復(fù)合地宗基和水酷泥土攪良拌樁復(fù)蘋合地基貧，其豎刮向增強策體的強噸度和樁易身材料擱粘結(jié)力瞧介于散宗體材料斯樁和混罩凝土樁槐之間。鞭⑴起高壓噴機射注漿凳樁：由俗于高壓應(yīng)噴射注氣漿樁一鑼般情況弄下需要鹽較大的恒水泥摻吐量，單寶樁具有封較高的辦樁身強蜂度和較樓大的粘信結(jié)力，濫特別是軍在砂性憂土中，驗其樁身喘強度接軌近于剛以性樁，淹復(fù)合地吉基的承拾載力主精要由單泛樁承載即力決定癥，因此處，高壓雜噴射注須漿樁復(fù)掃合地基刷在對受盼力層范衫圍內(nèi)軟門弱下臥窮層進行俊強度驗華算時，吳可參照略混凝土拒類樁復(fù)明合地基說的擴散昆模型。牲⑵陽水泥土販攪拌樁妨：根據(jù)虎相關(guān)實篇驗資料騰表明：頁對水泥皆土攪拌釀樁復(fù)合壘地基，梯當水泥廁摻入殿比細а預(yù)≤得10與%聞時，復(fù)翁合地基角承載力透與樁長擦無關(guān)，質(zhì)呈散體死材料樁哄的特征展；當水岡泥摻入哪比頁а告≥累20撇%午時，復(fù)疤合地基快承載力商隨樁長渠的增加螺而提高姥；在水輸泥摻入唇比介蹤于楚10蘭%膨—掃20雖%穩(wěn)時，水弊泥摻量沿的增減踢對單樁細承載力陜的影響部十分顯丸著。因鋼此，水閃泥土攪風拌樁復(fù)喪合地基哀在對受騎力層范悉圍內(nèi)軟孟弱下臥棒層進強宵度驗算娛時，應(yīng)背根據(jù)水肺泥的摻易入量來監(jiān)具體確協(xié)定稿：題①斗當水泥蔑摻入拿比眨а雖≤忙10等%興時，可遇參照散違體材料繞樁復(fù)合內(nèi)地基的季擴散模校型敘；辟②烤當水泥枝摻入暗比聰а胞≥鍛20劍%株，可參枝照混凝框土類樁行復(fù)合地熔基的擴誰散模型盤；臣③潛當水泥蹦摻入喘比丸а吸=10遭%夸—毒20舞%沈時，宜藝根據(jù)當控地經(jīng)驗杠估算水個泥土的矛強度來縣確定其窩擴散模法型或根為據(jù)所加甲固土的象類型確鳥定水泥震土攪拌敢樁復(fù)合撲地基的末擴散模語型；加鈴固砂性歌土召地基時市，可參批照混凝咳土類樁城復(fù)合地振基擴散網(wǎng)模型；秩加固粘限性土地嘉基時，稻可參照象散體材玉料樁復(fù)蹄合地基粱擴散模佛型。玻3卵虛結(jié)銜彎圓論牙通過上盯述分析攏，對復(fù)雨合地基跟軟弱下鴿臥層強竄度驗算浙得出如銳下結(jié)論腰：遞⑴牌對散體場材料樁仆復(fù)合地溫基，可搖以把樁菊長范圍犯內(nèi)的復(fù)宣合土層連當成模挪量已增際大的自蛛然土層加，參照被《建筑圾地基基廚礎(chǔ)設(shè)計廣規(guī)范》曾（扣GB5蛇000光7-2到00袍2杯）中地回基壓力址擴散角菠的概念秘對軟弱鵲下臥層以強度進夫行驗算懶；規(guī)⑵典對混凝干土類樁哀復(fù)合地抹基，可御把加固捐區(qū)看成理假想的桿實體基樸礎(chǔ)，先濤求出實孝體