【摘 要】筆者立足于我國地基理論研究的實際情況，簡要就等效天然地基理論的復(fù)合地基設(shè)計等對其進(jìn)行簡單的介紹和論述。

【關(guān)鍵詞】等效天然地基；復(fù)合地基設(shè)計；復(fù)合地基

引言

復(fù)合地基理論從荷載傳遞機(jī)理上揭示了復(fù)合地基中的樁間土與增強(qiáng)體共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載的規(guī)律， 目前應(yīng)用較多的是單一樁型的復(fù)合地基。某些情況需要兩種或兩種以上的樁型組成的復(fù)合地基，通常稱之為多樁型復(fù)合地基或長短樁復(fù)合地基，也有些學(xué)者稱之為混合樁型復(fù)合地基。其共同特點是都以充分發(fā)揮各樁型的優(yōu)勢， 提高地基承載力， 減小建筑物沉降為目的。

一、對復(fù)合地基的認(rèn)識

通過分析淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基在荷載作用下的荷載傳遞路線和傳遞規(guī)律可以較好認(rèn)識復(fù)合地基的本質(zhì)，并獲得淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基三者之間的關(guān)系。

對淺基礎(chǔ)，荷載通過基礎(chǔ)直接傳遞給地基土體。樁基礎(chǔ)可分為摩擦樁基礎(chǔ)和端承樁基礎(chǔ)兩大類。對摩擦樁基礎(chǔ)，荷載通過基礎(chǔ)傳遞給樁體，樁體主要通過樁側(cè)摩阻力將荷載傳遞給地基土體；對端承樁基礎(chǔ)，荷載通過基礎(chǔ)傳遞給樁體，樁體主要通過樁端端承力將荷載傳遞給地基土體。因此對樁基礎(chǔ)可以說，荷載通過基礎(chǔ)先傳遞給樁體，再通過樁體傳遞給地基土體。對樁體復(fù)合地基，荷載通過基礎(chǔ)將一部分荷載直接傳遞給地基土體，另一部分通過樁體傳遞給地基土體。

二、多樁型復(fù)合地基承載力計算

根據(jù)不同樁型荷載分擔(dān)比， 將分擔(dān)荷載最大的樁型定義為主控樁， 其余定義為輔助樁。由天然地基和主控樁形成復(fù)合地基， 將其視為一種新的等效天然地基， 其承載力特征值fspk1為：

式中：m1 為主控樁平均面積置換率；Ra1為主控樁單樁承載力特征值；Ap1為主控樁的截面積；α1 為樁間土承載力提高系數(shù)， 與土和樁的成樁工藝及樁徑、樁距有關(guān)；β1 為樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)， 一般β1 ≤1 ；f ak 為基礎(chǔ)下天然地基土的承載力特征。

三、CFG 樁聯(lián)合深層攪拌樁復(fù)合地基設(shè)計

（一）最初CFG 樁設(shè)計方案

該工程設(shè)計要求復(fù)合地基承載力特征值不低于240kPa ，同時對控制不均勻沉降也有嚴(yán)格要求?；A(chǔ)持力層為中粗砂， 樁間土的地基承載力特征值取100kPa（后發(fā)現(xiàn)承載力非常低）， 不能滿足設(shè)計要求， 需進(jìn)行處理?？紤]到主裙樓的承載力要求不同， 設(shè)計了不同的布樁形式。

設(shè)計方案為單一CFG 樁， 樁徑400mm ， 主樓平均樁間距1 300mm ， 均勻布置， 裙樓柱下獨立基礎(chǔ)范圍樁間距1 800mm ， 梅花型布置。主裙樓樁長均為9 ～ 11m ， 樁端進(jìn)入層⑥礫巖不小于0.5m ， 混凝土強(qiáng)度等級均為C20。單樁承載力特征值為400kN（據(jù)變更地質(zhì)報告重新計算小于最初估算值250kPa）， 總樁數(shù)為662 根， 設(shè)計褥墊層厚度為200mm ， 夯填度為0.9 ， 褥墊層采用粒徑5～ 16mm 碎石鋪設(shè)。各層如下圖二基礎(chǔ)平面布置圖。

（二）聯(lián)合深層攪拌樁的補強(qiáng)設(shè)計

現(xiàn)場施工過程中發(fā)現(xiàn)， CFG 樁樁間土（基礎(chǔ)持力層）實際主要為層③粉質(zhì)粘土， 樁間土的天然地基承載力特征值僅為60kPa ， 原設(shè)計方案置換率低， 不能滿足要求。由于原設(shè)計CFG 樁已施工完成40 %， 依據(jù)場區(qū)巖土的工程地質(zhì)特征， 并結(jié)合建筑物特點， 在原設(shè)計CFG 樁樁長、樁徑、樁位不變的前提下， 采用深層攪拌法對樁間土進(jìn)行加固處理， 加固處理深度至層⑤粘土，深層攪拌樁樁長6 ～ 7.5m ， 樁徑500mm ， 總樁數(shù)為661根， 采用三攪兩噴施工工藝， 水泥摻入量為20 %， 設(shè)計參數(shù)見表1。這樣就形成了兩種不同性狀復(fù)合地基聯(lián)合加固方案， 即CFG 樁為主控樁， 深層攪拌樁為輔助樁。

CFG 樁即主控樁的單樁承載力特征值采用式（三）估算， 深層攪拌樁即輔助樁的單樁承載力特征值采用式（四）估算：

式中：up 為樁周長；qs 為樁周第i 層土的側(cè)阻力特征值；li 為樁長范圍內(nèi)第i 層土的厚度；qp為樁端地基土未修正承載力特征值。下角1 代表主挖樁， 下角2 代表輔助樁。主控樁和輔助樁各物理參數(shù)見表1。

計算得Ra1 =360kN ， 且滿足地基處理規(guī)范對樁體試塊抗壓強(qiáng)度平均值的要求， 即fcu ≥3Ra1/ A p1 。應(yīng)用式（1）計算主控樁加固后的等效天然地基承載力特征值得fspk1 =210kPa ， 不滿足設(shè)計承載力要求。

四、復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計思路

復(fù)合地基型式的合理選用主要依據(jù)工程地質(zhì)條件、荷載水平、上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)型式、加固地基機(jī)理，通過綜合分析確定。對在復(fù)合地基中應(yīng)用的不同類型的樁，提高樁的承載力的機(jī)理是不同的。對散體材料樁，樁的極限承載力主要取決于樁周土對它的極限側(cè)限力。飽和黏性土地基中的散體材料樁樁體承載力基本上由地基土的不排水抗剪強(qiáng)度確定。對某一飽和黏性土地基，設(shè)置在地基中的散體材料樁的樁體承載力基本是定值。

對黏結(jié)材料樁，樁的承載力主要取決于樁側(cè)摩阻力和端阻力之和，以及樁體的材料強(qiáng)度。剛性樁的承載力主要取決于樁側(cè)摩阻力和端阻力之和，因此增加樁長可有效提高樁的承載力。柔性樁的承載力往往制約于樁身強(qiáng)度，有時還與有效樁長有關(guān)，因此有時增加樁長不一定能有效提高樁的承載力。對上述黏結(jié)材料樁，如能使由摩阻力和端阻力之和確定的承載力和由樁身強(qiáng)度確定的承載力兩者比較接近則可取得較好的經(jīng)濟(jì)效益?；谶@一思路，近年來各種類型的低強(qiáng)度樁復(fù)合地基得到推廣應(yīng)用。

五、結(jié)束語

隨著復(fù)合地基技術(shù)在我國工程建設(shè)中的推廣應(yīng)用，復(fù)合地基理論得到了很大的發(fā)展。筆者衷心希望，以上關(guān)于對我國的等效天然地基理論的復(fù)合地基的相關(guān)研究，能夠被相關(guān)負(fù)責(zé)人合理的吸收和采納。

【參考文獻(xiàn)】

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