孔鵬

摘要：隨機場理論是一種分析復(fù)合地基極限和復(fù)合地基承載能力的理論研究。隨機場理論根據(jù)隨機變量的概率模型分析復(fù)合地基的可靠度，運用JC法將實例中的可靠度指標(biāo)與隨機變量的變異性等相結(jié)合，加以具體的闡述，讓復(fù)合地基的可靠度更加清晰明了。

關(guān)鍵詞：夯實水泥土樁；復(fù)合地基；可靠度

夯實水泥土樁復(fù)合地基是一種水泥和土混合而成的復(fù)合地基材料，這種混成需要科學(xué)的配比。將符合比例規(guī)定的水泥和土在專業(yè)機器中先夯實，再將基礎(chǔ)底面的材料與其復(fù)合便形成了我們所說的水泥土樁復(fù)合地基。從當(dāng)前的形勢來看，水泥土樁復(fù)合地基在理論研究方面已經(jīng)取得了較大的發(fā)展，但是對于夯實水泥土樁復(fù)合地基的可靠度，還有非常大發(fā)展空間。本文就是要對水泥土樁復(fù)合地基進行可靠度的研究，其可靠度主要是水泥土樁復(fù)合地基的承載能力。

一、土層概率模型和距離計算

（一）土層概率模型

隨機場的分布可以用來研究土層概率模型，而在空間上分布的可以更好的將土層概率模型結(jié)合空間位置的變化，由此以來便可以將這種變化認為是一維隨機變量進行研究。

將土性指標(biāo)中的土層深度h和土層起始位置z結(jié)合研究土層的深度h可以得出深度的空間均值：

（二）距離計算

土性相關(guān)距離是進行夯實水泥土樁復(fù)合地基可靠度的一項基本任務(wù)，通過相關(guān)距離可以將方差算出，再過度到“空間平方差”這樣來達到相關(guān)距離的計算。

二、夯實水泥土樁復(fù)合地基極限方程

夯實水泥土樁復(fù)合地基在一般情況下的全方位損壞是由于水泥土土樁的局部損壞引起的，極限承載力公式為：

處理后樁間土極限承載力是根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗取值的，若無經(jīng)驗可取地基的極限承載力。強度發(fā)揮系數(shù)設(shè)定為λ，也是按照經(jīng)驗取值，一般在0.75到0.95之間，置換率為m。計算樁間土承載力我們一般采用漢森公式，即：

γ是土層重度，單位為kN/m2，c是土層粘力，單位也是kN/m2，D和B分別為基礎(chǔ)深度和寬度，單位為m。綜合以上等式，我們得到夯實混凝土樁復(fù)合地基極限狀態(tài)的方程式為：

三、夯實水泥土樁復(fù)合地基算例分析

我們以河北省某市的圖書館為例，經(jīng)測算，其基礎(chǔ)長度為42m，寬度為34.5m，埋深為4.2m。由于該圖書館有軟弱下臥層，因此必須使用復(fù)合地基進行改造，樁長為4m，樁徑長度380毫米，為保障 穩(wěn)定性，采用三角布樁，其橫向間距為0.8m，縱向間距為1.4m。根據(jù)測算結(jié)果，求得場地地基基本變量見下表。

由此可見，根據(jù)隨機場理論，復(fù)合地基承載力的極限狀態(tài)方程中，基礎(chǔ)性狀對承載力的影響非常大，經(jīng)JC法可靠度計算，其函數(shù)非線性可靠性問題的適用性十分廣泛。當(dāng)?shù)鼗陌踩禂?shù)固定時，可靠指標(biāo)、置換率以及荷載比之間的關(guān)系呈曲線。

四、夯實水泥土樁復(fù)合地基可靠度的影響因素

第一，成孔工藝。成孔工藝與水泥土樁的質(zhì)量息息相關(guān)，而成孔工藝又與機具的使用有直接聯(lián)系。成孔工藝分為排土成孔和非排土成孔，后者的成樁質(zhì)量更高，穩(wěn)定性更強。但缺點則是工藝復(fù)雜，施工所耗人力、物力較大。

第二，巖土條件。位于地下水位以上的粘性土、細沙土、粉土、素填土等較為符合夯實水泥土樁復(fù)合地基的使用條件。若樁的頂端存在硬土或隔水層，則要進行抽水、夯實后才能確保質(zhì)量。如在成樁過程中遇到土層松散等情況，要及時采取措施避免沙層坍塌。

第三，成樁工藝。成樁是夯實水泥土樁復(fù)合地基的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中，夯實錘的形狀、材料、質(zhì)量對夯實效果有著直接的影響。一般夯實錘都是鑄鐵的，重量在150公斤以上，底部形狀為圓形或橢圓。這樣便于混合料能夠均勻落入孔中，杜絕真空現(xiàn)象，從而使樁底排氣更加便利。

第四，土與水泥的比例。土與水泥的配合比不同，其建成的樁身強度就會不同。同時，水泥的強度等級也對樁身有明顯影響，市面上一般采用強度等級為32-42MPa強度的水泥。此外，水泥含量高樁身強度就高，最佳土與水泥比例應(yīng)控制在6：1。

第五，土的類別。土的類別包括兩個方面，一是成孔成樁地層土，一是成樁所使用的拌和料的土，前者多用粘性土、細沙粉、粉土等不易塌孔的類型，后者指含水量較大的土質(zhì)，一般要避免凍土、有機含量高的土壤。

第六，填料量。填料量的大小與土樁樁身質(zhì)量有直接關(guān)系，填料多就會增加厚度，不易夯實。一般情況下，填料量厚度在5cm以下，對應(yīng)的夯實錘重量為150公斤左右，提升高度為75cm。

由于這些參數(shù)的離散性較強，分布不均，因此極限狀態(tài)下的方程都是非線性的，當(dāng)使用JC法進行計算時，必須選取適當(dāng)?shù)尿炈泓c，否則會出現(xiàn)正態(tài)變量非正態(tài)化的結(jié)果。通常，當(dāng)基本變量變異系數(shù)超過0.3時，JC計算結(jié)果就會偏離精確值。但Monte-Carlo法受變異系數(shù)的影響較小，其精確度較高，失效概率低。

總結(jié)

綜上所述，夯實水泥土樁復(fù)合地基承載力可靠度中的變量為單樁極限承載力，樁間土的粘聚力以及上部荷載量。隨著水泥土樁復(fù)合地基面積置換率的增加，其可靠度和安全度也會相應(yīng)提升。夯實水泥土樁復(fù)合地基的安全性與土質(zhì)強度指標(biāo)ψ與c密切相關(guān)，但ψ的影響度比c要大。

參考文獻：

[1]高笑娟，李躍輝，馬建軍.夯實水泥土樁復(fù)合地基的應(yīng)用和承載力分析[J].河南科技大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版.2015，36（5）：62-67

[2]孟向康，楊洋，孫紅旭.論夯實水泥土樁復(fù)合地基處理技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計. 2016 （S1）：11-13endprint