王金紹 溫少杰

摘 ?要：在此次研究過程當(dāng)中，依照應(yīng)力協(xié)調(diào)的實際原則，對剛性樁復(fù)合地基沉降所具有的計算新方式進行分析，提出應(yīng)力協(xié)調(diào)模式的實際方式。在此方法的構(gòu)建過程中，會假定剛性中達到相應(yīng)的極限承載能力樁態(tài)，由此能夠進一步的對樁土應(yīng)力比進行有效地得出，從而避免復(fù)合地基壓縮量的實際求解問題，同時通過實際的工程實例與相應(yīng)的其他兩種典型剛性樁復(fù)合地基的沉降方式開展綜合性的對比，由此可以得出，此方法的實際計算過程當(dāng)中所測得的成交量與實測值具有高度的接近性。通過反推可以發(fā)現(xiàn)，所獲得的應(yīng)力比與規(guī)范取值具有高度的復(fù)合度，但由于復(fù)合地基沉降自身構(gòu)建過程中會存在高度的復(fù)雜性，并且相應(yīng)的理論與工程實踐具有高度的有限性，因此應(yīng)力協(xié)調(diào)法在實際應(yīng)用過程中，仍然需要進行充分的改進。

關(guān)鍵詞：復(fù)合地基;剛性樁沉降;計算方法

引言

剛性樁復(fù)合地基在構(gòu)建過程中，主要是指應(yīng)用小直剛性樁，將其作為實際豎向增強體的綜合積極，并且使相應(yīng)的樁井與地基之間能夠構(gòu)建一層具有一定厚度的墊層，并由此進行樁與土之間的沉降協(xié)調(diào)。在實際處置條件相對較差的地區(qū)，應(yīng)用剛性樁復(fù)合地基能夠在一定程度上對沉降進行控制，在施工過程中具有高度的簡便性，施工速度相對較快，同時在施工過程當(dāng)中具有高度的經(jīng)濟性，由此受到工程界的關(guān)注，由于剛性樁復(fù)合地基在實際構(gòu)建過程當(dāng)中，相應(yīng)的沉降計算具有一定程度的復(fù)雜性，而實際的沉降計算理論與實踐相比較為落后在建筑地基技術(shù)規(guī)范的構(gòu)建過程中，也并未對其實際的計算方式予以明確。近年來，諸多學(xué)者對其開展了更加深入性的研究，部分學(xué)者針對實際施工的現(xiàn)實情況對管樁復(fù)合地基開展了綜合性的沉降計算，對特定地基之下，其地基沉降變形所存在的一般性規(guī)律進行詳細(xì)的分析，部分學(xué)者在研究過程當(dāng)中對剛性樁復(fù)合地基沉降的方法進行了重要性的比較，并且對各方法所具有的優(yōu)點缺點進行詳細(xì)的分析，而部分學(xué)者在研究過程當(dāng)中通過實驗室的研究方式對復(fù)合地基，在實際構(gòu)建過程中，其應(yīng)力場的實際分布情況進行思考，部分學(xué)者在研究過程當(dāng)中會通過ANSYS數(shù)學(xué)軟件模型對剛性樁以及柔性樁復(fù)合地基在構(gòu)建過程當(dāng)中所存在的荷載傳遞方式進行分析，而相應(yīng)的結(jié)果顯示出，兩種地基在構(gòu)建過程中，實際的荷載傳遞方式會存在高度的差異性特征，由此也揭示了在計算兩種地基沉降過程當(dāng)中，所使用的方法應(yīng)當(dāng)具有高度差異性特征。部分研究人員在研究過程中，通過極限應(yīng)力法對剛性樁復(fù)合地基所具有沉降進行更加深入性的計算。在此次研究過程中，主要基于樁土應(yīng)力協(xié)調(diào)的現(xiàn)實原則，提出一種對剛性樁復(fù)合地基沉降計算的方法，相應(yīng)的方法為應(yīng)力協(xié)調(diào)法在研究過程中會與極限應(yīng)力法以及CFG法的實際結(jié)果進行綜合性的比較，而通過比較結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力協(xié)調(diào)法的應(yīng)用過程中，其自身與工程的吻合度相對較高，并且擁有較高的適應(yīng)性，以下對實際的實驗方式進行詳細(xì)的分析。

1對應(yīng)力協(xié)調(diào)法進行分析

對于剛性樁復(fù)合地基的構(gòu)件而言，其上部結(jié)構(gòu)傳遞的基底平均剛性樁假定剛性樁在構(gòu)建過程中，其實系面積置換率達到等于0，則實際構(gòu)建為天然地基樁態(tài)，此時其所具有的附加應(yīng)力會由土體予以承擔(dān)。由此也使得實際沉降穩(wěn)固的需求無法得到有效的滿足，并且是相應(yīng)的地基無法達到承載的現(xiàn)實目的。如果M等于1，則，情況為全部置換，此時實際附加力會全部由相應(yīng)的剛性樁予以承擔(dān)，在實際構(gòu)建過程中，其經(jīng)濟力相對較低，并且實現(xiàn)難度較大，基本不可予以實現(xiàn)。較為合理的方式在于對面積置換率M進行設(shè)置。一方面而言，可以進一步的對承載力以及實際控制沉降的要求以滿足，另一方面而言，在研究過程中能夠進一步使剛性樁能夠接近其極限的承擔(dān)能力，由此提升施工所具有的經(jīng)濟性過程中可以假定實際剛性樁所具有的截面面積達到a，其自身所具有的極限承載力達到R，同時可以假定實際的剛性樁在構(gòu)建過程中達到其所具有的極限承載能力樁態(tài)，依照應(yīng)力協(xié)調(diào)的原理，剛性樁其自身所具有的承擔(dān)基地平均附加力p1表達式，可由公式1予以顯示。

公式1：

此外在研究過程當(dāng)中，相應(yīng)的土間承擔(dān)的基底平均附加率P2可將其看作為p2=P0-P1。而所獲得的中間土承擔(dān)的機體平均附加力，P2之后便可以充分的應(yīng)用分層總和法對樁間土所具有的沉降量進行計算，通過中土之間所具有的應(yīng)力協(xié)調(diào)，能夠進一步使樁與土充分的協(xié)調(diào)其變形沉降中間土的沉降量。在實際構(gòu)建過程當(dāng)中便是實際剛性復(fù)合地基的沉降與極限應(yīng)力法、CFG法等諸多模式進行比較，相應(yīng)的應(yīng)力協(xié)調(diào)法，在應(yīng)用過程當(dāng)中能夠充分的避免計算剛性樁及樁之間所具有的應(yīng)力比，在計算過程當(dāng)中其簡便度較高，同時可以反推應(yīng)力比的實際表達式，相應(yīng)的表達式可有公式2予以顯示。

公式2：

在研究過程中，需要充分的注意，在此次研究過程中所指的沉降量主要是指剛性樁在實際長判位之內(nèi)，其復(fù)合地基的成交量整體地基沉降量在構(gòu)建過程中，需要進一步的包含沉降協(xié)調(diào)層以及相應(yīng)的樁間以下的土層所具有的沉降量。

2算例驗證

在此次研究過程中，選取某工程實例進行計算，在實際使用過程中，其實系基礎(chǔ)面積達到1500平方米，基底所具有的平均附加值的應(yīng)力達到400kPa，在實際構(gòu)建過程中，會使用直徑達到600毫米的鉆孔灌注樁剛性樁復(fù)合地基進行綜合性的施工，在實際施工過程中所具有的平均有效樁程達到31.5米，樁底距離基巖所具有的距離達到2.5米。在實際的基礎(chǔ)底板范圍內(nèi)進行均勻性的鋪裝，經(jīng)過實際的計算，相應(yīng)的單樁極限承載力能夠達至4200kN。在研究過程當(dāng)中，如果不考慮剛性樁的現(xiàn)實存在，則整體計算可求得天然地基的沉降為125毫米，通過應(yīng)力協(xié)調(diào)法對鋼性復(fù)合樁的地基總沉降，結(jié)果計算能夠達到32.1毫米，依照實際觀測以及具體的推算實際工程所具有的成交量為26.0毫米。與實際應(yīng)力協(xié)調(diào)法所具的結(jié)果具有一定程度的接近性誤差達到23.4%，由此可以發(fā)現(xiàn)剛性樁復(fù)合地基在應(yīng)用過程當(dāng)中，能夠在一定程度上起到較為優(yōu)質(zhì)的沉降控制效果。

3對三種計算方式進行比較

鑒于在當(dāng)前的實際研究過程中，大部分文獻會更加推薦應(yīng)用CFG法以及極限應(yīng)力法開展實際的剛性樁的沉降計算，在此次研究過程中，選取上述案例為背景，對三種方法的計算結(jié)果進行比較可以發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)力協(xié)調(diào)法所測得的總沉降量為32.1毫米，通過規(guī)范CFG所具有的測試方法測得的結(jié)果為42.7毫米，與實際的誤差達到64.2%，并且在實際施工過程當(dāng)中需要對復(fù)合地基的壓縮模型進行計算，而應(yīng)用極限應(yīng)力法，雖然不需要對復(fù)合地基壓縮模量進行計算，但其在實際測量過程中，所測得的總成交量為43.0，與實際成交所具有的誤差達到65.4%。通過上述研究可以發(fā)現(xiàn)，無論何種方法進行計算，就實際測量結(jié)果而言，就會存在一定程度的偏差，但經(jīng)過比較可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力協(xié)調(diào)法所具有的誤差相對較低，并且應(yīng)力協(xié)調(diào)法在實際計算過程當(dāng)中，與極限應(yīng)力法所推算出的樁土應(yīng)力比值具有了一定程度的差距，其中應(yīng)用協(xié)調(diào)法計算所具有的應(yīng)力比值與規(guī)范所提供的應(yīng)力比值一般介于1.5～4.0之間，具有一定程度的吻合性，而通過極限應(yīng)力法所測出的結(jié)果，則與之擁有的較為突出的差距。三種方法在實際構(gòu)建過程中，其基本原則均在于分層總合法。而針對復(fù)合地基沉降計算中，其主要的難點在于對壓縮模量進行確定，應(yīng)力協(xié)調(diào)法以及相應(yīng)的極限應(yīng)力法的實際構(gòu)建過程當(dāng)中，并不會涉及對壓縮模量進行計算，而規(guī)范CFG法的應(yīng)用過程中，則需要先行對復(fù)合地基的壓縮模量進行計算，然后進行實際的成交量獲取，其復(fù)雜度相對較高。

4結(jié)論

在實際研究過程中可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力協(xié)調(diào)法在應(yīng)用過程中，能夠在一定程度上擁有較為簡便的計算方式，并且通過實例分析可發(fā)現(xiàn)，其實際效果較為良好，能夠?qū)υO(shè)計的需求予以滿足，同時在應(yīng)用過程中，由于并不需要對復(fù)合地基的壓縮模量進行求解，因此使整體計算過程得以更為簡潔。但在研究過程當(dāng)中同樣需要注意，應(yīng)用應(yīng)力協(xié)調(diào)方式進行計算的效果，僅通過此次實驗研究仍然相對不足，需要使相應(yīng)的研究人員進行更加深入性的探索。目前，在研究過程中，需要進一步的通過更為有效的實踐對其實際的研究情況進行詳細(xì)分析，同時，研究人員需要充分的注重對更為優(yōu)質(zhì)且先進的剛性樁復(fù)合地基沉降計算方法進行探討與思索，使相關(guān)技術(shù)能夠得到不斷的更新與完善。

參考文獻

[1]祁建永.一種考慮樁-土-墊層協(xié)同作用的剛性樁復(fù)合地基沉降計算方法[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報，2017，35（3）：13-19.DOI：10.3969/j.issn. 1008-4185.2017.03.003.

[2]祁建永，賈向新.考慮樁土墊層共同作用的剛性樁復(fù)合地基沉降計算方法[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2017（z1）：55-60.DOI：10.3969/j.issn.1001-3946. 2017.z1.015.

[3]宋二祥，沈偉，金淮，等.剛性樁復(fù)合地基-筏板基礎(chǔ)體系內(nèi)力、沉降計算方法[J].巖土工程學(xué)報，2003，25（3）：268-272.DOI：10.3321/j.issn：1000-45 48.2003.03.004.

[4]王長丹，王炳龍，周順華，等.高速鐵路剛性樁網(wǎng)復(fù)合地基沉降計算方法與實測數(shù)據(jù)對比分析[J].鐵道學(xué)報，2013，35（8）：80-87.DOI：10.3969/j.issn. 1001-8360.2013.08.013.