淺談地基處理的理解和運(yùn)用

任智

摘 要：地基處理是經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的工程，工程師從基本知識(shí)著手，理解土的密實(shí)度和承載力關(guān)系，可較準(zhǔn)確的判斷地基承載力。

關(guān)鍵詞：密實(shí)度；承載力；面積置換率

眾所周知，土的組成為空氣，水和固體土粒。地基承載能力主要由抗剪強(qiáng)度決定。根據(jù)黏性土密度-有效應(yīng)力-抗剪強(qiáng)度的唯一關(guān)系，我們可知應(yīng)力歷史相同的同一種黏土，密度越高，抗剪強(qiáng)度越大，平均有效應(yīng)力越高，抗剪強(qiáng)度也越大。也就是說，土粒所占比例越高，土粒承受的有效應(yīng)力越大，有效應(yīng)力提高，摩察角基本穩(wěn)定。根據(jù)公式，抗剪強(qiáng)度提高，地基承載力也得到提高。此特性可相應(yīng)擴(kuò)展到非黏土地基上。在天然地基承載力不足的情況下，常常進(jìn)行地基處理。可以理解為將天然地基的密實(shí)度加大，從而提高平均有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度，也就提高了承載力。

在預(yù)壓地基和壓實(shí)夯實(shí)的地基處理中，采用堆載，真空預(yù)壓，壓實(shí)夯實(shí)等處理方法。實(shí)質(zhì)是減少土的孔隙比e，提高土密度和有效應(yīng)力。相應(yīng)提高抗剪強(qiáng)度，地基承載力也得到提高。

圖示為幾種增強(qiáng)復(fù)合體布樁形式，等邊三角形，矩形，多樁型布置，實(shí)際工程中可靈活布樁。

在《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范2012》7.9.7條給出了多樁復(fù)合地基，在第二款中，給出的三角形布樁時(shí)面積置換率

m=A2/2s2。而根據(jù)給出計(jì)算模型，可以推出，故規(guī)范公式有誤。

以上地基處理本質(zhì)是提高地基土的密實(shí)度，從而提高地基承載力。因?yàn)閹r土工程經(jīng)驗(yàn)性較多，工程師可以利用這些基本原理判斷地基工程數(shù)據(jù)是否合理。

在沈陽地區(qū)某工程中，黏土fak=120kP，深度修正系數(shù)ηd=1.6，埋深d=2m，平均重度γm=19kN。計(jì)算出承載力fa=165.6kP，基地壓力為180kP。采用砂石樁法地基處理，單樁承載力特征值fpk=200kP，面積置換率m=0.2，處理后深度修正系數(shù)ηd=1.0。計(jì)算出復(fù)合地基承載力特征值fspk=136kP，復(fù)合地基地基承載力fa=164.5kP。處理后承載力反而小于處理前的承載力。

經(jīng)過分析，砂石樁處理后，增加承載力較高的散體樁，原地基土也得到了一定的排水和擠密，孔隙比減小，密實(shí)度也一定程度提高。此種情況下地基承載力會(huì)有所提高，地基承載力降低的原因是因?yàn)樘幚砗蟮纳疃刃拚禂?shù)降為ηd=1.0。地基工程的相關(guān)計(jì)算公式，很多都是經(jīng)驗(yàn)性的公式，當(dāng)出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際誤差較大時(shí)，可以采用靜載荷試驗(yàn)確定承載力。在本工程中，采用了靜載荷試驗(yàn)，最終得出承載力為188kP。分析此實(shí)驗(yàn)結(jié)果，承載力增加主要有如下原因：（1）樁增強(qiáng)體承載力；（2）地基土密實(shí)度得到一定程度的提高，承載力也相應(yīng)提高；（3）增強(qiáng)體起到類似加筋作用，提高了復(fù)合地基的整體抗剪能力。

總結(jié)：地基處理是經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的工程，工程師可以從基本知識(shí)著手，提高工程判斷能力。地基土中起主要承載力作用的是土顆粒，抓住提高土的密實(shí)度即可提高承載力這一概念，可以較準(zhǔn)確的判斷地基的承載力。當(dāng)然土是非常多樣性的，很難有一個(gè)精準(zhǔn)的理論。工程師唯有掌握基本理論知識(shí)，加上實(shí)際工作的鍛煉，才能對(duì)地基工程有較好的理解。

參考文獻(xiàn)

[1]李廣信.高等土力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2]高大釗.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[3]中國建筑科學(xué)研究院.JGJ79-2012建筑地基處理規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

（作者單位：沈陽綠色置業(yè)有限公司）