復(fù)合地基受力狀態(tài)及其靜載檢測注意事項(xiàng)淺析

王立新

摘 要 復(fù)合地基在實(shí)際工程中應(yīng)用非常廣泛，載荷試驗(yàn)對復(fù)合地基承載力、變形模量有很大的設(shè)計指導(dǎo)意義。本文首先闡述了素混凝土樁復(fù)合地基的受力原理，然后細(xì)致探討了復(fù)合地基靜載檢測中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)同業(yè)同仁在開展復(fù)合地基靜載檢測工作時提供些許參考與幫助。

關(guān)鍵詞 素混凝土樁;復(fù)合地基;載荷試驗(yàn)

引言

隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，越來越多的高層、超高層建筑物在城市中興起，高層建筑對地基土承載能力的要求也隨之提高，所以務(wù)須通過對地基土進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，來滿足建筑物對地基土承載能力的要求。通常在地基土中增設(shè)豎向增強(qiáng)體（樁體），由原土和增強(qiáng)體形成復(fù)合地基來共同承擔(dān)建筑物荷載，可大幅度提高地基土的承載能力，能夠減小其沉降變形，該做法相當(dāng)于對地基土進(jìn)行加固。該地基加固處理做法經(jīng)多年的實(shí)踐有了成熟的設(shè)計理論和經(jīng)驗(yàn)，在高層建筑的地基處理中應(yīng)用廣泛。下面就以常用的豎向增強(qiáng)體（素混凝土樁）為例，介紹復(fù)合地基受力狀態(tài)及其在工程檢測中的數(shù)據(jù)分析。

1素混凝土樁復(fù)合地基的受力原理

素混凝土樁復(fù)合地基屬于剛性樁的復(fù)合地基，素混凝土樁置換原有土層，通過樁體的側(cè)摩阻力和端阻力，把荷載傳至深部土層，經(jīng)過褥墊層的調(diào)節(jié)，使樁土有機(jī)地結(jié)合起來，共同發(fā)揮其承載能力，所以該類型基礎(chǔ)的受力變形即有天然淺基礎(chǔ)的特性，也有類似深基礎(chǔ)（群樁效應(yīng)）的地基特性。

如何保障樁土同時發(fā)揮其承載能力是復(fù)合地基承載能力大小的關(guān)鍵，是否形成復(fù)合地基，需要從樁、土、褥墊層、基礎(chǔ)四方面因素綜合考慮。素混凝土樁屬于高粘結(jié)強(qiáng)度樁，樁的壓縮模量遠(yuǎn)大于樁間土，樁間土變形較小時樁間土承載能力難于發(fā)揮，所以褥墊層的設(shè)置非常重要?；A(chǔ)通過褥墊層始終與樁間土保持接觸，樁間土能夠參與工作，褥墊層是保證樁、土共同承擔(dān)荷載，形成復(fù)合地基的重要條件。褥墊層的厚度對調(diào)節(jié)樁、土的豎向及水平荷載分擔(dān)比例有重要影響，在相同荷載下，樁長、樁端土性質(zhì)、樁周土性質(zhì)不同時，褥墊層厚度是不同的，需要注意的是散體樁（或低粘結(jié)強(qiáng)度樁）有時不需要設(shè)置褥墊層，其核心還是以樁土共同發(fā)揮各自最大承載能力為前提條件?；A(chǔ)具有調(diào)整復(fù)合地基樁土荷載分擔(dān)比例大小的作用，基礎(chǔ)剛度不同，樁土應(yīng)力比不同，即樁土分擔(dān)比例不同，基礎(chǔ)剛度越小、樁土應(yīng)力比越小，樁分擔(dān)的荷載越小。所以復(fù)合地基的設(shè)計需要根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合檢測數(shù)據(jù)及工程經(jīng)驗(yàn)綜合以上所述的幾個方面去分析[1]。

2復(fù)合地基靜載檢測中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

（1）從大量的CFG樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)資料來看，其壓力-沉降曲線基本上均為平緩的光滑曲線，可按相對變形值（一般為0.010b～0.008b，b為承壓板的邊寬或直徑）確定承載力特征值。因?yàn)榈鼗怯沙休d力和變形值兩個指標(biāo)來控制，該原則與甲、乙級建筑物以控制變形為地基設(shè)計的主要原則一致。

（2）豎向增強(qiáng)體（素混凝土樁）樁徑一般低于800mm，當(dāng)沉降隨荷載的變化為緩變形時，宜取S=40mm對應(yīng)的荷載為極限承載力。該要求考慮了試驗(yàn)中只是達(dá)到了相對穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，并非建筑物長時間的累計沉降，另外單樁的沉降小于實(shí)際的群樁沉降，同時實(shí)際工程中，建筑物對沉降的控制要求很多時候大于對承載力的控制要求，設(shè)計規(guī)范中高層建筑要求的平均沉降量限值為200mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，中、小直徑試樁的與建筑基礎(chǔ)的平均沉降量關(guān)系約為0.2倍，即40mm，所以二者在沉降要求上是完全統(tǒng)一的。這里還需注意的是，極限荷載的取值還需綜合考慮土的特性、樁長、樁徑、Q-S曲線特征，對長樁、大直徑樁沉降量大于40mm時，可能還不是極限荷載，而中、小直徑樁或樁端持力層差時，極限荷載對應(yīng)的沉降量可能會低于40mm，甚至不到10mm。

（3）在分析單樁豎向抗壓曲線的時候，應(yīng)充分考慮樁側(cè)土、樁端土達(dá)到極限承載力時需要的樁土相對位移，不同的土、樁長、樁徑，極限側(cè)阻力、端阻力的發(fā)揮需要的樁土位移是不同的，樁側(cè)阻力先于端阻力達(dá)到極限狀態(tài)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般硬黏性土中樁側(cè)阻力在相對位移5～6mm時得到充分發(fā)揮，在砂石土中所需的位移量為4～15mm左右;一般硬黏性土在樁端達(dá)到極限承載狀態(tài)的相對位移量為樁徑的4%～5%，砂土一般為15%以上。

（4）很多的靜載試驗(yàn)檢測實(shí)例顯示，單樁試驗(yàn)的極限承載力不滿足設(shè)計要求，而復(fù)合地基的承載力能夠達(dá)到要求，這種情況較為常見，這其中有一部分原因是單樁施工較為復(fù)雜，由于施工原因?qū)е?另外也與單樁試驗(yàn)和復(fù)合地基實(shí)驗(yàn)的終止加載條件有關(guān)，復(fù)合地基的加載與天然地基的條件相似。反過來，單樁通過了檢測，復(fù)合地基試驗(yàn)正常情況下肯定是可以通過。

（5）規(guī)范規(guī)定復(fù)合地基的卸載過程也需要測量樁頂?shù)臍堄喑两盗?，并將測量數(shù)值繪于Q-S曲線中，該做法可以輔助判斷地基土是否接近于極限破壞，回彈值越小距離極限破壞就越近，另外該值對于基礎(chǔ)沉降量計算的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取值也能提供一定參考。

（6）在個別軟土層（如新近回填土、欠固結(jié)淤泥土等未固結(jié)土質(zhì)）較厚的場地，如果未考慮軟土在檢測時為正摩擦、使用時為負(fù)摩擦的影響，檢測結(jié)果與實(shí)際受力存在較大差別，如果不能確定合適的檢測方案和正確的檢測荷載，將不能準(zhǔn)確反映樁的實(shí)際受力性能，會造成檢測數(shù)據(jù)錯誤，甚至導(dǎo)致工程質(zhì)量事故。在實(shí)驗(yàn)中對該部分土層盡可能采取松動等措施來消減正摩阻對檢測結(jié)果的影響，或者在試驗(yàn)加載時充分考慮負(fù)摩阻的作用，按計算結(jié)果增加檢測荷載[2]。

3結(jié)束語

綜上所述，復(fù)合地基是一種可靠有效的地基處理方式，其受力方式較為合理，該檢測過程比較復(fù)雜的，其受多種因素的影響，做到具體問題具體分析，才能得到科學(xué)的、可靠的檢測結(jié)果，有了真實(shí)的檢測數(shù)據(jù)才能準(zhǔn)確地運(yùn)用到工程設(shè)計當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 任家富.復(fù)合地基靜載試驗(yàn)檢測中的細(xì)節(jié)探討[J].中國科技縱橫，2015，（12）：94-95.

[2] 劉小剛.CFG樁復(fù)合地基承載力檢測技術(shù)應(yīng)用分析[J].山西建筑，2017，43（10）：93-94.