桩体复合地基研究

如题所述

复合地基技术因能够较好利用增强体和天然地基二者共同承担上部荷载的潜能而具有比较经济实效的优点,因此在我国得到了广泛应用。目前浅基础和桩基础的承载力计算无论是在工程实践方面还是理论研究方面都有了较为丰富的积累,其成果基本趋于成熟。而桩体复合地基的工程实践积累相对较少,而且关于桩体复合地基的有关技术目前也正处于发展阶段,新型复合地基形式也在不断出现,其应用效果虽然较好,但理论研究却相对薄弱,许多方面的研究还十分缺乏或者很不成熟。

在桩体复合地基承载力计算方面,目前普遍的认识是将复合地基的承载力看做是由地基承载力和桩的承载力两部分共同组成[95~97],亦即认为桩体复合地基承载力的一部分是桩体的贡献,另一部分则是桩间土的贡献。采用的思路一般是先分别确定桩体和桩间土的承载力,再根据一定的叠加原则通过计算得到复合地基的承载力。根据这一思路,桩体复合地基承载力理论计算结果是否准确,不仅取决于桩体及桩间土本身承载力的大小,而且同时取决于这二者对桩体复合地基贡献的大小,许多情况下由于对这二者在复合地基中的贡献难以准确量化,从而导致复合地基理论计算结果与实际不一致,这也是目前确定桩体复合地基承载力时的困难所在。正因为如此,一些学者基于软土分布区的一些工程实践或载荷试验[98~103],对桩土荷载分担比和桩土应力比等方面曾进行过一些有益的探讨,但针对沙漠地区的桩体复合地基的桩土荷载分担比和桩土应力比等方面的研究却涉及甚少,尤其对于毛乌素沙漠地区的研究则更是研究空白。

对于桩间距和有效桩长这两个重要的桩体复合地基施工参数,同样有许多学者进行过一些讨论,其中以对水泥桩复合地基有效桩长的研究相对较为深入,先后出现了根据桩体剪切刚度确定有效桩长[104~107]、根据桩土刚度比确定有效桩长[108~111]以及根据桩顶和桩间土顶面变形协调关系确定有效桩长等多种方法的报道[104,105,108~113],但这些计算水泥土有效桩长的理论公式,多数是基于简单的理论假设而求得的,而且理论假设条件的有所不同,造成不同方法本身得出的结果相差很大,加之不同场地地层条件及桩体材料属性差别较大,实际桩体及桩间土的受力条件十分复杂,以致到目前为止尚没有一种普遍适用的计算复合地基有效桩长公式。除这些常见的理论推导得到的计算公式外,还有许多通过物理模拟试验及一些地区的工程实践得到的计算有效桩长的一些经验公式,但对于不同场地计算结果仍存在较大差别。

在毛乌素沙漠地区,目前应用最为普遍的是振冲砂桩复合地基、振冲碎石桩复合地基及水泥土搅拌桩复合地基。这三类桩体复合地基在毛乌素沙漠地区的推广应用已经产生了良好的社会效益和经济效益。然而,由于实践发展迅速而理论研究相对滞后的现状使得目前关于桩体复合地基承载力计算理论还很不成熟,尤其是在风积砂地层中的桩体复合地基其理论更显得非常薄弱。随着振冲砂桩、振冲碎石桩及水泥土搅拌桩复合地基目前在毛乌素沙漠地区的逐渐应用,现有理论在许多方面均已跟不上实践的发展,有关桩体复合地基的设计和施工大多只是建立在有限的经验基础上,因此理论上许多方面还需要不断加强探索、研究、发展和提高。

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