浅议长短桩复合地基

第３６卷第２４期　・１５０・　２　０　１　０年８月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸｆ　ＡＲＣＨＩＴＥ　兀Ｈ　Ｅ　ｖｏ１．３６　Ｎｏ．２４　Ａｕｇ．　２０１０　文章编号：１００９—６８２５（２０１０）２４．０１５０．０２　浅议长短桩复合地基　王玉铝　摘要：阐述了复合地基的定义，同时分析了其－９桩基的区别，对长短桩复合地基的作用机理、研究现状及特点作了论　述，工程实践证明：这种新型复合地基在减少基础沉降，协调地基承载力与变形关系方面具有较好的技术经济效益。　关键词：土木工程，长短桩复合地基，基础变形，地基承载力　中图分类号：ＴＵ４７２　文献标识码：Ａ　随着信息产业时代到来和计算机高新科技的快速发展，在土　应用情况来看，基本形式大多为长短桩复合地基。目前，在承载　木工程建设中，对于大型建筑结构，在沉降和承载力控制方面，桩　力和沉降变形设ｉ－ｆ．理论方面存在两种设计理念：一种是长桩协力　基础无疑是目前工程应用中首选的地基形式，然而在多层和小高　形式的长短桩复合地基。当基底以下存在较厚的软弱土层时，采　层建筑中桩基础成本造价相对过高。为了在满足工程需要的同　用短桩对该区域土层进行加固，减小地基土层的沉降变形，同时　时又能够减小地基处理成本，复合地基应运而生，其中尤以长短　也可提高基底土层的承载力。而长桩的主要作用是弥补经短桩　桩复合地基最为突出，其充分发挥了天然土体承载能力，同时减　加固后的地基承载力的不足，同时长桩的设置也减小了复合地基　小了沉降，既满足了上层建筑结构要求，又减小了打桩对于周围　的沉降。另…种足长桩控沉形式的长短桩复合地基。当基底以　环境的影响，同时大大地降低了地基成本，是近年来在多层和小　下存在上下两层较为理想的桩端持力层时，如采用短桩方案将桩　高层工程中得到广泛应用的一种地基形式。　端放在上层持力层，即使复合地基承载力能够满足设计要求，由　于加固较浅，沉降变形将有可能偏大。采用长桩和短桩相结合的　１复合地基的定义和桩基的区分　经过处理形成的地基多数可归属为两类：一类是天然地基土　方案，将长桩、短桩桩端分别落在上、下两层桩端持力层上，充分　长桩与短桩间隔设置，利用短　体的承载性质得到普遍的改良形成均质地基，如通过预压法、强　发挥上、下两层桩端持力层的特性，　夯法以及换填法等形成的土体改良地基，这类地基的承载力与沉　桩提高复合地基的承载力，通过长桩不仅能够提高地基承载力，　降计算类似于浅基础。另一类是在地基处理过程中，部分土体得　而且可将倚载通过桩身向地基深处传递，减少压缩层变形。到增强，或置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是基体　研究表明，长短桩复合地基存在以下特点：　１）随着荷载增加，静压刚性长短桩复合地基中桩问土和桩顶　（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基，在荷载作用　下，基体和增强体共同承担荷载的作用，其通常被称为复合地基。　应力均呈线性增大，桩顶应力大于桩问土应力。柔性基础下长短　长短桩复　复合地基和桩基础尚存在一定的差异，复合地基理论的产生　桩复合地基桩和土受力较均衡。在相同的地质条件下，实际上是基于桩基理论。从地基工程成本上考虑，在满足上层建　合地基中长桩应力比短桩复合地基中的桩顶应力增长较快。刚　筑结构对变形控制要求的条件下，充分发挥桩问土的承载力，使　性基础下长短桩复合地基桩土应力比大于柔性基础下长短桩复　　桩分担的上部荷载部分转向桩间土，由桩问土承担进而减小桩　合地基桩土应力比。数，降低地基成本。从环境的方面考虑，这种新型地基可以减小　２）尽管桩顶应力远远大于桩问土应力，但由于桩间土受力面　由于大面积的大量打桩施工所造成的原有天然地基内超孔隙水　积较大，因此仍然承担较大部分荷载，桩问土承载力对长短桩复　　压力增加所引发的土体有效重度降低和地基内出现渗流现象，包　合地基承载力影响较大。括流砂、管涌、上浮、局部不均匀沉降等对地基承载力和上部结构　３）各复合地基承载力均高于天然地基承载力，从而可以大大　整体稳定造成的不利影响。桩基理论中主要考虑桩体和基础底　减小地基沉降量。刚性基础下复合地基沉降变形小于柔性基础　部相互作用对整体地基性状的影响，充分发挥桩的承载力而忽略　下复合地基沉降变形。长短桩复合地基承载力高于短桩复合地　且前者比后者在减小地基沉降方面有显著的技术优　桩间土和基础之问的直接相互作用，将桩间土作为地基承载力的　基承载力，　安全储备。从经济和适用方面上，这种设计理念在减小上层建筑　势。增加桩长可以提高复合地基承载力和减小沉降。差异沉降和提高地基承载力方面效果显著，在大型高层建筑和超　４）在静压刚性长短桩复合地基中，刚、柔性基础对复合地基　高层建筑中得到充分推广，但对于多层和小高层建筑，在地质条　整体受力变形产生不同影响。两种基础下复合地基的受力机理　件优越的情况下，相对于整个工程的成本来说，桩基础成本较高，　不同。在刚性基础下，复合地基受力变形以长桩为主导，随后带　长桩承载力充分发挥。而在柔性基础　性价比较低。而复合地基正是考虑到这一点，充分发挥桩问土的　动短桩和桩问土协调变形，承载力，更多地考虑桩间土和基础的直接作用，在褥垫层和基础　下，复合地基受力变形以桩问土和短桩所组成的复合土体为主，　的协调作用下，使桩和桩问土共同协同工作，达到提高地基承载　随后协同长桩受力沉降，在加载过程中，复合土体承载力发挥程　力的目的，同时减小桩数，降低成本造价。　度较高，而长桩承担荷载相对较少。　２长短桩复合地基的作用机理和研究现状　３结语　随着对复合地基理论认识的提高以及实践经验的积累，提出　由于工程场地环境的多样化和复杂化，为了能够使长短桩复　了由两种不同类型（或同种类型而长度差别较大）的桩与土组成　合地基理论得到广泛应用，仍然需要对不同环境下长短桩复合地　的三元组合型复合地基。这种新型复合地基形式从目前研究与　基的承载性状进行系统分析，从中归纳出其变化规律，促进其快　收稿日期：２０１０—０４．２５　作者简介：王玉银（１９８０．），男，助理工程师，太原王孝雄建筑设计事务所，山西太原０３００２４　第３６卷第２４期　２　０　１　０年８月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＦＵＲＩ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．２４　Ａｕｇ．２０１０　・１５１・　文章编号：１００９—６８２５（２０１０｝２４—０１５１．０２　水泥土深层搅拌桩在工程中的应用及质量控制　王利民　摘要：介绍了深层水泥搅拌桩是广泛应用于软土地基加固的一种桩型，结合具体工程实例，阐述了深层水泥搅拌桩在　地基处理中的设计和施工方法，指出在实际工程运用中需要加强质量控制，以期达到良好的效果。　关键词：深层搅拌桩，软土地基加固，质量控制　中图分类号：ＴＵ４７２　文献标识码：Ａ　Ｏ引言　２　深层水泥搅拌桩的加固机制和特点　深层水泥搅拌桩是以水泥浆液作为心化剂，通过深层搅拌机　２．１　深层水泥搅拌桩的加固机制　械在地基深处将软土和固化剂ｊ虽制搅拌，同时利用两者之问产生　软．ｔ与水泥加固的基本原理是基于水泥与软土的物理化学　的一系列物理和化学反应，使水泥上硬结成具有整体性、水稳定　反应过程。施工过程中软土首先被搅拌切削成大小不等的团块，　性和一定强度的半刚性桩，并与桩间土组成复合地基。该法适用　水泥浆掺入后，水泥包裹土团。由于水泥的掺量很少，水泥与软　的土质范围较广，包括淤泥质土、粉上和软黏土等，具有施工简　土之ｆｕＪ的不充分混合，水泥土中会产生强度较大和水稳性较好的　单、工期短、造价低、适用范尉广、地基处理效果好等优点，现已火　水泥区和强度较低的土块区。水泥　Ｌ的物化反应是一个缓慢的　量应ＪＨ于建筑工程的软丛加｝ｊ占工程中。下ｌＩｉ『结合太原市万柏林　过程，水泥与上粒表面先反应，然后逐渐向土粒中问发展，经过较　中心医院地甚加吲实例探讨水泥搅拌桩在软土地基加固的应用。　长的时问，土团内的土颗粒在水泥水解产物渗透作用ＬＦ，逐渐改　变其性质。凶此，水泥和土之ｆｈ】的强制搅拌越充分，土块被粉碎　１工程概况　水泥分布到上中越均匀，水泥土结构强度的离散性越小。　太原市万柏林中心医院位于太原市大众街以南，众纺路以　的越小，无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增加　东，地Ｆ　２层，地上ｌ２层，结构形式为框架一剪力墙结构，基础形　宏观的总体强度也越高，　式为梁筏基础，基础底标高一９．９０　ｍ。根据山西省勘察设汁研究　而增加。院提供的勘察报告，场地地貌单元属汾河东岸Ｕ级阶地，该工程　２．２深层水泥搅拌桩的特点　１）处理地基设备简单，费用较低，技术效果明显，可用于大范　场地范围内的地层分枢自上　Ｆ依次为：索填土、粉质黏土、细　砂、粉土、细砂、粉质黏土、细中砂、　砾、粉质黏：Ｌ。该场地土类　围软基处理。２）利用固化材料可提高加固土的早期强度，大大缩　故上部承重时，不会产生固结沉　别为Ⅲ类，拟建场地为较稳定性场地，天然地基视为不均匀地基，　短工期，由于固结屈服应力很大，施工过程中无振动、噪声和污染，对周围环境无不良影响，　场地土无液化。勘察期间实测稳定水位埋深介于７．４　ｍ～８．７　ｍ　降。３）　之问，地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。根据地质情况和工程上部　适合闹市区附近施工。结构情况，设计单位确定采用水泥土深层搅拌桩实施地基处理，　３深层水泥搅拌桩的施工工艺及技术要求　桩径５ｏ０　Ｆｎ／ｎ，桩长７．５０　ｍ，桩问距１．０　ｍ，正三角形布桩。桩端　１）桩机定位：平整场地利用自行移动将深层搅拌机移至指定　落入第⑤层细砂层，共布桩２　４７９根。材料选朋３２．５矿渣硅酸盐　桩位并对中，为保证桩位准确，必须使用定位卡，控制其对中误差　水泥，水泥掺量为每延米６６．５　，湿法作业，水灰比控制在０．５０～　不入于５０　ｍｍ，导向架和搅拌轴应与地面垂直，控制其偏差不大　０．５５，施打顺序为隔行隔桩跳打，施工工艺采Ｈ】两喷四搅。要求　于１％；２）浆液配制：采用３２．５Ｒ矿渣硅酸盐水泥，沿桩体每延米　单桩承载力特征值不小于１４０　ｋＮ，处理后的复合地基承载力特征　水泥刚量７０　ｋｇ。搅拌桩的水灰比控制在０．５～０．５５，水泥应抽检　值不小于２００　ｋＰａ，桩体无侧限抗压强度不小于２．５　ＭＰａ。成桩　合格，用水量应准确，搅拌时　不少于３　ｒｎｉｎ；３）喷浆成桩：开启泵　２８　ｄ后开挖基槽，进行成桩质量检测。　机并确认喷嘴唢出浆液后，启动桩机下旋钻进喷浆成桩，喷浆应　速发展。　参考文献：　［３］龚晓南．复合地基发展概况及其在高层建筑中的应用［Ｊ】．　土木工程学报，１９９９（５）：３３—３４．　［１］ＧＢ　５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范［ｓ］．　［２］ＪＧＪ　７９—２００２，建筑地基处理技术规范［Ｓ］．　［４］蔡建明，钱波，王丽雅．长短桩复合地基工作机理及其应　用［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（８）：１３５—１３６．　Ｔｅｎｔａｔｉｖｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ－ｓｈｏｒｔ　ｐｉｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ＷＡＮＧＹｕ－ｙｉｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｆｉｍｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｌｍｓｉｔｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｉｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｉｌｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｄｉｓｃｕｓｓ—　ａｓ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌｏｎｇ－ｓｈｏｒｔ　ｐｉｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｐｒａｃｔｉｃｅｓ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｈａｓ　ｇ（ｊＯｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｂａｓｉｓ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｗｉｔｈ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｉｖｉｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｌｏｎｇ—ｓｈｏｒｔ　ｐｉｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　收稿目期：２０１０－０４．２５　作者简介：王利民（１９８２．），男，助理工程师，太原王孝雄建筑设计事务所，山西太原０３００２４