建筑工程素混凝土复合地基设计分析

黄贯蓓　张文辉

摘 要：在建筑工程深厚软土地基的处理过程中，素混凝土桩复合地基发挥了非常重要的作用，该工艺操作技术简单可行，施工方便快捷，成本较低，并且能够取得较好的加固作用。结合相应的灌注桩技术，能够在实践中验证该工艺的有效性，为深厚软土地基的处理提供了非常便捷的渠道。基于此，文章对素混凝土桩复合地基设计的计算方法和常见问题进行了分析，以便更好的提高工程质量。

关键词：素混凝土桩复合地基；检测；桩基

1 素混凝土桩复合地基设计的计算方法

在深厚软土地基上修建的建筑物，会发生较大的沉降，造成建筑物沉降的变形，从而影响建筑的美观和质量，因此，在采用素混凝土桩复合地基工艺中，必须对工艺的每一个步骤都进行精确合理的计算和判断。在采用素混凝土桩复合地基设计中，通常要采用精确的计算方法对土桩的沉降进行计算，从而能够有效的对沉降的程度、时间等进行相应的控制，从而延长建筑物的使用寿命。

我们用s来表示荷载作用下复合地基的总沉降量，总沉降量包括两个部分：s1：加固区的压缩量。s2：下卧层的压缩量，因此，我们得到第一个公式：s=s1+s2。

在素混凝土桩复合地基对深厚软土地基进行处理时，采用了复合模量法对压缩量进行计算，将加固区和下卧层的压缩量结合起来，作为一个有机的整体，即加固区的压缩量等于：加固区上第n层复合土体上附加的应力增量与该层上的复合模量之比，乘上该土层上的厚度，对每一个土桩进行如此的计算后，将所有计算结果相加，得到的就是加固区的压缩量。运用分层总和法，可以得到下卧层压缩量的计算，但是由于下卧层上的荷载是难以准确计算的，因此，改用等效实体法对其进行计算，即下卧层的荷载等于：复合地基上的荷载密度减去一个整体，这个整体为两倍的加固区的厚度比上荷载作用面宽度，再与等效实体四周侧摩阻力相乘，这样，s2也计算出来了。根据前面s1与s2的计算结果，s也就出来了。

在计算荷载作用下复合地基的总沉降量的过程中，采用了一系列的方式方法对其进行测量，因此，计算误差是不能避免的，误差的产生会对建筑物的沉降程度等产生一定的影响，随着科学技术的不断发展，相关的工作人员在实践中，必须根据自身的经验和实际情况，对深厚软土地基上的建筑物沉降进行一定的分析，不断的采用新的计算方式对沉降量进行控制，以达到预期的效果，提高建筑物的质量。

2 独立基础、条形基础下布桩面积置换率的问题

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）第7.1.5条，fspk=[1+m（n-1）]fsk，其中fspk为复合地基承载力特征值，fsk为处理后桩间土承载力特征值，m为桩土面积置换率，d为桩身平均直径（m）；dc为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。当为等边三角形布桩时de=1.05s，正方形布桩de=1.13s；矩形布桩de=1.13。S、S1、S2分别为桩间距、纵向间距和横向间距。

目前不少设计人员，在计算面积置换率时，不论如何布桩均套用上述等效圆直径的方法来计算置换率，即当每根桩分担的面积相等时，引进一个等效圆直径来计算单一桩型复合地基的置换率，但实际上复合地基置换率的定义为：竖向增强体复合地基中，竖向增强体的横断面积与其所对应的（或所承担的）复合地基面积之比。这两种算法的不同将对整个工程造价有很大影响。

如我们设计的偃师国都花园车库，独基、条基下地基采用素混凝土桩进行加固处理，桩端持力层为第（7）层卵石层，桩径d=500mm，有效桩长不小于16.0m，单桩竖向承载力特征值Ra=800kN，标准组合下柱底力多在2300KN左右，采用桩间距1500mm，正确的置换率算法应为m=4×0.196/（2.5×2.5）=0.125，fsp，k=0.8×mRa/Ap+?（1-m）fsk=0.8×0.125×800/0.196+0.9×（1-0.125）×105=490kPa，如下图1所示，2500×2500的独基能承受3062KN的柱底力。而如果套用规范等效圆直径的方法来计算置换率，则m=（d/de）2=（0.5/1.13×1.5）2=0.087，fsp，k=0.8×mRa/Ap+?（1-m）fsk=0.8×0.087×800/0.196+0.9×0.913×105=370kPa，如下图1所示，2500×2500的独基仅能承受2300KN的柱底力，由此可见复合地基置换率算法的不同将对整个工程造价产生非常大的影响。

因此，可以得出结论：单一桩型复合地基面积置换率，应根据基础面积与该面积范围内实际的布桩数量，采用下式进行计算：；当每根桩分担的处理地基面积相等，采用等边三角形、正方形和矩形大面积布桩时，可采用等效圆直径的方法估算面积置换率：；当每根桩分担的面积虽然不等，但基础面积大、布桩数量多，初步设计时，也可采用等效圆直径的方法估算，布桩完成后应根据实际布桩数量来计算面积置换率。

3 结语

虽然素混凝土桩理论上被认为是一种高粘结强度刚性桩，但综合考虑工程经验和各地区地层及施工工艺，建议在进行素混凝土桩复合地基设计时将素混凝土桩按照半刚性桩进行保守考虑。

由于素混凝土桩复合地基加固区和下卧层变形计算深度范围内的压缩模量当量值差别较大，故在计算总沉降量时，加固区和下卧层的沉降计算经验系数应分别计算。

素混凝土桩复合地基适用于建筑地基处理，满足建筑地基的承载力及沉降标准且经济性较优。

参考文献

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