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1、复合地基桩土应力以及沉降特性的分析摘 要：复合地基是指在天然地基中置入竖向增强体，在基底压力作用下，天然土和竖向增强体共同承受荷载的人工地基。复合地基不同于复合桩基，复合桩基中桩承受上部结构传递下来的全部荷载，桩间土基本不受荷载，而复合地基则强调桩体与土体协调变形。承载力和沉降问题仍是复合地基中最为关心的问题，目前对于这两个问题是分开处理，实际上承载力与沉降问题是密不可分的，如何处理承载力与沉降的对应关系是复合地基研究的一个重要内容。 关键词：地基承载力；桩土应力；沉降；复合地基0 引言复合地基是指在天然地基中置入竖向增强体，在基底压力作用下，天然土和竖向增强体共同承受荷载的人工地基。竖向增强
2、体就是我们通常所说的桩体。复合地基不同于复合桩基，复合桩基中桩承受上部结构传递下来的全部荷载，桩间土基本不受荷载，而复合地基则强调桩体与土体协调变形。由于复合地基具有更好地经济效应，所以在房屋、公路、铁路、机场等土建行业得到大量的应用，并取得良好的使用效果。复合地基设计中最为关心的两个特性就是承载力和沉降。承载力与沉降分别属于强度和变形两类问题，强度与变形并不是孤立的，也即强度的确定不能完全脱离变形控制，同时变形不能抛开强度问题。而实际工作中，由于复合地基问题的复杂性，目前分析方法，是将承载力的计算和沉降计算作为两个单独的问题进行处理。基于上述分析，承载力和沉降是复合地基设计中尤为重要的设计内
3、容，所以本文将针对复合地基的桩土应力的影响因素和沉降特性进行分析。1 复合地基的桩土应力的影响因素如前面所述，对于复合地基承载力问题，桩土应力是其中一个重要参数，桩土应力体现了基底压力在桩土两者之间的分配比例。影响桩土应力的因素有荷载水平的大小、褥垫层厚度、桩土相对刚度、下卧土层的软硬、桩长、面积置换率等等，接下来分别针对以上影响因素进行分析。首先对荷载水平进行分析，随着荷载增加，桩土应力是不断在改变的，当荷载较低时，桩土相对位移较小，土承受的荷载比例增加，随着荷载增加，桩土相对位移增加，荷载逐步向桩顶转移，土承受的荷载增量变缓。也即桩土应力比随着荷载水平的增加而增加。垫层厚度是桩土应力最重要
4、的影响因素之一。垫层厚度较薄时，桩体无法向垫层中向上刺入，基底压力将向桩顶发生应力集中，桩间土承载力将无法挥，当垫层厚度较厚时，桩向上刺入，桩间土承受的荷载增加，随着荷载水平的增加，桩间土将提前破坏。垫层厚度继续增加，将对桩土应力分配作用不大，同时较厚的垫层将增加复合地基的沉降，通常垫层厚度取150mm。桩土相对刚度也是影响复合地基桩土应力的一个因素，桩土相对刚度越大，桩顶应力集中现象越明显，桩体承受的荷载越多，如果单桩承载力不够，则会发生桩体的提前破坏。下卧层的刚度对桩体向下刺入影响较大，桩体向下刺入越小，桩的变形就越小，桩顶则会分配更多的应力。桩长是设计中一个关键参数，桩长越长，无论是复合
5、地基的承载力特性还是沉降特性，都会得到较好的提高，但经济效应会降低。桩体通常有个临界桩长，一般认为，桩长超过临界桩长，桩体的承载特性的改善将不明显，但较长的桩长对于沉降特性还是有利的。面积置换率同样是设计中关键参数之一，置换率越高，复合地基承载力越高。但相应的经济效应降低，设计时通常置换率根据经验选取，通过调整桩长、垫层厚度等参数来改变桩土应力的分配。有上述分析可知，对于复合地基桩土应力而言，是由多个因素共同影响的，孤立的过分强调某一个因素的影响是片面的，分析桩土应力分配时，应采用考虑多个因素的计算方法。2 复合地基的沉降特性复合地基沉降特性与其受力是密不可分的，或者说力与变形是一种对应关系，
6、而目前计算沉降则是采用分开的算法。实际工程中，若想获取较为准确的沉降结果，不得不依靠载荷试验，即便如此，由于实际载荷试验载荷板尺寸一般并不大，而复合地基桩土相互作用明显，所以载荷试验的荷载沉降曲线得到的沉降值也有一定误差。所以建筑物完成之后的沉降观测就比较重要，沉降观测对于了解建筑物工后沉降非常重要，当出现过大的变形时，可及时采用补救措施。由上述分析可知，复合地基沉降问题具有较高的复杂性。由于复合地基沉降特性与其受力是密不可分的，而目前计算沉降则是采用分开的算法，如何才能提高沉降计算的计算精度，建立荷载与沉降联合计算的计算理论是该问题研究一个重要方向。3 结语复合地基由于具有较好的经济效应，在
7、我国得到的了广泛的应用，近些年，随着城市建设的快速发展，复合地基的理论及应用得到快速的发展。但由于复合地基问题的复杂性，理论发展仍滞后于实际应用，故有必要对复合地基的桩土应力与沉降特性进行分析。承载力和沉降问题仍是复合地基中最为关心的问题，目前对于这两个问题是分开处理，实际上承载力与沉降问题是密不可分的，如何处理承载力与沉降的对应关系是复合地基研究的一个重要内容。参考文献：1 张小礼，复合地基中桩土面积置换率的理解及应用J，2012，26（3）：81-82.2 JGJ79-2012建筑地基处理技术规范S. 北京： 中国建筑工业出版社， 2012.3 赵幸， 赵德富， 赵其华， 等.CFG桩复合地基沉降量计算及沉降影响因素探析J. 工业建筑，2013， 43增刊： 476-479.
