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1、1 复合地基变形计算与承载力设计修订条款的理解与分析 周同和 郑州大学综合设计研究院 2 内容提要 一、与修订内容相关的复合地基设计问题 二、基本试验与工程实测分析 三、复合地基承载力设计与复核计算 四、复合地基变形计算问题 五、结论与建议 3 一、复合地基设计问题 4 1、应力复合计算式中增强体与基地天然地基承载 力发挥系数的确定； 2、复合地基承载力进行深度修正后增强； 体桩身强度的验算与单桩承载力的校核； 3、承载力检测结果与设计复核； 4、 复合地基软下卧层强度验算方法及参数取值 。 复合地基承载力设计问题 5 复合地基变形设计问题 1、复合地基变形计算中复合土层模量计算方法 的不足与
2、实用性； 2、沉降计算经验系数的合理使用。 6 二、基本试验与工程实测分析 7 1、 多桩形刚性桩复合地基基本试验 （ 1）试验项目、土层参数 试验研究项目位于郑州市十二里屯城中村改造项目，均为 100m高层住宅，基础埋深 9.8m，地下水类型为潜水。埋深 7m左右。 1） 试验基本情况 8 表 2.1 试验位置土层分布及其参数 层号 类别 层底深度 （ m） 平均厚度 （ m） 承载力特征值 （ kPa） 压缩模量 （ MPa） 备注 2 粉土 -1.60 1.60 125 7.7 3 粉质粘土 -4.70 3.10 110 4.2 4 粉土 -6.60 1.90 150 10.2 6 粉土
3、 -9.30 2.70 180 13.3 7 粉质粘土 -11.20 1.90 120 4.6 基底土层 71 粉土 -13.30 2.10 120 7.1 9 粉砂 -17.00 3.70 280 35.0 短桩桩底 10 粉砂 -19.70 2.70 300 37.0 11 粉土 -23.60 3.90 280 30.0 12 细砂 -28.50 4.90 310 38.0 长桩桩底 13 粉质粘土 -38.90 10.40 310 29.0 14 粉质粘土 48.40 9.5 320 30.5 9 （ 2）试验桩参数 表 2.2 组合式长短桩复合地基试件参数 类别 桩型 编号 混凝土强
4、度等级 桩长（ m） 桩径（ mm） 褥垫层厚度（ mm） 短桩 PHC管桩 PHC1 C80 6.0 400 100 PHC2 C80 6.0 400 100 长桩 CFG桩 CFG1 C30 16.5 400 100 CFG2 C30 16.5 400 100 10 表 2.3 CFG桩侧阻力特征值与端阻力特征值 （ kPa） 层号 3 4 5 6 7 71 8 9 10 11 12 qS 30 18 28 23 18 28 27 32 36 32 38 qp 500 11 层号 2 3 4 5 6 7 71 8 9 qsia 25.5 22.0 32.5 23.0 32.5 17.0 2
5、6.0 41.5 43.5 qpa 1100 表 2.4 PHC管桩侧阻力特征值与端阻力特征值 （ kPa） 12 （ 3）试验现场布桩、测点布置情况与试验装置 1 2 3 1 - PHC桩； 2 - CFG桩 3 - 测斜管 13 650 1300 650 650 650 1300 PHC1 PHC2 CFG2 CFG1 (b)平面图 褥垫层 承台 百分表 配重 支墩 基准梁 分配梁 配重 分配梁 支墩 百分表 褥垫层 基准梁 承台 （ b）平面图 650 650 1300 PHC1 PHC2 CFG2 CFG1 650 650130014 压力盒埋设方法与布设位置 PHC CFG T303
6、15 T10342 T30313 T10314 T10358 T10335 T30321 T30312 T10322 15 16 17 2） 单桩竖向载荷试验 表 2.5 单桩竖向抗压静载荷试验结果汇总 桩 型 初始编号 对应桩号 最大加载量 （ kN） 最大沉降量 （ mm） 承载力极限 值（ kN） PHC 0001 32 1080 68.27 900 0002 24 1440 76.89 1260 0003 41 1080 80.00 900 检测结果： Ra=500kN， Rmax=600kN； 18 桩 型 初始编号 对应桩号 最大加载量 （ kN） 最大沉降量（ mm） 承载力极限
7、值（ kN） CFG桩 0004 55 2760 68.49 2622 0005 57 2208 62.81 2210 0006 54 3174 67.08 2898 监测结果： Ra=1280kN， Rmax=1450kN。 19 3） 多桩形复合地基试验成果 （ 1）复合地基承载力 p(kPa)p-s 曲线 s(m m)0 264 528 792 1056 13207.014.021.028.035.0p(kPa)p-s 曲线 s(m m)0 264 528 792 1056 132012.124.236.348.460.51 组复合地基试验曲线 2 组复合地基试验曲线 20 （ 2）短桩
8、（ PHC）典型桩身轴力分布压力计监测结果 短桩桩身轴力分布图0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.00 100 200 300 400 500 600 700 800桩身轴力（k N ）桩身位置（m）110kPa 220kPa 330kPa 440kPa550kPa 660kPa 770kPa 880kPa990kPa 1100kPa 1210kPa 1320kPa21 （ 3）承台边土体的深层水平位移 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 -8 -7 -6 -5
9、 -4 -3 -2 -1 0 1 Displacement（ mm） CX3离复合地基承台边 3.6米 Depth(m)110kPa 220kPa 440kPa 660kPa 880kPa 990kPa 1100kPa 1210kPa 1320kPa 十二里屯复合地基深层水平位移曲线图-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10-13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 1 3 5Displacement（mm） CX1离复 合地基承台边3.70米Depth(m)110kPa 220kPa 330kPa440kPa 550kPa 660kPa7
10、70kPa 880kPa 990kPa1100kPa 1210kPa 1320kPa（ 1）1320kPa（ 2） ( 卸）1 1 0 0 k P a ( 卸）4 4 0 k P a( 卸）2 2 0 k P a ( 卸）0 k P a22 （ 3）承台边土体的深层水平位移 -16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1Displacement（mm）CX1离 复合地基承台边1.3米Depth(m)110kPa 220kPa 330kPa 440kPa550kPa 770kPa 880kPa 990kPa1
11、100kPa 1210kPa十二里屯复合地基深层水平位移曲线图-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10-15 -10 -5 0 5Displacement（mm） CX4离复 合地基承台边1.35米Depth(m)110kPa 220kPa330kPa 440kPa550kPa 770kPa880kPa 990kPa1100kPa 1210kPa1320kPa（ 1） 1320kPa（ 2）( 卸）0 k P a23 测斜孔 最大水平位移 sv(mm) 对应荷载值(kPa) 与压板边距 (m) 对应压板沉降 s(mm) 位移比 sv/s
12、 cx1-1 6.4 1210 1.30 28 0.23 cx1-2 3.6 1210 3.60 28 cx2-1 14 1210 1.35 39 0.36 cx2-2 7.3 1210 3.70 39 表 2.6 最大深层土体水平位移 24 荷载 级数 预压 1 2 3 4 5 6 1组 0.030 0.055 0.093 0.102 0.113 0.120 0.126 2组 0.042 0.066 0.082 0.100 0.112 0.123 0.134 荷载 级数 7 8 9 10 11 12 卸 1 1组 0.129 0.137 0.136 0.142 0.144 0.141 0.1
13、40 2组 0.142 0.147 0.151 0.152 0.163 0.172 0.158 表 2.7 桩间土应力测试结果（ MPa） 25 （ 4）桩土应力监测结果 表 2.8 第 1组桩土应力比实测结果（对应 660KPa荷载） 复合地基 CFG桩 平均 PHC桩 桩间土平均 P（ MPa） 4.97（ 7.48） 2.52（ 4.93） 0.126 (0.141) 平均 3.74（ 6.21） 平均桩土应力比(n) 86（ 183） 29.7（ 44） 1 对应桩顶荷载 （ kN） 1360（ 3240） 470（ 780） 注：括号内数字为最大加载量 1320KPa时的值。 26
14、表 2.9 第 2组桩土应力比实测结果（对应 660KPa 荷载） 复合地基 CFG桩平均 PHC桩 桩间土平均 P（ MPa） 2.14（ 4.62） 2.79（ 5.61） 0.134 (0.172) 平均 2.47（ 5.12） 平均桩土应力比 n 89（ 152） 18.4（ 30） 1 对应桩顶荷载（ kN） 1500（ 3280） 310（ 640） 注：括号内数字为最大加载量 1320KPa时的值。 27 （ 5） 桩土承载力发挥度 表 2.8 承载力发挥系数 1、 2、 （对应 660KPa） 承载力 发挥系数 1 2 对应沉降量 （ mm） 第 1组 1.06 0.94 1.
15、05（ 1.17） 6.3 第 2组 1.17 0.62 1.11（ 1.43） 9.1 注：括号内数字为最大加载量 1320KPa时的值。 28 3）试验分析 （ 1）第 1组试验结果，距压板边 1.3m和 3.6m水平位移较小，分别为 6.4mm、 6mm，变化不大，最大位移在垫层底标高下 2m处，对应压板沉降值为 28mm。该试验得到的变形比为 0.23，基本接近压板垫层下粉质粘土的泊松比 0.250.30，说明在 1210kPa荷载作用下桩间土基本处于弹性工作状态。 29 （ 2）第 2组复合地基沉降值相对较大，距压板边 1.35m和 3.7m水平位移较大，分别为 13mm、 7.3mm，最大位移在垫层底标高下 1.5m处，变化较大，浅层侧向挤出明显。对应压
