面積置換率計算方法討論

摘要：復合地基中樁的不同布置方式時，面積置換率的計算方法也不同，本文通過對樁在正三角形布置、正方形布置、矩形布置以及小面積地基中m的簡化計算，加強對m的理解，并將結果與規范進行對比。

關鍵詞：面積置換率；計算方法；討論

前言

地基承載力特征值是指單位面積的地基能夠提供的承載力（單位：KPa），在《建筑地基基礎設計規范》中做淺層平板載荷試驗時，承壓板面積為0.25m2、0.5m2，地基承載力特征值就等于承壓板所受荷載除以承壓板的面積。由于復合地基中除了有土以外，還有散體增強體或剛性增強體，有的樁間距甚至達到2m，因此，如此小的承壓板無法真實反映地基增強后的承載力。如何確定單位面積的大小、形狀和位置，就成了計算復合地基承載力特征值的關鍵一步。當然，最準確的方法是將承壓板做到與整個地基的面積一致，在這個承載力特征值里面，有樁的功勞，也有土的功勞，彼此按截面積進行分攤，樁的功勞就用面積置換率m表示。

1、小面積地基

根據面積置換率的基本定義：

m=nApBL=n×3.14×d2/4BL（1-1）

2、大面積方形、三角形、矩形地基

對于大面積地基，由于樁的數量無法預知，公式（1-1）計算就存在困難，但是無論是單一樁型或是多樁型，由于每一種樁自身都是規則布置，所以，如果每種樁有n根，那么就可以將地基的面積分為n等份，每一份就是一個單位面積，在這個單位面積內剛好有1根樁，面積置換率就是這根樁的截面積除以這個單位面積。

對于上圖所示方形布樁形式，在任意四根樁中心進行連線，則每根樁有1/4樁截面積在虛線框內，則虛框內共有4×1/4樁截面積，即一根樁截面積，該根樁截面積處理虛框內的地基，因此：

m=3.14×d2/4s2=d2（1.13s）2=d2d2e（1-2）

其中：de：一根樁分擔的處理地基面積的等效圓直徑。

同理，對于正三角布樁時，如圖所示，取三個圓的中心連線，圍成的一個正三角形，其中樁的面積為1/2單樁截面積，則：

（1-3）

同理，對于矩形布樁時，如圖所示，取四個圓中心連線，圍成一個矩形，其中樁的面積為4×1/4樁截面積，即一根樁截面積，則：

（1-4）

s1、s2分別為樁的縱向、橫向間距。

在《建筑地基處理技術規范》7.1.5.1中，等邊三角形布樁de=1.05s，正方形布樁de=1.13s，矩形布樁，對比1-2～1-4結果可知，上述計算與《建筑地基處理技術規范》一致。

3、結語

在工程實踐中，通過以上簡化計算，可以提高從業人員對面積置換率的深刻理解，有助于更好地理解和運用規范、而不必死記硬背，對工程實踐有一定指導意義。

參考文獻：

[1]《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）

作者簡介：賀育勝（1982-），男，河南民權人，碩士，工程師，主要從事巖土工程勘察、基坑支護設計與施工方面的研究。

李睿（1988-），男，陜西富縣人，本科，助理工程師，主要從事巖土工程勘察、基坑支護設計與施工方面的研究。

員園園（1986-），男，陜西大荔人，助理工程師，主要從事巖土工程勘察、基坑支護設計與施工方面的研究。