一種地基加強(qiáng)的新思路和新算法

【摘要】根據(jù)國(guó)外風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求，提出了一種地基加強(qiáng)的新思路并推到出相應(yīng)的計(jì)算方法，即地基壓縮模量和密實(shí)度聯(lián)合法，對(duì)處理類(lèi)似的地基或地基加強(qiáng)提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】地基處理；復(fù)合模量；壓實(shí)度；地基承載力；復(fù)合模量和密實(shí)度聯(lián)合法；褥墊層；復(fù)合地基；微樁

Abstract： According to the design requirement in one foreign country， this paper developed new method that is combined method of composite modulus and compaction degree for ground treatment under the Turbine foundation， it provide reference or guidance in deal with the similar soil improvement under the structure.

Keyword： Ground treatment；composite modulus；compaction degree；bearing capacity of composite foundation；combined method of composite modulus and compaction degree；cushion；composite foundation；Micro pile

引言

越南富勒風(fēng)電項(xiàng)目是我院承接的第一個(gè)海外EPC總承包項(xiàng)目，共有12臺(tái)2MW的風(fēng)機(jī)，其中有8臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)完成后設(shè)計(jì)師提出需進(jìn)行地基處理，處理完成后的地基其壓縮模量需要達(dá)到42Mpa，壓實(shí)度需達(dá)到95%以上，地基設(shè)計(jì)承載力需達(dá)到200kpa以上，地基處理深度為5-7米。

最初考慮當(dāng)?shù)爻邪逃写驑兜臋C(jī)械設(shè)備，同時(shí)考慮地質(zhì)情況為砂性土、當(dāng)?shù)氐牡叵滤^深，不存在振動(dòng)液化問(wèn)題。因而，初選方案為混凝土預(yù)制貫入樁。為達(dá)到設(shè)計(jì)師的要求筆者對(duì)采用混凝土預(yù)制樁分別推導(dǎo)出滿足壓縮模量和滿足密實(shí)度的計(jì)算方法，兩者方法得到的設(shè)計(jì)成果可互為檢驗(yàn)和相互校核。

由于目前復(fù)合地基的設(shè)計(jì)方法還不夠完善，計(jì)算理論處于發(fā)展階段，基于工程實(shí)際本文探討了一種新的方法，可在處理類(lèi)似工程中提供參考。

1、地基加強(qiáng)新算法

針對(duì)本工程的特性和實(shí)際情況，擬選用鋼筋混凝土微型樁，本文簡(jiǎn)稱(chēng)微樁，施工方法擬采用貫入法（打入法）。微樁的特點(diǎn)、適用范圍以及針對(duì)微樁的計(jì)算方法概述如下。

1.1 微型混凝土樁的特點(diǎn)和適用范圍。微樁采用圓形斷面或正方形的橫斷面，其尺寸在200-400mm之間，其長(zhǎng)度一般6-15m。其施工方法可采用灌注、打入或壓入。適用于無(wú)地下水或有地下水的砂土、粉土、粘性土、雜質(zhì)土、砂礫土。混凝土強(qiáng)度可采用C30-C40。微樁由于斷面小，體積輕，因而對(duì)所用的施工設(shè)備要求不高。

微樁的功能主要是復(fù)合地基的加固處理、提高地基承載力并具有抗側(cè)向水平拉力的特點(diǎn)。微樁樁長(zhǎng)的設(shè)計(jì)需考慮滿足單樁承載力的要求，滿足進(jìn)入較好持力層的要求。

1.2 提高地基密實(shí)度法推導(dǎo)。通過(guò)在研究地基的范圍內(nèi)，靠打入預(yù)制混凝土樁，填充和擠壓地基土的空隙可使得土基達(dá)到一定密實(shí)程度。需加多少個(gè)樁能方能滿足呢，公式推導(dǎo)如下：

1.5 褥墊層。復(fù)合地基是由褥墊層、樁和樁間土共同構(gòu)成一個(gè)受力整體。褥墊層的厚度一般采用0.2-0.6m。褥墊層宜采用級(jí)配碎石，其變形模量應(yīng)該控制在100MPa以上。

2、樁基數(shù)量計(jì)算實(shí)例

根據(jù)地質(zhì)勘探資料和采用截面邊長(zhǎng)為300mm的方樁，兩種計(jì)算方法對(duì)同一地基基礎(chǔ)加強(qiáng)計(jì)算結(jié)果列入表1和表2.

表1和表2表明：當(dāng)采用混凝土打入樁并使地基土的壓實(shí)度達(dá)到95%以上時(shí)，地基土的壓縮模量將提高到8倍以上。

3、鋼筋混凝土樁的設(shè)計(jì)

按BS8004設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土微型樁的結(jié)果列如表5。

4、混凝土樁的布置

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)鋼筋混凝土微型樁的布置見(jiàn)圖2。

5、問(wèn)題探討

目前我們國(guó)家樁基施工規(guī)范中并沒(méi)有規(guī)定鋼筋混凝土微型樁的計(jì)算方法，其樁距的計(jì)算大都采用經(jīng)驗(yàn)式。因而，所設(shè)計(jì)樁的數(shù)量應(yīng)該說(shuō)偏于保守。

本工程設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度達(dá)到95%以上，這是最低要求，考慮地基土的不均勻性，若采用本文的計(jì)算方法，其壓實(shí)度要求應(yīng)控制在98%以上為妥。為安全起見(jiàn)，建議結(jié)合本文的方法應(yīng)開(kāi)展必要的數(shù)值計(jì)算分析，做到安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理。

6、結(jié)語(yǔ)

采用樁基作為地基處理技術(shù)具有處理土層厚、處理面積大、工法簡(jiǎn)單、施工進(jìn)度快、處理效果顯著。

本文提供了鋼筋混凝土微樁的計(jì)算方法，即地基壓縮模量和密實(shí)度聯(lián)合法，對(duì)處理類(lèi)似的地基或地基處理提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛殿基，馮仲林.復(fù)合地基樁基處理技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50007-2012.

[3]《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002.

作者簡(jiǎn)介：

吳政（1963-），男，四川成都人，本科，中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，高級(jí)工程師。研究方向：國(guó)外土木工程設(shè)計(jì)和施工管理。