建筑工程素混凝土復合地基設計分析

黃貫蓓　張文輝

摘 要：在建筑工程深厚軟土地基的處理過程中，素混凝土樁復合地基發揮了非常重要的作用，該工藝操作技術簡單可行，施工方便快捷，成本較低，并且能夠取得較好的加固作用。結合相應的灌注樁技術，能夠在實踐中驗證該工藝的有效性，為深厚軟土地基的處理提供了非常便捷的渠道。基于此，文章對素混凝土樁復合地基設計的計算方法和常見問題進行了分析，以便更好的提高工程質量。

關鍵詞：素混凝土樁復合地基；檢測；樁基

1 素混凝土樁復合地基設計的計算方法

在深厚軟土地基上修建的建筑物，會發生較大的沉降，造成建筑物沉降的變形，從而影響建筑的美觀和質量，因此，在采用素混凝土樁復合地基工藝中，必須對工藝的每一個步驟都進行精確合理的計算和判斷。在采用素混凝土樁復合地基設計中，通常要采用精確的計算方法對土樁的沉降進行計算，從而能夠有效的對沉降的程度、時間等進行相應的控制，從而延長建筑物的使用壽命。

我們用s來表示荷載作用下復合地基的總沉降量，總沉降量包括兩個部分：s1：加固區的壓縮量。s2：下臥層的壓縮量，因此，我們得到第一個公式：s=s1+s2。

在素混凝土樁復合地基對深厚軟土地基進行處理時，采用了復合模量法對壓縮量進行計算，將加固區和下臥層的壓縮量結合起來，作為一個有機的整體，即加固區的壓縮量等于：加固區上第n層復合土體上附加的應力增量與該層上的復合模量之比，乘上該土層上的厚度，對每一個土樁進行如此的計算后，將所有計算結果相加，得到的就是加固區的壓縮量。運用分層總和法，可以得到下臥層壓縮量的計算，但是由于下臥層上的荷載是難以準確計算的，因此，改用等效實體法對其進行計算，即下臥層的荷載等于：復合地基上的荷載密度減去一個整體，這個整體為兩倍的加固區的厚度比上荷載作用面寬度，再與等效實體四周側摩阻力相乘，這樣，s2也計算出來了。根據前面s1與s2的計算結果，s也就出來了。

在計算荷載作用下復合地基的總沉降量的過程中，采用了一系列的方式方法對其進行測量，因此，計算誤差是不能避免的，誤差的產生會對建筑物的沉降程度等產生一定的影響，隨著科學技術的不斷發展，相關的工作人員在實踐中，必須根據自身的經驗和實際情況，對深厚軟土地基上的建筑物沉降進行一定的分析，不斷的采用新的計算方式對沉降量進行控制，以達到預期的效果，提高建筑物的質量。

2 獨立基礎、條形基礎下布樁面積置換率的問題

《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）第7.1.5條，fspk=[1+m（n-1）]fsk，其中fspk為復合地基承載力特征值，fsk為處理后樁間土承載力特征值，m為樁土面積置換率，d為樁身平均直徑（m）；dc為一根樁分擔的處理地基面積的等效圓直徑。當為等邊三角形布樁時de=1.05s，正方形布樁de=1.13s；矩形布樁de=1.13。S、S1、S2分別為樁間距、縱向間距和橫向間距。

目前不少設計人員，在計算面積置換率時，不論如何布樁均套用上述等效圓直徑的方法來計算置換率，即當每根樁分擔的面積相等時，引進一個等效圓直徑來計算單一樁型復合地基的置換率，但實際上復合地基置換率的定義為：豎向增強體復合地基中，豎向增強體的橫斷面積與其所對應的（或所承擔的）復合地基面積之比。這兩種算法的不同將對整個工程造價有很大影響。

如我們設計的偃師國都花園車庫，獨基、條基下地基采用素混凝土樁進行加固處理，樁端持力層為第（7）層卵石層，樁徑d=500mm，有效樁長不小于16.0m，單樁豎向承載力特征值Ra=800kN，標準組合下柱底力多在2300KN左右，采用樁間距1500mm，正確的置換率算法應為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，如下圖1所示，2500×2500的獨基能承受3062KN的柱底力。而如果套用規范等效圓直徑的方法來計算置換率，則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，如下圖1所示，2500×2500的獨基僅能承受2300KN的柱底力，由此可見復合地基置換率算法的不同將對整個工程造價產生非常大的影響。

因此，可以得出結論：單一樁型復合地基面積置換率，應根據基礎面積與該面積范圍內實際的布樁數量，采用下式進行計算：；當每根樁分擔的處理地基面積相等，采用等邊三角形、正方形和矩形大面積布樁時，可采用等效圓直徑的方法估算面積置換率：；當每根樁分擔的面積雖然不等，但基礎面積大、布樁數量多，初步設計時，也可采用等效圓直徑的方法估算，布樁完成后應根據實際布樁數量來計算面積置換率。

3 結語

雖然素混凝土樁理論上被認為是一種高粘結強度剛性樁，但綜合考慮工程經驗和各地區地層及施工工藝，建議在進行素混凝土樁復合地基設計時將素混凝土樁按照半剛性樁進行保守考慮。

由于素混凝土樁復合地基加固區和下臥層變形計算深度范圍內的壓縮模量當量值差別較大，故在計算總沉降量時，加固區和下臥層的沉降計算經驗系數應分別計算。

素混凝土樁復合地基適用于建筑地基處理，滿足建筑地基的承載力及沉降標準且經濟性較優。

參考文獻

[1] 章學良.素混凝土組合樁復合地基工程特性研究[D].西南交通大學，2012.

[2] 萬來玉，羊永燃.關于復合地基承載力的計算公式問題[J].土工基礎，2000（01）.

[3] 司紅云.軟土地基處理及復合地基承載力檢測方法研究[J].西北水資源與水工程，2003（04）.

[4] 易永利. 復合地基承載力的影響因素和確定方法[J].巖土工程界，2009（08）.