復合地基受力狀態及其靜載檢測注意事項淺析

王立新

摘 要 復合地基在實際工程中應用非常廣泛，載荷試驗對復合地基承載力、變形模量有很大的設計指導意義。本文首先闡述了素混凝土樁復合地基的受力原理，然后細致探討了復合地基靜載檢測中的幾點注意事項，以期能夠為相關同業同仁在開展復合地基靜載檢測工作時提供些許參考與幫助。

關鍵詞 素混凝土樁;復合地基;載荷試驗

引言

隨著城市化進程的發展，越來越多的高層、超高層建筑物在城市中興起，高層建筑對地基土承載能力的要求也隨之提高，所以務須通過對地基土進行相應的加固處理，來滿足建筑物對地基土承載能力的要求。通常在地基土中增設豎向增強體（樁體），由原土和增強體形成復合地基來共同承擔建筑物荷載，可大幅度提高地基土的承載能力，能夠減小其沉降變形，該做法相當于對地基土進行加固。該地基加固處理做法經多年的實踐有了成熟的設計理論和經驗，在高層建筑的地基處理中應用廣泛。下面就以常用的豎向增強體（素混凝土樁）為例，介紹復合地基受力狀態及其在工程檢測中的數據分析。

1素混凝土樁復合地基的受力原理

素混凝土樁復合地基屬于剛性樁的復合地基，素混凝土樁置換原有土層，通過樁體的側摩阻力和端阻力，把荷載傳至深部土層，經過褥墊層的調節，使樁土有機地結合起來，共同發揮其承載能力，所以該類型基礎的受力變形即有天然淺基礎的特性，也有類似深基礎（群樁效應）的地基特性。

如何保障樁土同時發揮其承載能力是復合地基承載能力大小的關鍵，是否形成復合地基，需要從樁、土、褥墊層、基礎四方面因素綜合考慮。素混凝土樁屬于高粘結強度樁，樁的壓縮模量遠大于樁間土，樁間土變形較小時樁間土承載能力難于發揮，所以褥墊層的設置非常重要。基礎通過褥墊層始終與樁間土保持接觸，樁間土能夠參與工作，褥墊層是保證樁、土共同承擔荷載，形成復合地基的重要條件。褥墊層的厚度對調節樁、土的豎向及水平荷載分擔比例有重要影響，在相同荷載下，樁長、樁端土性質、樁周土性質不同時，褥墊層厚度是不同的，需要注意的是散體樁（或低粘結強度樁）有時不需要設置褥墊層，其核心還是以樁土共同發揮各自最大承載能力為前提條件。基礎具有調整復合地基樁土荷載分擔比例大小的作用，基礎剛度不同，樁土應力比不同，即樁土分擔比例不同，基礎剛度越小、樁土應力比越小，樁分擔的荷載越小。所以復合地基的設計需要根據實際情況結合檢測數據及工程經驗綜合以上所述的幾個方面去分析[1]。

2復合地基靜載檢測中的幾點注意事項

（1）從大量的CFG樁復合地基載荷試驗資料來看，其壓力-沉降曲線基本上均為平緩的光滑曲線，可按相對變形值（一般為0.010b～0.008b，b為承壓板的邊寬或直徑）確定承載力特征值。因為地基是由承載力和變形值兩個指標來控制，該原則與甲、乙級建筑物以控制變形為地基設計的主要原則一致。

（2）豎向增強體（素混凝土樁）樁徑一般低于800mm，當沉降隨荷載的變化為緩變形時，宜取S=40mm對應的荷載為極限承載力。該要求考慮了試驗中只是達到了相對穩定的標準，并非建筑物長時間的累計沉降，另外單樁的沉降小于實際的群樁沉降，同時實際工程中，建筑物對沉降的控制要求很多時候大于對承載力的控制要求，設計規范中高層建筑要求的平均沉降量限值為200mm，根據經驗及實驗數據統計，中、小直徑試樁的與建筑基礎的平均沉降量關系約為0.2倍，即40mm，所以二者在沉降要求上是完全統一的。這里還需注意的是，極限荷載的取值還需綜合考慮土的特性、樁長、樁徑、Q-S曲線特征，對長樁、大直徑樁沉降量大于40mm時，可能還不是極限荷載，而中、小直徑樁或樁端持力層差時，極限荷載對應的沉降量可能會低于40mm，甚至不到10mm。

（3）在分析單樁豎向抗壓曲線的時候，應充分考慮樁側土、樁端土達到極限承載力時需要的樁土相對位移，不同的土、樁長、樁徑，極限側阻力、端阻力的發揮需要的樁土位移是不同的，樁側阻力先于端阻力達到極限狀態，根據工程經驗，一般硬黏性土中樁側阻力在相對位移5～6mm時得到充分發揮，在砂石土中所需的位移量為4～15mm左右;一般硬黏性土在樁端達到極限承載狀態的相對位移量為樁徑的4%～5%，砂土一般為15%以上。

（4）很多的靜載試驗檢測實例顯示，單樁試驗的極限承載力不滿足設計要求，而復合地基的承載力能夠達到要求，這種情況較為常見，這其中有一部分原因是單樁施工較為復雜，由于施工原因導致;另外也與單樁試驗和復合地基實驗的終止加載條件有關，復合地基的加載與天然地基的條件相似。反過來，單樁通過了檢測，復合地基試驗正常情況下肯定是可以通過。

（5）規范規定復合地基的卸載過程也需要測量樁頂的殘余沉降量，并將測量數值繪于Q-S曲線中，該做法可以輔助判斷地基土是否接近于極限破壞，回彈值越小距離極限破壞就越近，另外該值對于基礎沉降量計算的經驗系數取值也能提供一定參考。

（6）在個別軟土層（如新近回填土、欠固結淤泥土等未固結土質）較厚的場地，如果未考慮軟土在檢測時為正摩擦、使用時為負摩擦的影響，檢測結果與實際受力存在較大差別，如果不能確定合適的檢測方案和正確的檢測荷載，將不能準確反映樁的實際受力性能，會造成檢測數據錯誤，甚至導致工程質量事故。在實驗中對該部分土層盡可能采取松動等措施來消減正摩阻對檢測結果的影響，或者在試驗加載時充分考慮負摩阻的作用，按計算結果增加檢測荷載[2]。

3結束語

綜上所述，復合地基是一種可靠有效的地基處理方式，其受力方式較為合理，該檢測過程比較復雜的，其受多種因素的影響，做到具體問題具體分析，才能得到科學的、可靠的檢測結果，有了真實的檢測數據才能準確地運用到工程設計當中。

參考文獻

[1] 任家富.復合地基靜載試驗檢測中的細節探討[J].中國科技縱橫，2015，（12）：94-95.

[2] 劉小剛.CFG樁復合地基承載力檢測技術應用分析[J].山西建筑，2017，43（10）：93-94.