地基承載力范文

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篇1

關(guān)鍵詞：細(xì)砂；地基承載力；壓縮變形；密實(shí)度

中圖分類號：TU473.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號：A 文章編號：2306-1499（2013）04-（頁碼）-頁數(shù)

1. 地基承載力的概念及取值方法

1.1地基承載力的概念

所謂地基承載力是指地基受荷后塑性區(qū)限制在一定范圍內(nèi)，保證不產(chǎn)生剪切破壞而喪失穩(wěn)定，且地基變形不超過容許值時(shí)的承載能力。

地基承載力特征值fak是正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的地基承載力，即在發(fā)揮正常使用功能時(shí)地基所允許采用抗力的設(shè)計(jì)值。它是以概率理論為基礎(chǔ)，也是在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物基礎(chǔ)沉降計(jì)算值不超過允許值的地基承載力。

地基承載力基本值f0是指按標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)，未經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理的數(shù)據(jù)，可由土的物理性質(zhì)指標(biāo)查規(guī)范得出的承載力。該承載力為按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的一定的基礎(chǔ)寬度和埋置深度條件下的地基承載能力。

從fak與f0的概念分析，f0經(jīng)過一定的折減后即為fak，但從國標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBTJ-89）[6]到（GB50007-2002）[5]的演變，以及福建省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6與《工程地質(zhì)手冊》（第三版）[3]表3-2-36的對比分析，fak與f0是基本一致的。

1.2目前砂土地基承載力取值的一般方法

地基承載力的取值既不能片面地追求較高的安全度而造成工程浪費(fèi)，也不能為了節(jié)省造價(jià)而犧牲安全度，刻意提高取值，應(yīng)本著既安全又經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行。

目前對砂土的地基承載力確定方法常用的有兩種，其中最常用的為查表法。

（1）查表法，按地方標(biāo)準(zhǔn)提供的承載力表格查表取值。目前一些沿海地區(qū)，如福建、廣東、廣西等的地方建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)均提供了根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)確定承載力的表格，其中對于砂土的取值也都大同小異，以福建省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（DBJ 13-07-2006）[1]為例，詳見下表1：

設(shè)計(jì)綜合各種試驗(yàn)結(jié)果，采用fak=220kPa、E0=15 MPa進(jìn)行設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)尺寸按3.2m×3.2m考慮，采用分層總和法估算地基最終沉降量為16.33mm。根據(jù)沉降觀測結(jié)果，開閉所沉降穩(wěn)定后的累計(jì)總沉降量為12-17mm。

顯然，利用平板載荷試驗(yàn)和靜力觸探試驗(yàn)成果的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測較為接近。

4.試驗(yàn)檢測結(jié)果分析

4.1從試驗(yàn)方法的綜合使用方面分析

從三種不同檢測方法獲得的地基承載力特征值來看，根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)依福建省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6確定的承載力值最小，約160kPa；按平板載荷試驗(yàn)確定的承載力值最大，不小于220 kPa；按靜力觸探確定的承載力值居中，約為180 kPa。載荷試驗(yàn)是天然地基上模擬建筑物的基礎(chǔ)荷載條件，通過承壓板向地基施加豎向荷載，觀察研究地基土的變形和強(qiáng)度規(guī)律的一種原位試驗(yàn)，屬于現(xiàn)場模擬操作，是確定地基承載力最接近實(shí)際的手段，這已得到業(yè)界的共識(shí)，檢測結(jié)果也被設(shè)計(jì)認(rèn)可和采用。但是，由于該試驗(yàn)費(fèi)用較高，一般只用于安全等級為一級的建筑物。

利用標(biāo)貫擊數(shù)查表確定砂土的地基承載力是目前巖土工程勘察中最常用的方法。福建省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6與《工程地質(zhì)手冊》（第三版）[3]表3-2-36采用的其實(shí)就是《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 7-89）[6]附表5-8的數(shù)據(jù)。近二十多年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建設(shè)項(xiàng)目雖然數(shù)量龐大，但普遍存在工期緊、勘察費(fèi)低的現(xiàn)象，而且受場地工程地質(zhì)條件與工程重要性等級等因素的影響，因此也少有對細(xì)砂層采用多種試驗(yàn)方法及沉降觀測結(jié)果進(jìn)行承載力的驗(yàn)證，并提出更新意見，而一直引用原有數(shù)據(jù)。

觀點(diǎn)一：當(dāng)場地有現(xiàn)場載荷試驗(yàn)時(shí)，對試驗(yàn)結(jié)果的采用應(yīng)以載荷試驗(yàn)為主，其他試驗(yàn)方法為輔。

4.2 從砂土的壓縮變形機(jī)理、密實(shí)度的表征分析

一般來說，砂土顆粒間孔隙連通性較好，地基承載力受地下水及孔隙氣體的影響很小，其強(qiáng)度主要來源于固體顆粒間的滑動(dòng)摩擦和咬合摩擦，前者會(huì)引起土體的剪縮，顆粒間的滑動(dòng)趨向密實(shí)；后者會(huì)引起土體的剪脹、顆粒破碎和顆粒重新定向排列。因此，砂土的壓縮變形穩(wěn)定后承載力的提高基本上是砂粒結(jié)構(gòu)排列在外荷作用下重新調(diào)整擠密的結(jié)果。

孔令偉、朱建群等人的研究（國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目40372128）[9]指出，粉粒含量對砂土強(qiáng)度的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）由于粉粒含量的增加，影響砂土的透水性，從而使砂土在外力作用下，超靜孔隙水壓力來不及消散而降低其有效抗剪強(qiáng)度；（2）砂土在外力作用下，砂顆粒間的相互錯(cuò)動(dòng)導(dǎo)致處于砂粒接觸點(diǎn)上的粉粒滑入孔隙中；或者，一部分粉粒仍處在接觸點(diǎn)上而產(chǎn)生粉粒自身的彈性壓縮（實(shí)際上該部分變形量非常小，可忽略不計(jì)），從而表現(xiàn)出較大的體縮。雖然從這個(gè)層面上來講，砂土的粉粒含量、顆粒形狀、級配、粒徑等對其壓縮變形有一定影響，但是該文獻(xiàn)研究的是粉粒含量對松散狀態(tài)（孔隙比e=1.07±0.005）下的片狀粉細(xì)砂強(qiáng)度的影響，對不同粉粒含量在不同密實(shí)度狀態(tài)下對砂土強(qiáng)度的影響問題，目前尚未發(fā)現(xiàn)有專門的研究資料。

眾所周知，砂土的密實(shí)度是砂土體強(qiáng)度，即砂土體抵抗外力產(chǎn)生壓縮變形能力的一種綜合表征，這從現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的條文也可見一斑，例如：（1）國標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）[2]第3.3.9條根據(jù)標(biāo)貫實(shí)測值劃分砂土密實(shí)度，未按砂土類別（粒組成分）進(jìn)行細(xì)分；（2）行標(biāo)《靜力觸探技術(shù)規(guī)則》（TBJ 37-93）[4]根據(jù)靜力觸探結(jié)果，對承載力與壓縮模量的取值也并無砂土類別之分；（3）砂土作為基礎(chǔ)持力層，對工程影響最大的就是液化問題，國標(biāo)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）[10]第4.3節(jié)對飽和砂土的液化判別雖然考慮了粘粒含量的影響，但也未考慮砂土的粉粒含量、顆粒形狀、級配、粒徑等因素，對不同類別的砂統(tǒng)一按標(biāo)貫擊數(shù)進(jìn)行判別。

觀點(diǎn)二：根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)確定的細(xì)砂地基承載力可以提高到與中、粗砂相當(dāng)?shù)乃健?/p>

4.3從試驗(yàn)成果的取用及地基沉降計(jì)算與沉降觀測結(jié)果方面分析

地基沉降計(jì)算與實(shí)際沉降觀測之間會(huì)存在一定差異，這是由于理論計(jì)算基于線彈性模型與土體的本構(gòu)模型之間存在差異造成的，這在不少文獻(xiàn)（如文獻(xiàn)[8]）及教科書中都有論述。當(dāng)然，沉降計(jì)算與變形參數(shù)的取值關(guān)系甚大，比如利用平板載荷試驗(yàn)成果計(jì)算的沉降量較小，就是因其變形參數(shù)取值較大的結(jié)果。本文討論的是地基承載力的取值問題，在變形參數(shù)取值相同的情況下，基礎(chǔ)尺寸將隨地基承載力的減小而增大，造價(jià)也會(huì)相應(yīng)增加。從地基沉降變形計(jì)算與沉降觀測的結(jié)果來看，雖然計(jì)算結(jié)果與沉降觀測之間存在一定差異，但利用平板載荷試驗(yàn)和靜力觸探試驗(yàn)成果的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測仍較為接近，而利用標(biāo)貫試驗(yàn)成果計(jì)算的結(jié)果與實(shí)測相差較大。若其他條件不變，利用標(biāo)貫試驗(yàn)成果（fak取160kPa），即使壓縮模量Es取10 MPa進(jìn)行計(jì)算，基礎(chǔ)尺寸達(dá)到3.7m×3.7m，其最終沉降量也達(dá)24.96mm。不但計(jì)算的沉降量仍然較大，而且基礎(chǔ)尺寸也較大。

本工程實(shí)例設(shè)計(jì)采用了平板載荷試驗(yàn)結(jié)果（fak取220kPa，E0=15 MPa）進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)際的沉降觀測結(jié)果沉降較均勻，沉降量也較小，與理論計(jì)算值較為接近，滿足國標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2002）[5]的有關(guān)要求。

觀點(diǎn)三：細(xì)砂在桿長修正后的標(biāo)貫擊數(shù)達(dá)到15擊時(shí)，地基承載力特征值fak取220kPa是安全可靠的。

5.結(jié)論與建議

本工程實(shí)例的細(xì)砂層直接出露、厚度大、分布范圍廣、均勻性較好，試驗(yàn)條件好，與理論模型也較為接近，試驗(yàn)成果可靠度高，具有一定的代表性。綜合以上的討論和分析，目前根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)，依福建省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（DBJ 13-07-2006）[1]附表C.0.6確定的細(xì)砂地基承載力偏低，會(huì)在一定程度上造成工程浪費(fèi)。建議：根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)，按該規(guī)范查表確定的細(xì)砂地基承載力特征值宜提高到與中、粗砂相當(dāng)?shù)乃剑醇?xì)砂經(jīng)桿長修正后的標(biāo)貫擊數(shù)不小于15擊時(shí)，其地基承載力特征值不小于220kPa。

此外，建議對粉粘粒含量與不同密實(shí)度條件下的各粒級砂（若能同時(shí)考慮級配問題更好）的強(qiáng)度關(guān)系作深入的研究，為工程建設(shè)提供更詳實(shí)的依據(jù)，在確保安全度的同時(shí)，盡量節(jié)省造價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1]福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)DBJ 13-07-2006 建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，2006年

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 50021-2001 巖土工程勘察規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，2009年

[3]常士驃等.工程地質(zhì)手冊（第三版）[M].中國建筑工業(yè)出版社，1992年

[4]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) TBJ 37-93 靜力觸探技術(shù)規(guī)則[S].中國建筑工業(yè)出版社，1993年

[5]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 50007-2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，2002年

[6]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GBJ 7-89 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，1989年

[7]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ 72-2004 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2004年

[8]馬崇武 劉忠玉 王衛(wèi)平. 傳統(tǒng)地基沉降計(jì)算方法存在問題分析[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，14（5）

[9]朱建群 孔令偉 鐘方杰. 粉粒含量對砂土強(qiáng)度特性的影響[J].巖土工程學(xué)報(bào) 2007，29（11）

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【關(guān)鍵詞】：地基承載力；特征值；太沙基理論；深寬修正

Abstract ]:By retrospective determination of bearing capacity of foundation between methods of inheritance, characteristic value of bearing capacity of deep width correction discussed.

[ Key words ]: foundation bearing capacity; Eigen value; Terzaghi theory; depth width correction

中圖分類號：TU47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號：2095-2104（2012）07-0020-02

地基承載力是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中相當(dāng)重要的一個(gè)參數(shù)，其數(shù)值大小不僅關(guān)系到建筑為的安全而且決定了建筑物的基礎(chǔ)形式和成本。地基承載力特征值的建議值通常是由勘察人員在巖土工程勘察報(bào)告中提出來的，因此，如何確定和應(yīng)用地基承載力是我們每一位工程勘察技術(shù)人員所必須掌握的基本功。下面就筆者的工作體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)對以上問題進(jìn)行初步的探討。

一、地基承載力的確定

地基承載力是保證地基強(qiáng)度和穩(wěn)定條件下地基承受荷載的能力。在不同的歷史時(shí)期，不同設(shè)計(jì)規(guī)范中，也出現(xiàn)了不同的地基承載力概念，比如：容許承載力、承載力標(biāo)準(zhǔn)值、承載力設(shè)計(jì)值、承載力特征值等，根據(jù)文獻(xiàn)2，我們在這里進(jìn)行討論地基承載力特征值。

文獻(xiàn)2定義承載力特征值為：由在和實(shí)驗(yàn)測定的地基土壓力變形曲線（p-s曲線）線段變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值，其最大值為比例界限。由該定義看出，地基承載力特征值主要由載荷試驗(yàn)所確定。但在工程實(shí)踐應(yīng)用中，由于載荷試驗(yàn)價(jià)格高，試驗(yàn)繁，耗時(shí)長，規(guī)范規(guī)定在甲級建筑物中必須采用，在乙、丙級建筑物中可采用其他方法綜合確定。

1、載荷試驗(yàn)

載荷試驗(yàn)是確定承載力最準(zhǔn)確、最直接的一種方法。該法利用一套加壓裝置測定一定面積承壓板下的應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的地基壓力變形曲線，從而確定地基承載力特征值。它分為淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)3種，其中淺層平板載荷試驗(yàn)適用于地下水位以上淺層地基土，深層平板載荷試驗(yàn)適用于埋深≥3m和地下水位以上的地基土，螺旋板載荷試驗(yàn)適用于深層地基土或地下水位以上的地基土。3種方法的試驗(yàn)要點(diǎn)及取值方法可參見文獻(xiàn)2和工程地質(zhì)手冊。

2、理論公式計(jì)算

理論公式計(jì)算確定地基承載力特征值主要根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。該方法可分為兩類：一類為采用極限平衡理論求得地基承載力極限值，再除以安全系數(shù)，得到地基承載力特征值，該法最早由普朗特爾導(dǎo)出，后經(jīng)太沙基、漢森、魏錫克等補(bǔ)充，此法是國內(nèi)確定地基承載力的主流，為文獻(xiàn)4推薦采用，公式為；另一類是按控制地基中塑性區(qū)發(fā)展范圍的方法確定地基承載力特征值，往往選用臨塑荷載或比臨塑荷載大的臨界荷載和作為地基承載力，該方法應(yīng)用廣泛，積累了大量工程經(jīng)驗(yàn)，在我國的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中推薦了以該方法為理論基礎(chǔ)的公式：。

理論公式計(jì)算倚重的土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，需視工程情況正確選用cu或uu試驗(yàn)法予以確定。

3、根據(jù)土工試驗(yàn)、原位測試數(shù)據(jù)查表

這是最為常見的根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定承載力，是利用土工試驗(yàn)指標(biāo)和原位測試結(jié)果，結(jié)合手冊、規(guī)范中提供的承載力表查取承載力。使用這一方法需要明確：承載力表必須具有代表性，所測的土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)一定要準(zhǔn)。因?yàn)樗玫某休d力表是以載荷試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，然后通過數(shù)據(jù)回歸分析，建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，并與土的抗剪強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行比較，綜合得到的一種對應(yīng)。由于我國各地存在差異，新規(guī)范取消了承載力表。

以上三種方法是目前勘察人員確定地基承載力特征值主要采用的方法。

二、深寬修正的實(shí)質(zhì)

文獻(xiàn)2要求：當(dāng)基礎(chǔ)寬度＞3m或埋置深度＞0.5m時(shí)，承載力特征值應(yīng)按照進(jìn)行深寬修正，意義何在？

我們知道地基的破壞形式可分為整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖切破壞三種，對于密實(shí)砂土、硬塑、堅(jiān)硬的黏性土地基，通常為整體破壞，而出現(xiàn)局部剪切和沖切破壞的松散砂及軟弱土不作為基礎(chǔ)持力層，因此地基的破壞形式多表現(xiàn)為整體剪切破壞。

按照太沙基理論得到的便符合這一假定。由此公式的推導(dǎo)過程（詳見文獻(xiàn)1）顯示，公式中第一項(xiàng)與第二項(xiàng)分別為基礎(chǔ)寬度與基礎(chǔ)深度對承載力的效應(yīng)。正因如此，承載力不但與土的抗剪強(qiáng)度有關(guān)，也是基礎(chǔ)寬度和基礎(chǔ)埋深的函數(shù)，基礎(chǔ)寬度大、基礎(chǔ)埋深大對地基承載力產(chǎn)生有利影響。

三、深寬修正的對象

上面我們談到了三種地基承載力的確定方法，不同方法得到的承載力特征值是否應(yīng)統(tǒng)一進(jìn)行修正呢？

由于載荷試驗(yàn)的埋深為零，所測定的承載力沒有包含深度的影響，同時(shí)載荷試驗(yàn)的荷載板尺寸比基礎(chǔ)小得多，所測得的結(jié)果不能直接應(yīng)用于實(shí)際工程，而需要進(jìn)行深寬修正。

同樣，根據(jù)土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)所得的物理力學(xué)指標(biāo)(如孔隙比e、液性指數(shù)Il)，以及根據(jù)原位測試（標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N、重型觸探擊數(shù)N63.5等）等所得的力學(xué)指標(biāo)對應(yīng)的承載力表，因?yàn)槎际峭ㄟ^將各種指標(biāo)回歸于載荷試驗(yàn)而得到的對應(yīng)關(guān)系，所以從本質(zhì)上可視為載荷試驗(yàn)確定地基承載力的另外一種表達(dá)形式，因而所得到的地基承載力同樣需要進(jìn)行深寬修正。

唯獨(dú)文獻(xiàn)2給出的是傳承了經(jīng)典理論的計(jì)算公式，依此計(jì)算所得的地基承載力特征值不僅體現(xiàn)了土性對地基承載力的影響，經(jīng)過了經(jīng)驗(yàn)校正，而且考慮了基礎(chǔ)寬度與基礎(chǔ)埋深的影響，因此不需要也不應(yīng)該進(jìn)行深寬修正。并且，深寬修正方法的數(shù)據(jù)依據(jù)、計(jì)算方法的可信度和理論層次都低于用承載力公式計(jì)算的方法，用低一層次的方法去校正高一層次的結(jié)果，在理論上是不合適的。

四、結(jié)語

1、地基承載力特征值可通過載荷試驗(yàn)、理論公式計(jì)算和土工試驗(yàn)、原位測試查表等方法確定。

2、根據(jù)太沙基理論，對于由載荷試驗(yàn)及由土工試驗(yàn)、原位測試查表等方法得到的地基承載力特征值應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行深寬修正。而對于由理論公式直接計(jì)算得到的地基承載力特征值不能再進(jìn)行深寬修正。

參考文獻(xiàn)：

1、《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》高大釗主編，中國建筑工業(yè)出版社

2、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002

3、《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001

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【關(guān)鍵詞】CFG樁；復(fù)合地基；褥墊層；承載力

0 引言

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱（即Cement Flying-ash Gravel pile），是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，摻適量的水進(jìn)行拌合，采用各種成樁機(jī)械形成樁體。通過調(diào)整水泥的用量及配比，一般可使樁體強(qiáng)度等級在C10～C25之間變動(dòng)[1]。CFG樁復(fù)合地基通過褥墊層與基礎(chǔ)連接，無論樁端落在一般土層還是堅(jiān)硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。樁體的強(qiáng)度高低直接受水泥的摻量多少影響，水泥少時(shí)，強(qiáng)度低；水泥摻量高時(shí)，CFG樁樁體的強(qiáng)度就高。CFG樁復(fù)合地基適用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結(jié)完成的素填土地基。

1 CFG樁在復(fù)合地基中的作用

1.1 樁體的擠密加筋作用

CFG樁在成樁的過程中，樁體擠壓周圍松散土體，使得土體孔隙比減小，密實(shí)度增大，同時(shí)施工過程中不需要向原地基中加水，CFG樁樁體中的粉煤灰以及水泥在水化時(shí)也起到對樁間土吸水、發(fā)熱和膨脹的作用，使得樁間土達(dá)到擠密的效果。另外，由于CFG樁樁體粘結(jié)強(qiáng)度大、抗剪強(qiáng)度強(qiáng)，其樁體強(qiáng)度明顯大于樁周邊土的強(qiáng)度，實(shí)際上CFG樁樁體就起到土層的豎向加筋的作用，進(jìn)而增大土的抗剪強(qiáng)度和樁側(cè)摩阻力，提高地基的承載力[2]。

1.2 樁體置換作用

CFG樁樁體是具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的混合料的樁體。在CFG樁復(fù)合地基中，CFG樁承擔(dān)荷載遠(yuǎn)大于樁間土承擔(dān)荷載，土被CFG樁置換是復(fù)合地基承載力得到提高的主要原因之一。

1.3 樁體的排水作用

CFG樁由于在普通混凝土拌合料中摻入粉煤灰，因此具有很強(qiáng)的滲透性，樁體相對于土體構(gòu)成了滲透性很好的豎向排水、減壓通道。可以有效地消散振沖產(chǎn)生的超孔隙水壓力的增高，加速土體的排水和固結(jié)，有效提高土體強(qiáng)度，土體強(qiáng)度還會(huì)隨著時(shí)間增加而增強(qiáng)。另外，CFG樁復(fù)合地基采用振沖法施工，還可大大增強(qiáng)粉、細(xì)砂土的抗液化能力。

2 復(fù)合地基承載力最新計(jì)算方法

建筑地基處理技術(shù)規(guī)程（JGJ 79-2012）中的計(jì)算方法[3]，在第七章詳細(xì)介紹了各種復(fù)合地基的計(jì)算方法和施工要點(diǎn)，其中對于復(fù)合地基初步設(shè)計(jì)時(shí)可按下式估算承載力：

2.1 對有粘結(jié)強(qiáng)度增強(qiáng)體復(fù)合地基

f■=λm■+β（1-m）f■（1）

式中：f■――復(fù)合地基承載力特征值（kPa）；λ――單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.7～0.90；m――面積置換率；R■――單樁承載力特征值（kN）；A■――樁的截面積（m2）；β――樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)，按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.9～1.0；f■――處理后樁間土承載力特征值（kPa），應(yīng)按靜載荷試驗(yàn)確定。

對于CFG樁復(fù)合地基，屬于有粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)體復(fù)合地基，所以應(yīng)按照公式（1）計(jì)算地基承載力。

2.2 單樁豎向承載力特征值R■應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定。

R■=u■■q■l■+βq■A■（2）

式中：u■――樁的周長（m）；n――土層數(shù)；q■――樁周第i層土的側(cè)阻力特征值。l■――第i層土的厚度（m）；q■――樁端土端阻力特征值（kPa）。

2.3 按樁身材料強(qiáng)度確定的單樁豎向承載力特征值R■

R■=■f■A■（3）

式中f■――樁體試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 的立方體抗壓強(qiáng)度平均值（kPa）

3 影響因素分析

從上述的3個(gè)公式來看，與復(fù)合地基置換率、樁土應(yīng)力比、樁長、樁徑、樁體材料，復(fù)合地基土層信息等均有一定關(guān)系，主要分析以下幾方面的影響。

3.1 樁的平面布置方式

樁的布置形式很多，條形基礎(chǔ)可以采用單排、雙排或多排的布樁方式，獨(dú)立基礎(chǔ)可以采用單樁或是多樁布置，箱筏基礎(chǔ)宜采用等邊三角形布樁[4]，m為面積置換率，其計(jì)算公式為m=Ap/A，樁可以是三角形或是方形排列。樁間距的大小影響m的大小，樁間距越大，m值越小，復(fù)合地基承載力越小，但當(dāng)樁距小于4倍樁徑后，隨樁距的減小，復(fù)合地基承載力的增長率明顯下降。一般選擇3～4d（樁徑）為宜。

3.2 樁長、樁徑

樁長的選擇一般決定于持力層所在位置。樁越短，樁間土荷載分擔(dān)比例就越高，樁間土受的荷載越大，樁間土的壓縮變形越大，樁長范圍內(nèi)土的壓縮變形也越大；反之，樁越長，樁間土荷載分擔(dān)比就越小，樁間土的壓縮變形越小。樁徑大，置換率就大，處理區(qū)域的復(fù)合模量就大，復(fù)合地基承載力提高的就越明顯。樁體長度不同時(shí)，在承擔(dān)相同的基礎(chǔ)荷載時(shí)，樁體和樁間土所承擔(dān)的應(yīng)力分擔(dān)不同，樁越長，樁承擔(dān)的荷載就越大，樁間土的壓縮變形就小；樁越短，樁體承擔(dān)基礎(chǔ)荷載就越小，基礎(chǔ)荷載大部分由樁間土承擔(dān)，使得沉降比較大。因此增加樁長可以增大加固區(qū)的深度，同時(shí)樁體越長，樁側(cè)摩阻力越大，上部荷載可以傳遞到更深的土層中使復(fù)合地基的承載能力提高，變形減少。

3.3 褥墊層

褥墊層厚度大，樁間土承載力能夠得到充分發(fā)揮，樁體承擔(dān)豎向荷載減小，但地基水平和豎向變形都會(huì)增大。相反，褥墊層厚度小，樁土豎向荷載分擔(dān)比加大，樁間土承載力不能得到充分發(fā)揮，需要增加樁的數(shù)量和樁長，而且樁對基礎(chǔ)的應(yīng)力集中明顯，但其優(yōu)點(diǎn)是復(fù)合地基的沉降量小[5]。群樁復(fù)合地基，樁數(shù)越多，置換率越大，則約束作用越大。

3.4 施工工藝

CFG樁常用工藝有長螺旋鉆孔灌注成樁，振動(dòng)沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔、管內(nèi)裝混合料成樁。每種成樁工藝都有不同的要求，振動(dòng)沉管灌注成樁屬于非擠土成樁，主要適合淤泥質(zhì)土、松散砂土、粘性土、粉土等地質(zhì)條件、長螺旋鉆孔灌注成樁要求施工土層處于地下水位以上，適合于粘性土、粉土、素填土、中等密實(shí)以上的砂土，屬于非擠土成樁；長螺旋鉆孔泵壓混合料成樁，適用于粘性土、粉土、砂土以及對噪音或污染要求比較嚴(yán)格的場地。施工時(shí)一定要及時(shí)清理場地，保證樁體剛度不變，以提高樁體承載力。

4 結(jié)語

CFG樁有著擠密加筋、置換、排水作用，有效提高了地基承載力。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮樁長、樁徑、樁間距、褥墊層的厚度、樁體剛度等因素，提高復(fù)合地基承載力的同時(shí)降低成本是值得注意的問題。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞：高速公路；地基承載力

中圖分類號: U412.36+6

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，高速公路建設(shè)正逐步成為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)工程，國家也將會(huì)繼續(xù)加大資金投入進(jìn)一步改善道路交通及完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。因此，討論該如何進(jìn)一步研究高速公路的鋪設(shè)以及維護(hù)工程中所存在的問題，是非常有實(shí)際意義的。在高速公路的施工中，無論在技術(shù)上、管理上，也有不少教訓(xùn)，值得我們?nèi)シ此佳杏憽６谶@么多的問題中，高速公路地基承載力的潛在問題及防治就是其中的重要課題。

1. 地基承載力潛在問題的重要性

高速公路的優(yōu)越性使其在如今經(jīng)濟(jì)社會(huì)中起重要的作用。為了完善其功能，進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用，彌補(bǔ)高速公路的不足勢在必行。各種土木工程在整個(gè)使用年限內(nèi)都要求地基穩(wěn)定，要求地基不致因承載力不足、滲流破壞而失去穩(wěn)定地基容許承載力性，也不致因變形過大而影響正常使用。高速公路的地基承載力是高速公路的建設(shè)中相當(dāng)重要的因素之一。

地基承載力指地基在同時(shí)滿足變形和強(qiáng)度兩個(gè)條件下，單位面積所能承受的最大荷載。在荷載作用下，地基要產(chǎn)生變形。隨著荷載的增大，地基變形逐漸增大，初始階段地基土中應(yīng)力處在彈性平衡狀態(tài)，具有安全承載能力。當(dāng)荷載增大到地基中開始出現(xiàn)某點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)在其某一方向平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，該點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)就發(fā)生剪切破壞而處在極限平衡狀態(tài)，土中應(yīng)力將發(fā)生重分布。高速公路建設(shè)中有大量的通道和涵洞等構(gòu)造物，在高填方地段，填土荷載將在構(gòu)造物基底產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力(可達(dá)500 kPa以上)[1]。因此在進(jìn)行高速公路設(shè)計(jì)及巖土工程勘察時(shí)，均應(yīng)對其地基承載力問題給予高度重視，也就是說地基承載力的確定成了施工和設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真考慮的問題。

2. 確定地基承載力的方法

地基承載力的確定問題是一個(gè)復(fù)雜的問題。雖然，在傳統(tǒng)意義上確定方法己經(jīng)相當(dāng)成熟，然而由于傳統(tǒng)方法存在大量的假設(shè)，各地的地質(zhì)背景又不盡相同，使得目前許多實(shí)際工程當(dāng)中使用的地基承載力值偏低或偏高，從而造成了不必要的浪費(fèi)或工程隱患。因此，有針對性的確定地基承載力是非常必要的。

地基承載力可以根據(jù)地基容許承載力的方法來確定，可以根據(jù)臨界荷載的方法來確定，也可以根據(jù)極限荷載的方法來確定。具體確定方法包括原位試驗(yàn)法、理論公式法、規(guī)范表格法和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法。

2.1 原位試驗(yàn)法（in-situ testing method）：

原位試驗(yàn)法包括（靜）載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等，是一種通過現(xiàn)場直接試驗(yàn)確定承載力的方法。其中以載荷試驗(yàn)法為最可靠的基本的原位測試法。可以測定難于取得不擾動(dòng)土樣的有關(guān)工程力學(xué)性質(zhì)；可避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響；影響范圍大，代表性強(qiáng)。然而影響原位測試成果的因素較為復(fù)雜，使得對測定值的準(zhǔn)確判定造成一定的困難。

2.2 理論公式法（theoretical equation method）：

理論公式法是根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算的理論公式確定承載力的方法。該方法可以通過計(jì)算得出承載力，簡單方便，然而土的抗剪強(qiáng)度的影響因素很多，因此用理論公式法算得承載力較為局限。

2.3 規(guī)范表格法（code table method）：

規(guī)范表格法是根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)、現(xiàn)場測試指標(biāo)或野外鑒別指標(biāo)，通過查規(guī)范所列表格得到承載力的方法。規(guī)范不同（包括不同部門、不同行業(yè)、不同地區(qū)的規(guī)范），其承載力不會(huì)完全相同，應(yīng)用時(shí)需注意各自的使用條件。

2.4 當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法（local empirical method）：

當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法是一種基于地區(qū)的使用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行類比判斷確定承載力的方法。這種方法推算承載力也較方便快速，但是由于經(jīng)驗(yàn)的準(zhǔn)確性無法量化，它只能充當(dāng)一種宏觀輔助方法。

目前，在土木工程建設(shè)中，確定地基承載力的方法較多，但對于中小型工程，因建設(shè)資金等因素的制約，一般均采用規(guī)范法[2]確定地基承載力。規(guī)范表格法相比于原位試驗(yàn)法跟加快速，工作量相對較少；而與理論公式法和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法相比，由于有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支撐，規(guī)范表格法更為準(zhǔn)確，且說服力更強(qiáng)。

3. 影響高速公路地基承載力的潛在因素

高速公路的地基承載力與土質(zhì)和含水量有關(guān)。采用規(guī)范法可確定地基承載力，對于粉土，按天然含水量ω0和天然孔隙比e0查規(guī)范中的表得地基承載力；對于粘性土，按天然含水量ω0與液性指數(shù)II。查表可得粘性土土質(zhì)的地基承載力[3]。

3.1 水分對地基承載力的影響

當(dāng)高速公路修建后，因蓄水而使地基土的含水量增大，故承載力降低。若設(shè)計(jì)高速公路時(shí)，以天然地基承載力作為設(shè)計(jì)值，就會(huì)使建筑物的安全系數(shù)減小，甚至造成地基失穩(wěn)、高速公路斷裂等嚴(yán)重事故，直接威脅到人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。例如，朝赤高速公路土質(zhì)對含水量的變化極為敏感，即在土質(zhì)含水量低時(shí)，土的承載力較高，而當(dāng)其含水量增加時(shí)，承載力隨之急劇下降，壓縮性增加，不能滿足高速公路對路基的要求，勢必產(chǎn)生路基病害。因此，在設(shè)計(jì)高速公路時(shí)，需要考慮蓄水情況下的地基承載力，保證高速公路在該情況下能夠正常的運(yùn)行。令外，在鋪設(shè)高速公路的同時(shí)，其相關(guān)輔助設(shè)施（如排水設(shè)施）的高效運(yùn)行也是保證地基承載力相對穩(wěn)定的重要因素。

3.2 土質(zhì)對地基承載力的影響

在我國，膨脹土和軟土在土質(zhì)對地基的影響最大。在高速公路建設(shè)中，土質(zhì)的勘察是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，只有確定了土質(zhì)，才能采取相應(yīng)方案以保證地基承載力。

3.2.1 膨脹土

膨脹土指的是具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液限粘土，它主要由強(qiáng)親水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。其一是土中含有較多的粘粒，而粘粒中又含有較多親水性較強(qiáng)的蒙脫石或伊利石；二是具有特殊的膨脹結(jié)構(gòu)。膨脹土對公路的危害具有多次反復(fù)性，在堅(jiān)硬狀態(tài)下該土的工程性質(zhì)較好，但其顯著地漲縮特性可使路基發(fā)生變形、位移、開裂、隆起等嚴(yán)重破壞。為了保證道路在較長時(shí)間內(nèi)路基的穩(wěn)定和路面的平整度，達(dá)到安全.舒適行車的目的，必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問題。

3.2.2 軟土

國內(nèi)軟土地基分布廣泛，指強(qiáng)度低，壓縮量較高的軟弱土層，多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)。軟土有著高含水量、孔大隙比、高壓縮性、小壓縮模量、低承載力等特性。為了提高該段公路路基的穩(wěn)定性和承載能力，鋪設(shè)高速公路路基之前，需要對軟土路基進(jìn)行相應(yīng)的處理。加固土樁法，通過土體樁和樁間軟土形成復(fù)合地基可提高地基承載力。軟土地區(qū)修筑高速公路，由于軟土壓縮性大、含水量高、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，造成施工過程的安全風(fēng)險(xiǎn)比較大，工程條件很差。因此，軟土地基路堤施工期間，應(yīng)該根據(jù)場地軟土的特點(diǎn)，進(jìn)行施工安全監(jiān)控，盡量控制地基沉降變形，只有這樣才能確保施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

3.2.3 濕陷性黃土

濕陷性黃土是指在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的黃土。濕陷性黃土又分為非自重濕陷性黃土和自重濕陷性黃土。非自重濕陷性黃土是在上覆土的自重壓力下受水浸濕，不發(fā)生顯著附加下沉的濕陷性黃土；自重濕陷性黃土是在上覆土的自重壓力下受水浸濕，發(fā)生顯著附加下沉的濕陷性黃土。在諸多增強(qiáng)高速公路地基承載力的方法中，改良基床底層填料已成為提高高速公路路基質(zhì)量的關(guān)鍵問題，往往建議采用擠密法對黃土進(jìn)行技術(shù)處理。擠密法是處理地下水位以上新近堆積黃土、濕陷性黃土、雜填土和素填土的一種地基加固方法，主要是通過“擠壓”作用使地基土得到加密，并利用打入鋼套管在地基中成孔，最終在孔中分層填入素土后夯實(shí)而成土樁，這種方法屬于柔性樁，與樁間同形成復(fù)合地基。

結(jié)論與建議

( 1 ) 本文分析了地基承載力存在的一些問題，并提出了確定地基承載力的方法。

( 2) 具體分析了水分、土質(zhì)對地基承載力的影響。

本文拋磚引玉, 提出問題, 旨在引起工程界和學(xué)術(shù)界對地基承載力確認(rèn)方法的重視和影響因素。所建議的地基承載力確定方法, 還有待于工程驗(yàn)證和進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：粘性土；地基承載力；關(guān)系

Abstract: the characteristics of the soil and the bearing capacity of the foundation has a strong link between, and different soil with different capacity. This article mainly aims at the characteristics of cohesive soil, and combined with the bearing capacity of the foundation, this paper analyzes the related theory of cohesive soil moisture content and the relationship between the bearing capacity of the foundation.

Keywords: viscous soil; The bearing capacity of the foundation; relationship

中圖分類號：TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

在自然界，存在著不同特性的土壤，這些土具有不同的物理特性。土的形態(tài)常處于粘滯流動(dòng)狀態(tài)和固體狀態(tài)，具有可塑性。土的地基承載力與土的體積、密實(shí)度以及含水量有著密切的關(guān)系。一般而言，土的含水量越大，土質(zhì)會(huì)越松軟，土的地基承載力則相對較低，如果土的含水量小，土質(zhì)較硬，土的地基承載力便增大，因此不同物理特征的土直接影響著土的地基承載力。粘性土是指具有可塑狀態(tài)性質(zhì)的土，它具有特別的物理屬性，筆者將在下文中從粘性土的物理特性出發(fā)，分析粘性土與地基承載力的關(guān)系。

一、粘性土的物理特性

粘性土是指一種含粘土粒較多，透水性較小的土壤，壓實(shí)后的粘性土保水性好，毛細(xì)作用小。一般而言粘性土在工程上按照不同的可塑性，分為粉質(zhì)粘土和粘土，其中將塑性指數(shù)在10以上并且在17以下的的粘性土稱之為粉質(zhì)粘土，而塑性在17之上的則稱之為粘土。粘土的土粒較細(xì)，孔較小，透水性較弱，相比較其他土質(zhì)而言，粘土具有膨脹、收縮的特性。，隨著含水量大小的變化，粘性土的力學(xué)性質(zhì)也會(huì)隨之改變。具體說來粘性土具有以下特性：

粘性土是由極小的土粒做成的可塑性的細(xì)粒土，粘土的塑性隨著含水量的不同也會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生變化。可塑性是指土在外力的作用下，可塑成任何形狀卻不發(fā)生龜裂，當(dāng)外力停止施力時(shí)仍然能夠保持原來的形狀。粘性土隨著含水量不同分別處于幾種狀態(tài)：液體、塑體、固體等狀態(tài)。其中粘性土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的分界含水量稱為界限含水率。液限和塑限是塑體稠度的兩個(gè)界限，分別表示了塑體稠度的上限和下限。正是因?yàn)檫@樣的上限下限使得塑性的大小可以通過液限和塑限的差值確定，得出的結(jié)果便是塑性指數(shù)的定量表示。塑性指數(shù)越大則表明粘土的可塑性越強(qiáng)，塑性指數(shù)偏小則說明可塑性較小。塑性指數(shù)是判斷粘性土性質(zhì)分類的重要指標(biāo)。其中的粘土是粘性土的代表，粘土具有極強(qiáng)的可塑性和吸水性，并且粘土還具有膨脹性和收縮性。作為一種重要的建筑地基，粘性土的承載能力與它的天然稠度有關(guān)。

二、地基承載力

地基承載力是地基容許承載力，在保證地基穩(wěn)定的條件下，建筑物的沉降量不能超過建筑物允許值。一般而言，地基的穩(wěn)定性與構(gòu)成地基的土體息息相關(guān)，要保證建筑物的安全和正常使用，在使用過程中不遭到破壞，就需要地基的負(fù)荷不能超過地基土的負(fù)荷能力，具體便是要求組成地基土層的土受壓縮和變形、凹陷產(chǎn)生的變形不能過大，從而保證地基的穩(wěn)固。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中需要充分考慮以下幾個(gè)因素：1.地基的容許承載力必須在基礎(chǔ)的單位面積壓力之上；2.地基的變形值要小于建筑物的沉降允許值；3.地基穩(wěn)定牢固，不會(huì)出現(xiàn)意外的滑動(dòng)。在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過程中必須充分考慮這三方面因素，一旦其中某一因素出現(xiàn)偏差便極有可能造成地基的損壞。

在地基的處理上，每一種土質(zhì)下的地基都具有不同的地基承受能力，要使地基能夠穩(wěn)固，常常需要對地基進(jìn)行改善，具體說來可以通過以下幾種途徑改善地基：1.采取一定措施提高地基土的壓縮模量，即使地基受建筑物沉降量的影響縮小，能夠支撐建筑物；2.透水性的改善，因?yàn)榈鼗恋耐杆缘牟煌鼗陂_挖過程中要結(jié)合地基環(huán)境實(shí)際情況進(jìn)行透水處理；3.針對一些不良土質(zhì)采取改善措施，主要是指在地基設(shè)計(jì)中通過必要的手段提高地基土的質(zhì)量，使之適應(yīng)建筑物的沉降量。4.有的地基在開挖過程中因?yàn)榻ㄖ镄枰３Φ鼗吝M(jìn)行裁剪，但許多裁剪常常會(huì)造成地基土的承載力的改變，從而使得地基的邊緣失穩(wěn)，容易造成地基的破壞，因此在設(shè)計(jì)過程中必須改善地基的裁剪特性。5.由于地及周邊環(huán)境的運(yùn)動(dòng)和施壓常常會(huì)造成地基的不穩(wěn)定，尤其是一些突發(fā)性事件，比如地震等，因此必須加強(qiáng)地基的抗震能力和抗壓能力。

三、粘性土和地基承載力的關(guān)系

在自然環(huán)境下，土的形態(tài)常處于粘滯流動(dòng)狀態(tài)和固體狀態(tài)之間，并且常呈現(xiàn)出的是塑性狀態(tài)。土體的力學(xué)性質(zhì)通常通過其含水量的多少來進(jìn)行研究分析，土體的地基承載力、土體的體積等都與土的含水量密切相關(guān)。含水量的減少，土體的體積便會(huì)縮小，從而使得土體的密度增加，比如在平原中大量開采地下水會(huì)造成土地地面的凹陷，這便是含水量減少，土體體積縮小，密度變大的結(jié)果。粘性土之所以被稱為粘性土也是與其本身的特性有關(guān)的，筆者在上文中已經(jīng)就粘性土的相關(guān)性質(zhì)做出了具體的闡述，那么粘性土這些性質(zhì)和地基承載力之間存在怎樣的關(guān)系呢？筆者在下文中將做出進(jìn)一步探討。

由上述事實(shí)我們已知土體的力學(xué)性質(zhì)與土體的含水量直接相關(guān)，土體的密度、體積、塑性等直接受含水量的影像，因此，在探索粘性土的物理特性與地基承載力之間的關(guān)系時(shí)，筆者選擇從其含水量著手進(jìn)行分析，即直接探索粘性土的含水量與地基承載力之間的關(guān)系。天然孔隙比m由土體的干容重

即 ，又因?yàn)楣腆w顆粒的體積n和孔隙體積m之和便是土體的總體積，即m+n=1,孔隙比是孔隙體積比上固體顆粒體積即有.

另外，我們已知水的重量和固體顆粒之間的比值是自然條件下的含水量W

綜上，可以得出天然孔隙比和天然含水量之間的關(guān)系，即

由此我們可以推導(dǎo)出W及的變化和e之間的關(guān)系。

天然土體中除了水和孔隙以外還有空氣，在塑性狀態(tài)下，土體的整體結(jié)構(gòu)是復(fù)雜變化的，并且因?yàn)樗涂諝獾膲嚎s性，使得計(jì)算本身存在一定誤差，但只要這個(gè)誤差在允許范圍內(nèi)就是具有現(xiàn)實(shí)參考價(jià)值的。

除去粘性土含水量和地基承載力的關(guān)系，筆者將進(jìn)一步分析飽和粘性土地基的固結(jié)沉降公式，更加詳細(xì)的探索粘性土和地基承載力的關(guān)系：

從無側(cè)脹條件下的半數(shù)微型壓軸曲線可以得出最終固結(jié)沉降公式：

由于土體在固結(jié)的過程中有效應(yīng)力和孔隙之間的關(guān)系是又因?yàn)椋ㄟ^推到可以得出地基土在時(shí)間t的固結(jié)沉降公式為：

因此粘性土的地基承載力主要體現(xiàn)在粘性土本身的土體性質(zhì)上，而且還要考慮粘性土的含水量及孔隙與地基承載力之間的關(guān)系，因?yàn)檫@些因素之間相互影像和制約，最終影響地基力承載力。因此，粘性土的含水量影響了地基土的密度和體積，粘性土的含水量較其他土體大，并且因?yàn)槠渫馏w的可塑性較強(qiáng)，透水性差，在土體中水的飽和性較高，因此粘性土下地基一般而言塑性較強(qiáng)，這使得地基的可變性增大，這對地基設(shè)計(jì)來有好也有壞。一方面因?yàn)槠涓咚苄允沟猛馏w的韌性較高，耐壓性較強(qiáng)，不易發(fā)生龜裂，抗震能力也較強(qiáng)，能夠抵御外力的突發(fā)性襲擊，當(dāng)然這也是基于地基本身的抗壓能力之上的，過大的外力也會(huì)對粘性土造成破壞。另一方面，因?yàn)檎承酝恋暮枯^高，塑性較大，密度較高，使得土體的透水性不好，容易出現(xiàn)積水，這對地基的抗?jié)衲芰μ岢隽颂魬?zhàn)。粘性土的柔軟性使得在地基設(shè)計(jì)中不得不加強(qiáng)其硬性處理，使地基更加堅(jiān)固和穩(wěn)定。通常針對粘性土可采取的措施有：混填法，即在土壤中混入一定量的巖石和砂，增加土體的硬度，使得地基更加堅(jiān)固；預(yù)壓法，是一種模擬建筑物壓力的方法，在建筑物建筑之前，對地基進(jìn)行試壓，將土體中的多余水排除，提高土體的密度，從而提高地基承載力的穩(wěn)定性。

四、粘性土地基承載力的季節(jié)性變化及改善措施

由上文內(nèi)容可看到，地基承載力與粘性土的土體性質(zhì)直接相關(guān)，尤其是粘性土的含水量是影響土體性質(zhì)的重要因素，因此在地基設(shè)計(jì)中必須充分考慮粘性土的含水量。我國是季風(fēng)氣候區(qū)，每年的氣候季節(jié)變化大，降水主要集中在夏季，而冬季卻出現(xiàn)明顯的干旱。不同季節(jié)的降水量對粘性土的土體含水量的影響非常大，不同時(shí)間的環(huán)境也對土體特征造成了影響，最終影響地基承載力。地基在設(shè)計(jì)過程中及最終投入使用，都會(huì)受到地基內(nèi)部土體含水量的影響，其內(nèi)部的含水量不是一成不變的。由于不同季節(jié)的降水、地下水的變化、地表水的流動(dòng)、地表蒸發(fā)力以及地表溫度等因素的季節(jié)性，其地基承載力都會(huì)發(fā)生周期性的遷移，含水量也發(fā)生著周期性的季節(jié)變化。含水量的變化對地基的物理性質(zhì)作用是非常巨大的，在上文中筆者已經(jīng)借助相關(guān)計(jì)算推導(dǎo)了其中的內(nèi)在聯(lián)系，含水量對地基承載力的地基強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性有顯著的影響。夏季地下水位上升，地表水流入土體的成分多，粘性土的含水量增大，含水量增大后土體體積也會(huì)變大，土壤塑形增強(qiáng)，但這在一定程度上容易造成地基承載力的可變性大，土體內(nèi)部孔隙增大，容易出現(xiàn)積水。另外由于夏季降水量大，對地表的沖刷力較強(qiáng)，粘性土地基在施工過程中容易出現(xiàn)地基沖刷現(xiàn)象。旱季土體內(nèi)含水量少，粘性土土質(zhì)較硬，塑性降低，不利于施工。

正是因?yàn)檎承酝恋纳鲜黾竟?jié)性變化因素，使得基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工過程中必須充分考慮季節(jié)變化對粘性土土體物理力學(xué)性質(zhì)的影響，充分考慮含水量的變化對地基承載力的影響。具體說來可以通過以下幾方面措施進(jìn)行改善：一方面在降水量較大的季節(jié)，尤其是夏季，對粘性土的含水量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，如果含水量過高就要進(jìn)行一定的排水措施，防止造成地基內(nèi)部積水，影響地基承載力；另外還要注意對地基地表的維護(hù)，例如增加碎石砂巖等加固地基，防止強(qiáng)降雨對地基地表土體的沖刷。在降水較少的季節(jié)，尤其是冬季和春季，粘性土中的含水量較少，土體實(shí)密度提高，土體的塑性相對降低，因此在旱季容易發(fā)生龜裂的現(xiàn)象，因此在施工過程中要注意人為的對粘性土的含水量進(jìn)行干預(yù)，適量增加地基內(nèi)部粘性土的含水量，提高其塑性，從而提高粘性土的抗壓能力，從而保證了地基承載力。粘性土的季節(jié)變化對地基承載力的影響是巨大的，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中除去考慮自然因素下的粘性土土體性質(zhì)之外還要充分考慮不同季節(jié)和不同施工時(shí)間對粘性土性質(zhì)的影響。

綜上所述，粘性土與基礎(chǔ)地基承載力之間的關(guān)系與粘性土本身的含水量、實(shí)密度、孔隙等因素直接相關(guān)。在地基設(shè)計(jì)中必須充分考慮粘性土的土體性質(zhì)，并且還要與地基建設(shè)的周圍環(huán)境相結(jié)合，真正提高地基的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]高彥斌、王江鋒、葉觀寶、李偉、徐超，粘性土各向異性特性的PFC數(shù)值模擬――《工程地質(zhì)學(xué)報(bào)》，2009年05期

篇6

關(guān)鍵詞：遼寧中部地區(qū) 淺部地基、承載力

在遼寧中部地區(qū)，有多條高速公路建成通車，未來還需要修建鞍山至臺(tái)安、燈塔至遼中等高速公路。高速公路位于下遼河沖積平原上，公路路基、部分小型橋梁的基礎(chǔ)形式為淺基礎(chǔ)，地基地層為粉質(zhì)粘土和粉細(xì)砂地層。地層承載力指標(biāo)的高低，對高速公路建設(shè)的造價(jià)有重大影響。為降低公路工程造價(jià)，我們在公路路段內(nèi)選取K19+330段進(jìn)行土的原位測試對比試驗(yàn)，選取K21+890段進(jìn)行砂土的原位測試對比試驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次試驗(yàn)，對粉質(zhì)粘土和粉砂地層采用各種測試手段確定的土層工程指標(biāo)進(jìn)行對比分析，為設(shè)計(jì)提供比較充分的綜合指標(biāo)依據(jù)。

試驗(yàn)方法包括標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)。

1 場地工程地質(zhì)條件

1.1 K19+330段

根據(jù)鉆探資料，場地土巖性特征自上而下分述如下：

①素填土：黃褐色，稍濕，稍密。

②粉質(zhì)粘土：灰褐色～黃褐色，灰褐色～灰黑色，濕～飽和，軟塑狀態(tài)，局部夾薄層粉土。

③細(xì)砂：灰色，飽和，中密狀態(tài)。

1.2 K21+890段

根據(jù)鉆探資料，場地土巖性特征自上而下分述如下：

①粉土：黃褐色、灰色，稍濕，中密狀態(tài)，含有植物根系。

②粉砂、細(xì)砂：黃褐色，濕-飽和，松散-稍密狀態(tài)。

2 試驗(yàn)及結(jié)果分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

現(xiàn)場采用DPP-100型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)，標(biāo)貫結(jié)果見表1。

表1 地層標(biāo)貫擊數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2.2 靜力觸探試驗(yàn)

現(xiàn)場采用20T自行式靜力觸探車，采用雙橋探頭，JTY-3A型數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，試驗(yàn)結(jié)表見表2。

2.3 深層平板載荷試驗(yàn)

深層平板載荷試驗(yàn)采用堆載法，配重為砼塊和鋼梁自重，壓板面積0.5m2，試驗(yàn)深度1.1～1.5m。試驗(yàn)采用500kN油壓千斤頂加荷，配40MPa標(biāo)準(zhǔn)壓力表測壓，以2塊50mm量程百分表觀測地基土沉降。粉質(zhì)粘土②分級荷載30kPa，首級30kPa，終載270kPa和300kPa；粉砂②分級荷載40kPa，首級40kPa，終載400kPa。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 深層平板載荷試驗(yàn)承載力結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

注：[fao]為承載力基本容許值,單位kPa,s為對應(yīng)沉降量,單位mm。

綜合上述標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)結(jié)果，分別確定地基土的承載力基本容許值[fao]和壓縮（變形）模量Es(E0)及樁側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（qik）見表

4。

由上述對比分析可以看出，由土工試驗(yàn)、標(biāo)貫試驗(yàn)、靜探試驗(yàn)確定的承載力平均值略低于靜載荷試驗(yàn)指標(biāo)，粉質(zhì)粘土②差值為7%，粉砂②差值為17%。

3 結(jié)論

通過深層平板載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果對比分析，采用標(biāo)貫試驗(yàn)獲得的承載力值安全系數(shù)較大，深層平板載荷試驗(yàn)獲得的承載力值更接近實(shí)際，靜力觸探試驗(yàn)得的承載力值偏大，所以，在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)不同構(gòu)筑物對承載力的要求，采用不同的方法確定地基承載力指標(biāo)，有條件情況下，承載力指標(biāo)宜采用多種原位測試結(jié)果綜合分析確定。

參考文獻(xiàn)：

[1]工程地質(zhì)手冊（第四版），2007年2月第四版.

[2]公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTG C20-2011），2011年11月第1版.

篇7

【關(guān)鍵詞】地基承載力；增量加載法；尺寸效應(yīng)

【Abstract】 Based on the incremental loading finite element method， Studied the horizontal bearing capacity of foundation， and slope foundation characteristic and load plate. Based on numerical load test analysis， The results shows that the load test proposed load board size is the right in the specification. The bearing capacity is relatively sensitive for the slope of foundation. The research results provide a reference for slope foundation bearing capacity determination.

【Key words】 The foundation bearing capacity； The incremental loading method； Size effect

0 前言

平板載荷試驗(yàn)是用一定尺寸的載荷板在指定土層上逐級加載，同時(shí)測量相應(yīng)沉降，以得到p-s曲線確定地基極限承載力的一種原位試驗(yàn)方法。在地基土平板載荷試驗(yàn)中，載荷板尺寸對試驗(yàn)結(jié)果[1]有很大影響。我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007-2011）[2]規(guī)定，對于淺層平板載荷試驗(yàn)承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對于軟土不應(yīng)小于0.5m2，如載荷板采用正方形，則相應(yīng)的寬度不小于0.5m，對于軟土不應(yīng)小于0.71m。韓曉雷等[3]開展了強(qiáng)夯法處理地基的載荷試驗(yàn)尺寸效應(yīng)研究，在該場地上分別選取8種尺寸的剛性方板載荷試驗(yàn)，認(rèn)為載荷板的寬度可選擇0.4-0.707m。張文龍等[4]開展了內(nèi)蒙古地區(qū)粉細(xì)砂地基平板載荷試驗(yàn)尺寸效應(yīng)研究，認(rèn)為存在一個(gè)載荷板尺寸效應(yīng)的界限值0.5m×0.5m和0.7m×0.7m，當(dāng)載荷板尺寸在兩個(gè)界限值之間時(shí)，試驗(yàn)測試的承載力比較接近。柳飛等[5]開展了離心機(jī)試驗(yàn)?zāi)M平板載荷試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明基礎(chǔ)直徑為0.8m（載荷板面積0.5m2）和0.56m（面積0.25m2）的極限承載力相差27%-40%。文獻(xiàn)[6-10]對載荷板尺寸效應(yīng)的其它問題進(jìn)行了研究。以上研究成果表明承載板尺寸效應(yīng)研究成果較為離散。本文基于有限元增量加載法，進(jìn)一步開展載荷板尺寸效應(yīng)研究。

1 載荷試驗(yàn)增量加載有限元數(shù)值模擬方法

載荷試驗(yàn)增量加載有限元數(shù)值模擬方法是通過數(shù)值分級加載方法，分析地基受力及變形全過程（應(yīng)力-應(yīng)變、位移）、獲取荷載―沉降曲線及地基破壞模式。在數(shù)值載荷試驗(yàn)中需要輸入巖土體物理力學(xué)參數(shù)、地基土體本構(gòu)模型和破壞準(zhǔn)則，本文模擬時(shí)，地基土采用彈塑性模型和莫爾一庫侖屈服準(zhǔn)則。數(shù)值試驗(yàn)加載方法及承載力判定滿足淺層載荷試驗(yàn)規(guī)范要求。

2 水平地基載荷板尺寸效應(yīng)數(shù)值載荷試驗(yàn)分析

試驗(yàn)采用方板載荷試驗(yàn)方法，為了消除計(jì)算模型尺寸對地基承載力影響，計(jì)算模型尺寸見圖1。 載荷板寬度b從0.1m變化為1.0m，增量為0.1m，共計(jì)進(jìn)行10個(gè)數(shù)值試驗(yàn)。試驗(yàn)地基土采用碎石土，地基土體物理力學(xué)參數(shù)見表1，有限元計(jì)算模型如圖2所示。

圖3 和圖4是承壓板在不同尺寸下的地基承載力，可以看出，當(dāng)載荷板寬度為10cm時(shí)，承載力最大，而當(dāng)載荷板為20cm時(shí)，載荷板承載力急劇下降，到30cm時(shí)地基承載力達(dá)最小值，且最小值和最大值之間的差異將近1000kPa，當(dāng)載荷板尺寸大于30cm時(shí)，地基承載力隨著載荷板尺寸的增加而不斷增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)50cm以后，基本保持不變。由表2可知，當(dāng)載荷板尺寸大于50cm時(shí)的地基承載力相對于50cm時(shí)的地基承載力損失都不到1%，說明載荷板尺寸對地基承載力有影響且作用范圍有限。

通過水平地基載荷板數(shù)值試驗(yàn)研究，當(dāng)載荷板尺寸寬度達(dá)到50cm以后，承載力基本保持不變，據(jù)此，載荷板尺寸選擇應(yīng)不小于50cm為宜。

3 斜坡地基承載力數(shù)值分析

3.1 不同邊坡距下地基承載力分析

為研究邊坡距對斜坡地基承載力的影響，計(jì)算模型見圖5。采用方形載荷板， 尺寸寬度b為0.5m，坡角為45°時(shí)分析如下幾種工況：L（邊坡距）分別為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80m，地基土物理力學(xué)參數(shù)見表1，計(jì)算分析得出不同邊坡距下地基承載力與坡邊距關(guān)系見表3，圖 6和圖 7為承載力特性。

篇8

[關(guān)鍵詞]基坑開挖；承載力；建筑物；變形 文章編號：2095-4085（2017）05-0107-02

1基坑工程的概念

基坑工程屬于復(fù)雜工程，牽涉領(lǐng)域廣泛，例如：土力學(xué)、工程地質(zhì)、基礎(chǔ)工程、原位測試技術(shù)、土與結(jié)構(gòu)相互作用等。_挖基坑大部分是在短時(shí)間內(nèi)完成，一方面工程經(jīng)費(fèi)控制比較嚴(yán)格，另一方面影響開挖基坑原因有很多，比如：地下水情況、地質(zhì)條件、天氣變化、施工順序及管理等。基坑工程服務(wù)涉及工程的多個(gè)方面，土建、橋梁、道路、管道和海域附近工程等。

2工程實(shí)例

高層建筑周圍有4幢多層和10多間低矮的房屋，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，高層地下室兼作人防工程。基坑開挖將采取降水、支護(hù)開挖，最大開挖深度達(dá)到9.2m左右，涉及到的土層大致可分為粉質(zhì)黏土，粉土。施工過去沒幾天，周圍一些低層建筑出現(xiàn)裂縫。

基坑周圍樓房及高層受力層為①層粉土，基礎(chǔ)深度為1.2m（地層）、2.0 m（多層），直接下臥層采用②層粉質(zhì)黏土。關(guān)于施工著重關(guān)心的高層建筑，因?yàn)樗幕A(chǔ)下①層粉土厚度只有0.3 m，所以，該試驗(yàn)主要向第②層進(jìn)行。出現(xiàn)裂縫的建筑離基坑邊緣大概6m～10 m左右，去掉外伸半寬基礎(chǔ)，實(shí)際離開基坑最外邊達(dá)5.2m～9.2m左右。按照基坑開挖理論得出的②層黏土粉質(zhì)承載能力：225kPa。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，多層建筑設(shè)計(jì)采用數(shù)值120 kPa。到開挖基坑之后，照著方法計(jì)算，由于側(cè)限抗力變小而變小的承載力值：36 kPa，得出安全系數(shù)K=2，減少18kPa，大致占設(shè)計(jì)值15%。根據(jù)同個(gè)勘察現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推出，降低變大約6mm～8mm，如果再考慮降水變化，周圍場地由于基坑施工而造成的附加降低數(shù)值會(huì)高于10.0 mm，歸納原本的建筑強(qiáng)度、設(shè)計(jì)和質(zhì)量等特質(zhì)，得到合理回答：即使有圍護(hù)，依然存在很多原因造成大量較低建筑出現(xiàn)裂縫。采用不同的方式對地面沉陷進(jìn)行計(jì)算，可以看出：在距離基坑邊緣4m～8 m范圍內(nèi)，理論沉陷值在15mm～9mm之間，與該文中陳述的結(jié)果基本一致。與采用剛性基礎(chǔ)的低層建筑不同，采取柔性基礎(chǔ)的多層建筑由于整體剛度較好，直到基坑工程全部完工都沒有裂縫。

3基坑開挖對鄰近建筑物地基承載力影響的整治措施

3.1注漿法

注漿法利用氣壓、液壓、電動(dòng)化學(xué)方法，使用注漿管將介質(zhì)平均地注入到土里，漿液利用滲透、擠密、填充等，除去沙粒之間和石頭縫隙的水分和空氣后擁有空余空間，經(jīng)過人工控制，漿液會(huì)從松散或者縫隙狀態(tài)結(jié)合成一體，變成完全不同的剛度高、滲透性好還有化學(xué)穩(wěn)定性好的“結(jié)石體”。原材料、水或其他溶液和各種添加劑的混合漿液注漿法。一般使用的注漿原料通常指漿液用的原材料，根據(jù)用途分類，外加劑有氧化劑、催化劑、懸浮劑等。注漿材料種類各式各樣，包括以水泥漿為主的水泥漿材，一般用于巖石加固，往往在施工中比較常用。

3.2深層攪拌樁

加固飽和粘性土和粉土等地基，深層攪拌樁無疑是最佳的方式之一。該方法使用了石灰水泥等作為固化劑，利用特殊的操作機(jī)器，及時(shí)把強(qiáng)化劑和地基進(jìn)行攪和，從而令土基加固并具備遇水穩(wěn)定性、綜合整體性和硬度效果好的水泥加固土，進(jìn)而增強(qiáng)地基強(qiáng)度提高變形模量值。依據(jù)強(qiáng)化劑混進(jìn)形態(tài)的不同，將分為漿液和粉體噴射攪拌。前面一個(gè)用漿液和地基土強(qiáng)制攪和，后面一個(gè)是用粉體和地基土強(qiáng)制攪和。現(xiàn)今，噴漿型式的濕法攪拌機(jī)器有單、雙軸、三軸，還有多軸，在社會(huì)上都比較常用。噴粉機(jī)器現(xiàn)在有攪拌機(jī)只有單軸一種類型，加固土有止水要求時(shí)，應(yīng)該選擇漿液攪拌法進(jìn)行。

3.3高壓噴射注漿法

（1）對于粉質(zhì)土、砂質(zhì)土、黃質(zhì)土、素填土和碎石土以及淤泥、淤泥質(zhì)土、流動(dòng)或軟黏性土等地基，運(yùn)用高壓噴射注漿法都能起到較好的加固地基作用，然而碰到硬黏性質(zhì)土或者是含有大量小石或部分植物殘留草根的地基，阻擋、削弱噴射流的情況，使沖擊破碎力大幅度減少，造成切削范圍小和處理效果不好；遇到含有大量微生物的土體，該方法的處理效果也會(huì)不一樣，要依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場結(jié)果得出適用程度；針對濕陷性黃土地基，也應(yīng)該預(yù)先有現(xiàn)場試驗(yàn)。（2）高壓旋噴樁加固的有效直徑或范圍要依據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)或工程經(jīng)驗(yàn)確定。當(dāng)用作止水帷幕的時(shí)候，加固體的搭接要長于30cm。（3）根據(jù)土類的特性，強(qiáng)化規(guī)范還要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和以往經(jīng)驗(yàn)得出壓噴射注漿的施工數(shù)據(jù)，而且在施工時(shí)必須按規(guī)范進(jìn)行調(diào)制。高壓噴射注漿以水泥為主要材料時(shí)，對于特殊要求的工程項(xiàng)目，應(yīng)采用32.5級以上普通硅酸鹽水泥，依照要求加入適量的外加劑和摻合料。一般通過試驗(yàn)得出外加劑和摻合料的用量，水灰配合比一般取0.8～1.5左右。（4）高壓噴射注漿的順序可分為鉆機(jī)就位、鉆孔、置入注漿管、高壓噴射注漿和拔出注漿管等。泵和空壓機(jī)的水灰比、流量壓力、提升速度等施工參數(shù)一旦確定就必須嚴(yán)格執(zhí)行，并且使鉆孔的垂直度符合要求。施工作業(yè)完成后要馬上清洗機(jī)具和孔口。

篇9

關(guān)鍵詞：水泥土攪拌樁承載力不足處理措施

中圖分類號：TQ172文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1前言

水泥土攪拌樁在工程運(yùn)用上主要是加固地基土達(dá)到提高天然土層的承載力及止水的作用，目前運(yùn)用在工程的各個(gè)領(lǐng)域都起到了比較理想的效果，對于淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土及飽和粘性土等軟土地基的處理效果顯著且投資經(jīng)濟(jì)，采用施工工藝和投入施工的機(jī)械設(shè)備簡單、不排污、對土體擠密效果微弱、造價(jià)較低且能很快投入使用。但該工法實(shí)施過程也會(huì)遇到如單樁承載力不足、樁體成樁質(zhì)量差、復(fù)合地基承載力不足等問題，造成地基加固處理效果不理想，同時(shí)對工期控制及結(jié)構(gòu)安全造成潛在危害。

2 水泥土攪拌樁承載力不足原因分析

水泥土攪拌樁承載力不足主要體現(xiàn)在單樁承載力不足及復(fù)合地基承載力不足，復(fù)合地基承載力滿足要求但單樁承載力達(dá)不到要求的情況也較普遍。

單樁承載力不足的原因主要有：1）樁端未進(jìn)入到設(shè)計(jì)持力層，部分樁端位于軟弱土層；2）樁身成樁質(zhì)量差，存在因攪拌不均，復(fù)攪次數(shù)偏少、水灰比偏大等未能使土體與水泥漿有效凝結(jié)；3）樁頂3倍樁徑范圍的樁體質(zhì)量較差，該部位為應(yīng)力較大區(qū)域，樁體上部應(yīng)力傳遞受制約；4）土質(zhì)原因使成樁情況不理想如有機(jī)質(zhì)含量較高、含水量較高、土質(zhì)PH值呈酸性等因素造成

復(fù)合地基承載力不能滿足要求的主要原因有：1）樁身質(zhì)量差，樁體的貢獻(xiàn)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對于樁長較長的情況，往往單樁承載力受樁身強(qiáng)度控制，按土層側(cè)阻力及端阻力計(jì)算單樁承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)荷載，因樁身質(zhì)量缺陷導(dǎo)致單樁承載力不足的情況時(shí)有發(fā)生。2）樁間土質(zhì)較差，基槽開挖后對土體擾動(dòng)較大，同時(shí)因雨季開挖土體浸泡，強(qiáng)度降低，未能充分發(fā)揮樁同作用的效果。

3 水泥土攪拌樁承載力不足預(yù)防措施及事后處理措施分析

（一）預(yù)防措施及過程控制

為防止水泥土攪拌樁復(fù)合地基施工后存在各種缺陷而造成承載力難以滿足設(shè)計(jì)要求的情況，筆者認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)過程控制。從勘察、設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)理各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)應(yīng)有的重視，并明確各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)重視的問題。

勘察階段應(yīng)重視的問題：1）應(yīng)詳細(xì)查明填土層的厚度及組成，調(diào)查了解填土層的堆填時(shí)間，包含物特征，若填土層堆填時(shí)間較長應(yīng)取樣進(jìn)行固結(jié)程度的判別。2）應(yīng)詳細(xì)查明軟土層的分布范圍，可采用鉆探與靜力觸探相結(jié)合的辦法，同時(shí)應(yīng)控制好勘探點(diǎn)的間距，被加固軟土層及可能的持力層起伏較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)加密勘探點(diǎn)。3）現(xiàn)場測試、取樣及試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)齊全，主要是地下水埋深及PH值；被加固土層的含水量、固結(jié)度、塑性指數(shù)和有機(jī)質(zhì)含量等。4）應(yīng)對建議的復(fù)合地基處理方案成樁可行性及施工注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

設(shè)計(jì)階段應(yīng)重視的問題：1）設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行擬處理土的室內(nèi)配比試驗(yàn)。針對現(xiàn)場擬處理的最弱層軟土的性質(zhì)，選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設(shè)計(jì)提供各種齡期、各種配比的強(qiáng)度參數(shù)。2）樁身強(qiáng)度不宜太高。應(yīng)使樁身有一定的變形量，這樣才能促使樁間土強(qiáng)度的發(fā)揮。3）水泥土樁的布置形式對加固效果很有影響，應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)特點(diǎn)和上部結(jié)構(gòu)要求選擇合理的布樁形式，可采用柱狀、壁狀、格柵狀、塊狀以及長短樁相結(jié)合等不同加固形式。

施工階段應(yīng)重視的問題：1）事前控制：監(jiān)理工程師應(yīng)仔細(xì)審核施工單位呈報(bào)的施工組織設(shè)計(jì)，確定施工方案的可行性。施工機(jī)械一律配備電腦記錄儀及打印設(shè)備，自動(dòng)記錄儀必須采用經(jīng)國家計(jì)量部門認(rèn)證的監(jiān)測儀器進(jìn)行自動(dòng)記錄，以便了解和控制水泥漿用量、鉆進(jìn)速度、施工樁長、成樁時(shí)間等參數(shù)。2）施工過程控制：a做好試驗(yàn)樁工作獲取技術(shù)參數(shù)和施工工藝。試樁對工程樁施工具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，試樁樁位的選擇應(yīng)在充分分析地質(zhì)情況的前提下選擇地質(zhì)條件最不利地段進(jìn)行。b樁位、樁徑、樁身垂直度及樁長的控制應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。c漿液質(zhì)量及噴攪工藝控制.d攪拌和噴漿過程控制。現(xiàn)場監(jiān)理工程師應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)施工過程的工藝執(zhí)行情況，尤其應(yīng)避免因水灰比過大、攪拌不均、樁長不夠等嚴(yán)重影響樁體質(zhì)量的環(huán)節(jié)。

（二）事后加固措施分析

滿足齡期要求的樁體按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）[1]要求進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)，驗(yàn)收檢驗(yàn)數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%。針對復(fù)合地基承載力不足的情況，通常有如下處理辦法：

1）換填法：若基底標(biāo)高可提升，挖至樁頂后鋪設(shè)褥墊層，將褥墊層的厚度加大，褥墊層的厚度依據(jù)承載力驗(yàn)算確定，同時(shí)在褥墊層內(nèi)增加土工格柵，褥墊層的壓實(shí)度應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制。若基底標(biāo)高不可變更，可采用超挖一定深度，按上述方法加大墊層厚度。

2）長短樁結(jié)合方案：復(fù)合地基承載力不足時(shí)可考慮在既有樁體之間增加短樁，分擔(dān)上部一定荷載，同時(shí)在褥墊層中增加土工格柵，控制不均勻沉降。

3）微型樁補(bǔ)強(qiáng)方案[2]：在承載力不足的樁體之間布置微型樁，樁徑一般在150-300mm，采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，用小碎石填入孔內(nèi)，填滿孔后啟動(dòng)送漿泵，將水泥漿壓入孔內(nèi)。

4）錨桿靜壓樁法[3]：對于已大面積開挖至樁頂且工期較緊的情況，可采用錨桿靜壓樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，錨桿靜壓樁采用樁基逆做法施工，樁基逆做法就是采用結(jié)構(gòu)施工期間在地下室底板上預(yù)埋或后置鋼筋，并在需要補(bǔ)樁的部位預(yù)留樁孔或開鑿樁孔，施工時(shí)將樁架固定于錨桿上，用千斤頂利用樁架力將預(yù)制樁壓入土中的施工方法，它具有無噪聲、與結(jié)構(gòu)同步施工不占用施工時(shí)間等特點(diǎn)

4結(jié)論

水泥土攪拌樁復(fù)合地基雖有諸多優(yōu)點(diǎn)且運(yùn)用廣泛，但各環(huán)節(jié)控制不到位，易產(chǎn)生樁體質(zhì)量差及承載力無法滿足設(shè)計(jì)要求的缺陷。同時(shí)，該樁體凝期較長，一旦產(chǎn)生缺陷，對工程工期控制及投資控制都將產(chǎn)生較嚴(yán)重的影響。因此，水泥土攪拌樁復(fù)合地基的勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及檢測均應(yīng)引起高度重視，各環(huán)節(jié)控制應(yīng)嚴(yán)格把握其重點(diǎn)，有的放矢。事后加固處理方案的選擇應(yīng)結(jié)合工程情況慎重選擇，并輔以檢測手段進(jìn)行驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ79-2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 [S]，中國建筑工業(yè)出版社。

篇10

關(guān)鍵詞：CFG樁復(fù)合地基修正模型 承載力計(jì)算

Abstract： This combination of Chengdu Polytechnic Dongyuan 37 buildings of 33 storeys high-level engineering application of CFG pile composite foundation treatment. Describes the design of CFG pile composite foundation should follow the relevant national rules. Has carried on the discussion to time the ground processing existence neighboring building depth revision model.

Key Word：CFG pile composite foundation Th revision model Supporting capacity computation

中圖分類號：TU348 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：

在實(shí)際工程中開發(fā)商為了最大限度追求建筑面積，通常在規(guī)劃中高層住宅緊鄰地下車庫等建筑，因此高層建筑地基處理的深度修正問題就成為地基處理設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇到的問題。筆者以成都理工東苑37幢高層住宅CFG樁設(shè)計(jì)施工的工程實(shí)例對此問題做一些討論。

CFG樁復(fù)合地基修正模型

CFG樁復(fù)合地基是在天然地基中設(shè)置豎向增強(qiáng)體（CFG樁），由樁、同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載。根據(jù)中國建筑科學(xué)研究院企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/JY06-1997（下簡稱“企標(biāo)”），當(dāng)無單樁靜載時(shí)，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式預(yù)估：

Ruk=-UP∑qsiLi+qpAP（1）

式中-UP ------樁的周長；qsi ------樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

qp ------------樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值 ； Li------------第i層土的厚度。

對于處理后的地基，按照地基處理關(guān)于深寬修正的通常做法，不做寬度修正，深度修正系數(shù)取1.0，“89規(guī)范”考慮荷載基本組合按下式進(jìn)行復(fù)合地基承載力的驗(yàn)算（根據(jù)“89規(guī)范”，單樁承載力設(shè)計(jì)值較單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值方大1.2倍）：

CFG樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fφ、k為

fφ、k=m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk （2）

式中m------面積置換率；AP ------樁的截面面積；fk -------天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值；α------加固后樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值與天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值之比；β------樁間土強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)；K----------樁的安全系數(shù)

對于處理后的地基，按照地基處理關(guān)于深寬修正的通常做法，不做寬度修正，深度修正系數(shù)取1.0，“89規(guī)范”考慮荷載基本組合進(jìn)行復(fù)合地基承載力的驗(yàn)算（根據(jù)“89規(guī)范”，單樁承載力設(shè)計(jì)值較單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值放大1.2倍）：

P≦m(1.2Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk+Y0(d-0.5) (3)

如果按照荷載標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行復(fù)合地基承載力驗(yàn)算，其公式可寫為：

Pk≦m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk+Y0(d-1.5)(4)

從式（3）及式（4）可以看出，兩式左端P較Pk 大20%左右，兩式右端第2項(xiàng)基本相同，第3項(xiàng)深度修正的起始高度略有差別，按“89規(guī)范”確定CFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)值時(shí)對右端第1項(xiàng)單樁承載力進(jìn)行了放大。因此，對于同樣的地基處理方案，按照不同的荷載組合，復(fù)合地基承載力計(jì)算的安全儲(chǔ)備會(huì)有一定的差異。

二 工程實(shí)例

、工程概況

成都理工東苑第37幢高層住宅由華遠(yuǎn)房地產(chǎn)股份有限公司開發(fā)建設(shè)，結(jié)構(gòu)形式為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上32層，地下2層，基礎(chǔ)采用箱筏基礎(chǔ)，埋深7.0m，置于巖土工程勘察報(bào)告中的④層砂質(zhì)粉土——粘質(zhì)粉土、④1粉質(zhì)粘土，天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值綜合考慮為180kPa，不能滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)方案論證，采用CFG樁復(fù)合地基方案進(jìn)行處理。

、CFG地基承載力的計(jì)算

理工東苑37棟的高層住宅采用CFG樁復(fù)合地基加固技術(shù)進(jìn)行處理，地基處理的實(shí)際參數(shù)按承載力和變形雙控確定，施工采用長螺旋鉆孔管內(nèi)泵送CFG樁混合料施工工藝。

、設(shè)計(jì)要求

深寬修正后復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值要求大于450kPa；

建筑物沉降量控制在10cm以內(nèi)，傾斜小于0.002。

、單樁極限承載力計(jì)算

根據(jù)勘察報(bào)告，CFG樁以園礫⑨層為樁端持力層，樁長20m，樁徑415mm，根據(jù)勘察報(bào)告提供的各土層的物理力學(xué)指標(biāo)，計(jì)算得到單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1560kN，考慮冬季施工等不利因素，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值取為1400kN。

復(fù)合地基承載力計(jì)算

成都理工東苑37幢復(fù)合地基采用荷載標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。

樁的安全系數(shù)K取2.0，當(dāng)樁間距為1.6m時(shí)，由式（2）可以計(jì)算得到復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fsp,k=427.5kPa。

地基承載力只做深度修正，不做寬度修正，深度修正系數(shù)取1.0，由式（4）可得到修正后復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為

521kPa>Pk=450kPa

滿足實(shí)際要求，兩者相差16%

三、復(fù)合地基承載力的深度修正

（一）、復(fù)合地基承載力的深度修正

該小區(qū)為超高層住宅，小區(qū)每棟住宅樓之間規(guī)劃為地下車庫，車庫為地下2層，埋深10m，車庫上覆蓋2.5m厚的土作為綠化用地。37幢的東、北兩側(cè)與車庫相鄰，相互位置標(biāo)高見圖1。

圖1： 37幢與車庫的相互位置（剖面）

“89規(guī)范”對深度修正基礎(chǔ)埋置深度d的相關(guān)規(guī)定如下：一般自室外地面標(biāo)高算起，在填方整平地區(qū)可自填土地面標(biāo)高算起，但填方在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí)，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。

對于緊鄰地下車庫，能否進(jìn)行修正或者如何進(jìn)行修正，規(guī)范沒有明確規(guī)定。

“89規(guī)范”地基承載力的深寬修正系數(shù)源自于“74規(guī)范”，在“74規(guī)范”中地基承載力深度修正按下式進(jìn)行：

R=[ R]+mBy(B-3)+mDyp(D-1.5) (5)

深度修正系數(shù)mD 、mB 的確定，以載荷試驗(yàn)的結(jié)果為依據(jù)，并參照了地基承載力塑性荷載P1/4 公式，即：

fk = Mbrb+Mdy0d+McCk （6）

式中Mb 、Md 、 Mc------承載力系數(shù)

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—91 中對于人工處理的地基規(guī)定不做寬度修正，深度修正系數(shù)取1.0。在本文實(shí)例中，考慮到地下車庫基礎(chǔ)為整板基礎(chǔ)，地下車庫自重與其上覆土重量對樓座地基承載力具有一定的邊載效應(yīng)，對于深度修正是按修正量不應(yīng)大于地下車庫（含2.5m覆土）的自重壓力進(jìn)行的。

（二）施工檢測及沉降觀測

理工東苑37幢CFG樁施工完畢后，由四川建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測中心進(jìn)行了小應(yīng)變和單樁靜載實(shí)驗(yàn)，靜載實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

（1）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）

（2）徐至鈞主編《水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基》 機(jī)械工業(yè)出版社2010.2