刚柔性联合桩基础设计研究

刚柔性联合桩基础设计研究

陈升隆罗鸿纬

陈升隆罗鸿纬江西现代职业技术学院330012

宋云南昌市建筑工程技工学校330001

摘要本文通过对刚柔性联合桩基础的受力分析，阐述了在基础设计中，要遵从其工作原理，合理优化设计方案。在基础下合理布置刚性长桩和柔性短桩，使满足强度要求，地基变形及桩土变形协调的要求

关键词刚性桩柔性桩多元复合地基地基设计

随着实际工程的经济指标要求越来越高，近年来复合地基的形式也繁多。其中长短桩复合低级极具代表性。它是复合地基中一种。其关系分类如下：

在工程实践中亦有学者提出多元复合地基的概念。它是指将竖向增强体复合地基中的2种甚至3种类型的桩中和运用与加固软土地基。多元复合地基可以发挥各各种桩型的优势，既能大幅度提高地基承载能力，又能有效减小地基沉降。通常有以下两种类型。

1当地基一下存在较厚的软弱土层时，采用短桩对该区域土层进行加固，减少地基土层的沉降变形，同时也可提高基底土层的承载力，长桩（主桩）的置换作用是复合地基基础承载力主要部分，短桩（次桩）或再次桩起辅助作用。此类复合地基称为长桩协力形式的长短桩复合地基

2对于基底一下存在上，下两层较为理想的桩端持力层时，在端庄方案中，将部分短桩的桩长延长至下层持力层形成长短桩复合地基，通过长，短桩的结合，充分利用地基上下两层桩端持力层的条件。通过短桩提高复合地基的承载力。长桩主要布置在节点及荷载较大的地方，以达到减小复合地基变形的目的。此类复合地基称为长桩控沉形式的长短桩复合地基。

本文根据实践和理论仅对第一类即长桩协力形式的长短复合地基设计进行探讨，希望能希望能抛砖引玉。若有不当之处，恳求批评指正。

布桩，为了充分发挥发刚性桩侧摩阻力，刚性桩宜采用单排式沿基础梁主轴布置，一方面刚性桩作为承载主体，可以充分发挥刚性桩侧摩阻力，另一方面刚性桩桩顶应力较高，把刚性桩布置在基础梁下，可使承台板避免因高抗冲切而采取厚承台，避免不经济的后果。布桩基本原则是荷载多的部位多布置，荷载小的地方少布置；尽量使上部建筑物荷载对于刚性桩合力中心点心重合时，利于建筑物的绝对沉降和差异沉降的控制。柔性桩就近围绕刚性桩布置，并根据基础荷载分布情况进行承载力补偿.在纵横交接处和转角处若无不设刚性桩，在该部位应适当加密柔性桩的桩距。如柔性桩布置过于密集，为了避免群桩效应，可考虑加刚性桩后适当减少柔性桩，柔性桩布置完毕后，对其合力中心点和建筑物在竖向荷载长期效应组合状态下合力作用点进行校核调整，以免建筑物出现倾斜。初步确定桩位图再验算建筑物承载和沉降，再根据承载力和沉降情况可适量增加或精简桩数。

设计实例：南昌某办公大楼工程，地下一层，地上10层，为框剪结构，基础采用筏板基础，厚度0.8m,地下室室内的地面相对标高为-3.5m,基底荷载设计值为220Kpa.土层名称为：①填土厚度1.0-1.2m,②粉土厚度1.5m,桩周土极限侧阻力28(kpa),地基承载力标准值75(kpa),③粉质黏土厚度1.5m,桩周土极限侧阻力30(kpa),地基承载力标准值80(kpa),④淤泥质土厚度6.0m,桩周土极限侧阻力25(kpa),地基承载力标准值70(kpa),⑤粉质黏土厚度8.0m,桩周土极限侧阻力34(kpa),桩端土极限承载力标准值1700(kpa),⑥粉质黏土厚度>10m,桩周土极限侧阻力40(kpa),桩端土极限承载力标准值2300(kpa),图中阴影表示长桩

式中——桩侧第层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-1取值；

——极限端阻力标准值，如无当地经验时，——单桩竖向极限承载力标准值；

K——安全系数，取K＝2。

根据工程实际情况，选者刚柔性复合地基。短桩采用水泥搅拌桩，桩径为400mm,桩端持力层为层⑤粉质黏土，桩长10m.刚性长桩为沉管灌注桩，桩径400mm.桩端持力层为层⑥粉质黏土，桩长20m.

长桩20m长的单桩承载力为

取550KN

长桩10m长的单桩承载力为

取320KN，根据《刚柔性复合地基技术规程》

m1分别为刚性桩的面积置换率，分别为柔性桩的面积置换率，

分别为刚性桩的承载能力发挥系数，按当地经验或试验结果取值，无经验取0.8-1.0。

褥垫层较厚时取小值。

2分别为柔性桩的承载能力发挥系数，按当地经验或试验结果取值，无经验取0.75-0.95。褥垫层较厚时取大值。

3为桩间土的承载力发挥系数，按当地经验或试验结果取值，无经验取0.5-0.9。褥垫层较厚时取大值。

所以该工程选用刚柔性复合地基符合要求。并能取得教好的经济效果。当然其中也有许多尚要注意的地方。

承台刚度对有褥垫层刚-柔性桩复合地基的应力场和位移场几乎无影响，承台砼强度在满足耐久性的前提下可尽量减小.

2．刚柔性联合桩能够充分利用地基上空间承载能力，不仅利用地基上空间承载能力，而且还利用深层及较深层地基上的承载能力，是一种较新的设计思路和方法。

3．尽量使上部建筑物荷载对于刚性桩合力中心点心重合时，利于建筑物的绝对沉降和差异沉降的控制。柔性桩就近围绕刚性桩布置，并布置在4根刚性长桩的形心上。

.参考文献

【1】建筑桩基技术规范，JGJ94-2002.

【2】刚柔性复合地基技术规程.JGJ/T210-2010

【3】朱奎.刚柔性桩复合地基设计理论探讨2006.3

【4】葛析声，龚晓南，张先明。长短桩复合地基设计计算方法的探讨。2002.7