桩基的设计步骤_复合地基及其设计（薛殿基）.docx

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1、桩基的设计步骤_复合地基及其设计（薛殿基）摘要工程建设中，常会遇到承载力不能满意设计要求的软土地基或其他不良地基，就必需对其进行加固处理。由于桩处理技术具有技术合理、施工快捷、设备通用、确保质量、节约投资之特点，所以软土地基常采纳各类桩处理技术。经过各类桩技术处理的地基均称为复合地基，复合地基是利用桩与桩周土摩擦所增生的力及其桩顶褥垫层与桩间土形成一个整体，共同承受上部传力，使其自然地基大幅提高承载实力。关键词桩处理技术 复合地基 设计计算1 相识复合地基建筑地基是泛指承受其上建筑工程作用力的地基，可以是土质地基或岩质地基。原有土层能够满意设计要求，可以干脆用作建筑物地基时，这种地基称之自然土

2、质地基；原有土层不能满意设计要求，须要加固处理后才能用作建筑物地基，这种地基统称人工处理土质地基。土质地基加固处理方法分为两大类，一是桩处理技术，主要采纳各种材料的桩体进行加固处理；二是非桩处理技术，主要采纳换填垫层、预压、强夯、换土、灌浆等加固处理。习惯上把桩技术处理过的地基称为复合地基，把非桩技术处理过的地基称为处理地基。由于桩处理技术应用范围广，施工方法简便，处理效果明显，技术牢靠性高，目前多采纳桩技术对低承载力的土质地基或其他不良土质地基进行加固处理。加固处理地基相对自然地基来说，施工方法困难，材料用量较多，资金投入较大，但适应的建筑工程规模也较大，如多层楼房、荷载较大的路基、桥梁等，

3、将能更好满意工程建设须要。由于国家基础建设日益加强，近几十年桩处理的复合地基被大量应用，不断改新，技术保证性愈来愈高，如20 世纪6080年头多采纳石灰桩、砂土桩、挤密桩等来改善原状土质地基；20世纪8090 年头，由于城市发展，多层楼房普遍修建，广泛应用深层搅拌桩及粉体喷射桩来改善原状土质地基；21 世纪以来，由于较高楼房的大量修建，多采纳水泥粉煤灰碎石桩来改善原状土质地基。2 复合地基桩简介建筑工程中常会遇到承载力满意不了设计要求的自然软土地基，这就须要对其进行加固处理，使其成为设计要求的复合地基。凡是用来对软土地基进行加固处理以提高原土承载力的桩，统称为复合地基桩。目前国内主要应用的复合

4、地基桩有振冲桩、砂石桩、石灰桩、灰土挤密桩、水泥粉煤灰碎石桩、夯实水泥桩、水泥土搅拌桩、高压喷射注浆桩、柱锤冲扩桩等。复合地基是利用在土质地基中造桩后，依靠桩对原有地基的加强作用，从而提高原状土的承载力，来满意上部结构承载要求。这种桩除少数是用刚性材料做成的刚体桩（如水泥粉煤灰碎石桩）外，其余均为柔性材料做成的柔体桩或半刚性桩，如砂石桩、碎石桩等散体材料桩属于柔体桩；土桩、灰土桩、水泥土夯实桩、水泥土搅拌桩、高压喷射注浆桩等属于半刚性桩。散体材料桩是指用中砂、粗砂、砾砂、砂石、矿渣、卵石、角砾、圆砾、碎石等粗粒料作充填物的桩，所以散体材料桩又称粗颗粒材料桩，依据充填材料类别可分为砂桩、砂石桩、

5、碎石桩、矿渣砂石桩、矿渣碎石桩等。习惯上把散体材料桩统称为碎石桩，根据施工工艺又分为振冲碎石桩（或称湿法碎石桩）和振实碎石桩（或称干法碎石桩），采纳振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩；采纳干振、振挤、锤击等挤密方法制成的碎石桩称为振实碎石桩或干法碎石桩。为便利应用，工程上把湿法制成的砂桩、砂石桩、碎石桩等统称为振冲桩，把干法制成的砂桩、砂石桩、碎石桩统称为砂石桩。复合地基桩的特点是刚度小、桩间距小、桩身承载力小，常用作建筑物软基础的加固处理，分散布满建筑物基础下，通过褥垫层使桩和桩间土形成一个完整的复合地基，并提高原地基承载力，达到建筑物对地基的承载要求，具有加固土层厚

6、、处理面积大、施工方法简洁、施工进度快、处理效果显着等特点。复合地基桩不是仅仅利用它的自身承载实力，而是利用桩的自身与桩间土的摩擦所形成的整体地基来承受上部建筑物的下传力。用桩处理的地基必需设置褥垫层，以将建筑物基础与桩连为整体，形成良好的传力系统，如不设垫层，复合地基与一般的桩基础受力状况相像，只能利用桩承载实力，桩间土的承载实力难以发挥，所以就不是复合地基。只有基础下设置垫层，才能发挥桩间土的承载作用，使桩与桩间土形成复合地基。所以，复合地基是由垫层、桩与桩间土共同构成的一个整体。复合地基处理桩由桩孔和充填材料组成。桩孔多以机械成孔，也有少数用洛阳铲人工成孔或人工挖孔；充填材料主要有土料、

7、石灰、水泥、煤灰、粗砂、碎石或其中23 种的混合料等。充填材料在填入孔中的施工过程中，经过夯实、锤击、振动、喷射、搅拌等不同方法，不但使充填材料得以密实，而且使孔的四周土体受到侧向挤压而密实，不但桩身有肯定的承载实力，而且桩和桩间土形成的复合地基承载实力比原基础有13 倍的提高，从而使原来承载实力小、不能满意建筑物建设要求的自然地基变成了承载实力较高、能满意建筑物建设要求的复合地基。3 复合地基桩基本特性复合地基桩处理技术广泛用于住宅、仓库、厂房等各类房屋工程及其马路路基、铁路路基、渠堤、涵洞、广场、飞机场、停车场、挡土墙等工程中。复合地基型桩具有较好的发展空间，随着科学技术的进步，新的桩技术

8、不断发展。目前主要采纳的复合地基桩有振冲桩、砂石桩、石灰桩、土挤密和灰土挤密桩、水泥粉煤灰碎石桩、夯实水泥桩、水泥土搅拌桩、高压喷射注浆桩、柱锤冲扩桩等。其中，尤以水泥土搅拌桩（粉喷桩及深层搅拌桩）、高压喷射注浆桩、水泥粉煤灰碎石桩应用最为广泛。各类复合地基桩基本技术特性见表1。4 复合地基设计探讨凡是自然软土地基承载力达不到设计要求时，都要进行原地造桩而形成复合地基。复合地基设计的目的在于求出复合地基的单桩竖向承载实力和复合地基承载实力，并最终使其达到设计要求。单桩承载力是指一根桩的总承载力，是桩体受力概念；复合地基承载力是指桩及桩周土的共同承载力，是桩土联合受力概念。复合地基设计是一个系统

9、计算过程，复合地基承载力的求出须要经过一系列计算，各种桩形成的复合地基设计都应当遵循合理的计算程序，取得牢靠的技术参数。依据建筑地基处理技术规范（ JGJ 79-2002）的规定，各类桩加固处理地基承载力计算公式见表2。虽然建筑地基处理技术规范中规定了各类桩复合地基承载力计算公式，但是并没有给出各类桩复合地基系统性计算方法，而且目前国内也没有完整阐述各类复合地基设计计算方法的书用以参考，使得设计好用极不便利，甚至有些感到无从下手。那么，原委如何获得各种桩复合地基设计方法呢？读者无须作难，你只要娴熟驾驭一种桩复合地基设计方法，而其他各类桩复合地基的设计就会迎刃而解。本人主编的粉喷桩设计与施工一书

10、可助你一臂之力：该书系统完整地介绍了粉喷桩的工作原理、设计程序和详细计算方法，并附有设计实例。因为各种桩复合地基的工作原理、设计程序和详细计算方法都与粉喷桩复合地基基本相同，任何复合地基的设计过程，主要都是计算桩径、桩距、桩长、桩土应力分担、单桩承载力、群桩承载力、复合地基承载力、基础沉降等。因此，任何桩形成的复合地基设计，都可以参考粉喷桩设计方法，仅需依据详细状况对某些计算作适当调整而已。5 试桩要求任何复合地基造桩施工前，都应先进行试桩施工，以检查单桩承载力和复合地基承载力是否与设计结果相符合，当与设计有较大差异时，可对设计进行修正计算，避开造成难以弥补的事故。试桩数量通常46 棵，宜选择在布桩以外的空地造桩；当土地面积受限制或为了节约资金，也可根据布桩图干脆在设计桩位打试桩。试桩的施工方法及质量检测应与正桩完全相同。 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页