岩土工程现行复合地基沉降理论.docx

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1、岩土工程现行复合地基沉降理论1现行复合地基沉降变形理论通常把复合地基沉降量分为二局部(见图1),复合地基 加固区的厚度为H,加固区的压缩量记为S1；地基压下卧层 厚度为(Z-H),下卧层的压缩量记为S2.故在荷载作用下复 合地基的总沉降S可表示为二局部之和。至今提出的复合地 基沉降实用计算方法中，对下卧层压缩量S2大都采用分层 总和法计算，而对加固区范围内的土层压缩量S1那么针对复 合地基的特点采用一种或几种计算方法。主要有复合模量法 和与应力修正法。L1复合模量法将复合地基加固区中增强体和土体视为一复合土体，采 用复合压缩模量Ecs来评价复合土体的压缩性。采用分层总 和法计算加固区土层压缩量

2、。将加固区分成n层，每层复合 土体的复合模量为Ecsi,加固区土层压缩量表示为式中一一第i层复合土上附加应力增量；Hi第i层复合土层的厚度竖向增强体复合地基复合 土层压缩模量Ecs,通常根据弹性力学的平面问题理论，采 用面积加权平均法计算，那么式中Ep桩体压缩模量；Es桩间土压缩模量；m复合地基置换率。复合土体的复合模量也可采用弹性理论求出解析解或数值解。使桩和桩间土有一均匀的竖向压缩，即二常数，因 此属于广义平面应变问题，可得其中vp, VS 分别为桩体和土体的泊松比；m复合地基置换率；1.2应力修正法在竖向增强体复合地基中，增强体的存在使作用在桩间 土上的平均荷载密度比作用在复合地基上的平

3、均荷载密度 要小。在采用应力修正法计算压缩量时，根据桩间土分担的 荷载，按照桩间土的压缩模量，忽略增强体的存在，采用分 层总和法计算加固区土层的压缩量。竖向增强体复合地基中桩间土分担的荷载为式中P复合地基平均荷载密度；应力减少系数或称应力修正系数；n和m分别为复合地基桩土应力比和复合地基置换 率。复合地基加固区土层压缩量采用分层总和法计算，其表 达式为式中一一未加固地基（天然地基）在荷载P作用下第i 层土上的附加应力增量；复合地基中第i层桩间土中的附加应力增量；Sis未加固地基（天然地基）在荷载P作用下相应 厚度内的压缩量；应力修正系数2现行复合地基沉降变形理论在不同刚度根底下的复合 地基中的

4、应用2.1模型试验应用结果就不同刚度根底下复合地基性状开展过模型试验。淤泥 质粘土中，采用静压成孔、分层回填法，制作直径120mm. 长2m、水泥掺入量18%的模型桩，桩底、桩身、桩头埋没测 试元件与设备，用铁板上加荷模拟刚性根底、用一样底面积 正台形木斗、内装砂法模拟柔性根底，置换率采用15%,分 别开展了四组试验，主要成果如下：表1刚性根底下复合地基试验结果（略）表2柔性根底下复合地基试验结果（略）表4柔性根底下复合地基模型试验计算结果（略）2.4应用现行复合地基沉降理论结上述工程开展计算， 计算结果如下：表6K29 129号段复合地基计算结果与实际沉降比拟（略）3试验结果与实测资料比照分

5、析从现行复合地基沉降变形理论在上述模型试验及工程 实例中的应用结果看，在刚性根底下，当荷载不超过复合地 基的承载力标准值时，复合模量法得到的计算值能够较好地 接近试验结果，并且在荷载水平不超过1.5倍复合地基的承 载力标准值时，两者的差距随荷载水平的增长始终能够保持 在可以承受的范围内。因此对荷载水平不超过复合地基承载力1.5倍的情况时，现有的复合地基沉降的计算公式在刚性 根底下是可行的。现有复合地基沉降变形理论在柔性根底下复合地基中 应用时，即使在荷载水平较低时理论值也小于实际值，且随 着荷载水平的增加，两者的差距扩大。可见该理论在柔性根 底下复合地基中的应用是不合理，不平安的。出现下述情况

6、的原因是因为：复合模量的表达式认为桩 和土的变形，并且利用弹性力学平面问题理论将桩土的模量 按面积加权综合考虑，这样就充分考虑了桩强度的发挥，这 些假设比拟符合刚性根底下复合地基变形的实际情况，因此 复合模量法用在刚性根底中能够取得比拟好的结果。而在柔 性根底下，桩和土的变形有不协调的趋势，桩有相对刺入柔 性根底中的趋势，桩的强度并不能充分发挥，这与复合模量 法计算假设相差较大，因此会造成实测值比理论值大得多的 情况。4结论1 .现行复合地基沉降变形理论，在荷载水平不大的刚性 根底下应用时，是平安可靠的；但荷载水平超过复合地基承 载力标准值1.5倍时，应考虑其平安性。2 .现行复合地基沉降变形理论，在以公路为代表的柔性 根底下复合地基中应用，是不平安，随荷载水平增加，计算 值与实测值之差增大，这应引起高度重视。3 .加固区沉降计算理论，是解决柔性根底下复合地基沉 降计算的关键问题，建议有条件时，对桩、土、根底三者采 用有限方法开展复合地基沉降计算，本文作者曾就问题开展过一定的探讨。4 .应力修正法计算复合地基沉降变形时未采用桩土变 形一致的条件，从理论上讲对任何根底下的复合地基均适用, 但从模型试验可以看出，桩土应力比是随荷载水平变化而变 化的，实际工程中很难准确确定，所以其实际应用价值很低。