復合地基設計思想

　　2.1 設計的基本思路

　　采用由剛性樁、水泥土攪拌樁和樁間土組成的復合地基，主要從以下幾個方面[1]考慮：

　?、女斬Q向荷載施加于樁頂時，樁身的上部受到壓縮發(fā)生相對于土的向下位移，樁周土在樁側(cè)界面上形成向上的摩阻力;荷載沿樁身向下傳遞過程中不斷克服摩阻力并通過它向土中擴散，因而樁身的軸力沿著深度逐漸減小，在樁端處與樁底反力相平衡;與此同時，樁端持力層在樁端壓力作用下產(chǎn)生壓縮，使樁身下沉，樁與樁間土的相對位移又使摩阻力進一步發(fā)揮。隨著樁頂荷載的逐漸增加，上述過程周而復始地進行，直到變形穩(wěn)定為止。由于樁身壓縮量的累積，上部樁身位移總是大于下部，因此上部摩阻力總是先于下部發(fā)揮，樁側(cè)摩阻力達到極限后就保持不變，繼續(xù)增加的荷載就完全由樁端持力層承受，當樁底荷載達到樁端持力層的極限承載力時，樁便發(fā)生急劇的、不停滯的下沉而破壞。因此，增強樁身上部樁側(cè)土的結(jié)構(gòu)強度，對提高樁的承載力、改善樁的變形特性具有現(xiàn)實意義。

　?、扑嗤翑嚢铇都庸誊浲恋鼗纳栖浲恋墓探Y(jié)特性。通常水泥土的壓縮曲線表現(xiàn)出明顯的超固結(jié)特性，可近似地認為水泥土樁體不存在固結(jié)現(xiàn)象，而只有彈性的樁身壓縮。水泥土攪拌樁加固深厚軟土地基一般不會貫穿整個軟土層，由此形成的加固層和下臥層軟土的固結(jié)特性仍可用雙層地基一維固結(jié)理論來分析。從固結(jié)機理來看，加固層滲透性極低的水泥土攪拌樁(比原狀土低3到4個數(shù)量級[2])設置減小下臥層軟土的排水固結(jié);同時加固層豎向附加應力向水泥土攪拌樁集中而使樁間土所受應力大大減小，孔隙壓力也大為降低，因此在下臥層軟土和加固層樁間土之間形成較大的孔隙壓力差，加快下臥層軟土的固結(jié)。

　　⑶水泥土攪拌樁改善天然軟土的性質(zhì)。流塑態(tài)軟粘土拌入固化劑后形成的加固土呈堅硬狀態(tài)。粘聚力和內(nèi)摩擦角較原狀土增加，其抗壓、抗剪強度、變形模量等指標分別比天然軟土提高數(shù)十倍至數(shù)百倍。當固化劑摻入比αw>5%時，加固土無側(cè)限抗壓強度qu可達500～4000kPa，相應抗拉強度σ1=(0.15～0.25)qu，粘聚力c=(0.2～0.3)qu，摩擦角Ф變化于20o～30o之間，變形模量E50=(120～150)qu.加固土強度隨固化劑摻入比、水泥標號和加固土齡期的增加而提高。隨著水泥摻量的增加抗?jié)B系數(shù)由原狀土的10-7┩/s下降為(10-7～10-11)┩/s數(shù)量級。

　?、葮?、土復合構(gòu)成的地基形成了平面及豎向合適的剛度級配梯度和三維共同工作的應力狀態(tài)，達到對天然地基承載力的有效補強，滿足設計要求，減少地基的沉降。

　?、砷L剛性樁、短水泥土攪拌樁的布置，形成三層地基剛度，符合天然地基土層淺弱深強的規(guī)律以及地基應力傳遞特征，同時長剛性樁可以進入深層良好土層，減少復合地基的沉降。

　?、蕪秃系鼗c上部結(jié)構(gòu)通過褥墊層的柔性連接，在水平荷載作用下，有效地傳遞垂直荷載

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