復(fù)合地基基本理論
熟悉復(fù)合地基加固原理;
掌握復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn);
熟悉修正后的復(fù)合地基承載力特征值的計(jì)算方法;
掌握復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算方法
2.1 復(fù)合地基的構(gòu)成形式
通過變形協(xié)調(diào),增強(qiáng)體與天然地基土體共同承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,這是形成復(fù)合地基的基本條件。在建筑工程中,通常在復(fù)合地基上設(shè)置剛度較大的擴(kuò)展基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ),也稱為剛性基礎(chǔ)(僅意味著基礎(chǔ)剛度較大之意)下的復(fù)合地基。而在道路工程中,荷載則通過剛度較小的道路面層傳遞,亦稱為柔性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基。理論研究和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果表明,剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基的性狀有較大差異。因此,增強(qiáng)體與天然地基土體在荷載作用下的變形協(xié)調(diào)關(guān)系是復(fù)合地基性狀的主要特性。設(shè)計(jì)時(shí)為了較充分地發(fā)揮天然地基土的承載作用,要求樁土間的荷載分擔(dān)比在一個(gè)比較合理的范圍內(nèi),這是復(fù)合地基設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵所在。
【例題1】某軟弱土層厚7.5m,下部為卵礫石層,視為不可壓縮層,采用水泥土攪拌樁對地基進(jìn)行處理,處理深度至卵礫石層頂面,處理后不設(shè)置褥墊層,則該地基是否為復(fù)合地基( )?
A、是;
B、不是;
答案:B
在基礎(chǔ)下設(shè)置厚度為200~300mm的墊層可以改善地基中淺層土的受力狀態(tài),減小樁土荷載分擔(dān)比。墊層是復(fù)合地基的重要組成部分。復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí),一般要求有一定的置換率,恰當(dāng)?shù)姆謸?dān)比。置換率過低,復(fù)合地基承載力特征值低,樁土分擔(dān)比高,樁土壓力相差過大,使復(fù)合地基的均勻性變差,即使通過墊層調(diào)整若仍得不到明顯改善時(shí),將使樁身受力過于集中,并對基礎(chǔ)底板受力不利。
【例題2】對某軟弱地基進(jìn)行水泥土攪拌樁地基處理后,基礎(chǔ)以下鋪設(shè)200mm的粗砂墊層,其目的是為了( )
A、增大樁土荷載分擔(dān)比;
B、減小樁土荷載分擔(dān)比;
C、增大復(fù)合地基強(qiáng)度;
D、減小復(fù)合地基強(qiáng)度;
答案:B
【例題3】某軟弱地基進(jìn)行地基處理后,基礎(chǔ)以下鋪設(shè)石屑墊層,有兩種方案:A、墊層厚度為150mm;B、墊層厚度為500mm;試問:分別采用A、B兩種方案,從理論上分析,樁土荷載分擔(dān)比ra、rb相比較為( )
A、ra>rb;
B、ra C、ra=rb;
D、無法比較;
答案:A
【例題4】A、B兩個(gè)工程地質(zhì)條件相同,均采用夯實(shí)水泥土樁進(jìn)行地基處理,樁徑相同,置換率分別為ma=10%,mb=13%;要求處理后復(fù)合地基承載力特征值均為160kpa,基礎(chǔ)以下鋪設(shè)200mm的粗砂墊層;試問:A、B兩工程的樁土荷載分擔(dān)比ra、rb相比較為( )
A、ra>rb;
B、ra C、ra=rb;
D、無法比較;
答案:A
2.2 復(fù)合地基承載力與載荷試驗(yàn)要點(diǎn)
復(fù)合地基承載力特征值:由載荷試驗(yàn)測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值,其值為比例界限值。基于復(fù)合地基是由豎向增強(qiáng)體和地基土通過變形協(xié)調(diào)承載的機(jī)理,復(fù)合地基的承載力目前只能通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定。
復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)如下:
(1)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)承壓板應(yīng)具有足夠剛度。單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用圓形或方形,面積為一根樁承擔(dān)的處理面積;多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用方形或矩形,其尺寸按實(shí)際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。樁的中心(或形心)應(yīng)與承壓板中心保持一致,并與荷載作用點(diǎn)相重合。
(2)承壓板底面標(biāo)高應(yīng)與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相適應(yīng)。承壓板底面下宜鋪設(shè)粗砂或中砂墊層,墊層厚度取50~150mm,樁身強(qiáng)度高時(shí)取大值。試驗(yàn)標(biāo)高處的試坑長度和寬度,應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍。基準(zhǔn)梁的支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在試坑之外。
(3)試驗(yàn)前應(yīng)采取措施,防止因氣候變化、施工及降低地下水位等原因,造成試驗(yàn)場地地基土含水量的變化及土體擾動(dòng),以免影響試驗(yàn)結(jié)果。
(4)加載等級可分為8~12級。加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。
(5)每加一級荷載前后均應(yīng)各讀記錄壓板沉降量一次,以后每半個(gè)小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1 mm時(shí),即可加下一級荷載。
(6)當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)可終止試驗(yàn):①沉降急劇增大,土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起;②承壓板的累計(jì)沉降量已大于其寬度或直徑的6%;③當(dāng)達(dá)不到極限荷載,而加載壓力已大于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。
(7)卸載級數(shù)可為加載級數(shù)的一半,等量進(jìn)行,每卸一級,間隔半小時(shí),讀記回彈量,待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。
熟悉復(fù)合地基加固原理;
掌握復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn);
熟悉修正后的復(fù)合地基承載力特征值的計(jì)算方法;
掌握復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算方法
2.1 復(fù)合地基的構(gòu)成形式
通過變形協(xié)調(diào),增強(qiáng)體與天然地基土體共同承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,這是形成復(fù)合地基的基本條件。在建筑工程中,通常在復(fù)合地基上設(shè)置剛度較大的擴(kuò)展基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ),也稱為剛性基礎(chǔ)(僅意味著基礎(chǔ)剛度較大之意)下的復(fù)合地基。而在道路工程中,荷載則通過剛度較小的道路面層傳遞,亦稱為柔性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基。理論研究和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果表明,剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基的性狀有較大差異。因此,增強(qiáng)體與天然地基土體在荷載作用下的變形協(xié)調(diào)關(guān)系是復(fù)合地基性狀的主要特性。設(shè)計(jì)時(shí)為了較充分地發(fā)揮天然地基土的承載作用,要求樁土間的荷載分擔(dān)比在一個(gè)比較合理的范圍內(nèi),這是復(fù)合地基設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵所在。
【例題1】某軟弱土層厚7.5m,下部為卵礫石層,視為不可壓縮層,采用水泥土攪拌樁對地基進(jìn)行處理,處理深度至卵礫石層頂面,處理后不設(shè)置褥墊層,則該地基是否為復(fù)合地基( )?
A、是;
B、不是;
答案:B
在基礎(chǔ)下設(shè)置厚度為200~300mm的墊層可以改善地基中淺層土的受力狀態(tài),減小樁土荷載分擔(dān)比。墊層是復(fù)合地基的重要組成部分。復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí),一般要求有一定的置換率,恰當(dāng)?shù)姆謸?dān)比。置換率過低,復(fù)合地基承載力特征值低,樁土分擔(dān)比高,樁土壓力相差過大,使復(fù)合地基的均勻性變差,即使通過墊層調(diào)整若仍得不到明顯改善時(shí),將使樁身受力過于集中,并對基礎(chǔ)底板受力不利。
【例題2】對某軟弱地基進(jìn)行水泥土攪拌樁地基處理后,基礎(chǔ)以下鋪設(shè)200mm的粗砂墊層,其目的是為了( )
A、增大樁土荷載分擔(dān)比;
B、減小樁土荷載分擔(dān)比;
C、增大復(fù)合地基強(qiáng)度;
D、減小復(fù)合地基強(qiáng)度;
答案:B
【例題3】某軟弱地基進(jìn)行地基處理后,基礎(chǔ)以下鋪設(shè)石屑墊層,有兩種方案:A、墊層厚度為150mm;B、墊層厚度為500mm;試問:分別采用A、B兩種方案,從理論上分析,樁土荷載分擔(dān)比ra、rb相比較為( )
A、ra>rb;
B、ra
D、無法比較;
答案:A
【例題4】A、B兩個(gè)工程地質(zhì)條件相同,均采用夯實(shí)水泥土樁進(jìn)行地基處理,樁徑相同,置換率分別為ma=10%,mb=13%;要求處理后復(fù)合地基承載力特征值均為160kpa,基礎(chǔ)以下鋪設(shè)200mm的粗砂墊層;試問:A、B兩工程的樁土荷載分擔(dān)比ra、rb相比較為( )
A、ra>rb;
B、ra
D、無法比較;
答案:A
2.2 復(fù)合地基承載力與載荷試驗(yàn)要點(diǎn)
復(fù)合地基承載力特征值:由載荷試驗(yàn)測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值,其值為比例界限值。基于復(fù)合地基是由豎向增強(qiáng)體和地基土通過變形協(xié)調(diào)承載的機(jī)理,復(fù)合地基的承載力目前只能通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定。
復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)如下:
(1)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)承壓板應(yīng)具有足夠剛度。單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用圓形或方形,面積為一根樁承擔(dān)的處理面積;多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用方形或矩形,其尺寸按實(shí)際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。樁的中心(或形心)應(yīng)與承壓板中心保持一致,并與荷載作用點(diǎn)相重合。
(2)承壓板底面標(biāo)高應(yīng)與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相適應(yīng)。承壓板底面下宜鋪設(shè)粗砂或中砂墊層,墊層厚度取50~150mm,樁身強(qiáng)度高時(shí)取大值。試驗(yàn)標(biāo)高處的試坑長度和寬度,應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍。基準(zhǔn)梁的支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在試坑之外。
(3)試驗(yàn)前應(yīng)采取措施,防止因氣候變化、施工及降低地下水位等原因,造成試驗(yàn)場地地基土含水量的變化及土體擾動(dòng),以免影響試驗(yàn)結(jié)果。
(4)加載等級可分為8~12級。加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。
(5)每加一級荷載前后均應(yīng)各讀記錄壓板沉降量一次,以后每半個(gè)小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1 mm時(shí),即可加下一級荷載。
(6)當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)可終止試驗(yàn):①沉降急劇增大,土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起;②承壓板的累計(jì)沉降量已大于其寬度或直徑的6%;③當(dāng)達(dá)不到極限荷載,而加載壓力已大于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。
(7)卸載級數(shù)可為加載級數(shù)的一半,等量進(jìn)行,每卸一級,間隔半小時(shí),讀記回彈量,待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。