文章编号:10096825(200708001102长短桩复合地基设计计算分析收稿日期:20061016作者简介:韩建刚(1975,男,博士后,副教授,海南大学土木工程系,海南海口570228陈奕柏(1959,男,副教授,海南大学土木工程系,海南海口570228熊摇龙(1983,男,海南大学土木工程系本科生,海南海口570228韩建刚陈奕柏熊摇龙摘要:阐述了长短桩复合地基的设计思想,介绍了两种常用的长短桩复合地基承载力和沉降的计算方法,并通过实际算例对两种方法进行了比较,得出了两种方法的优缺点,为设计提供了参考依据。关键词:长短桩复合地基,承载力,沉降中图分类号:TU473.1文献标识码:A引言目前的常规桩基础设计理论,一般采用等长长桩,而当这种桩基础位于深厚软土地基时,经常会出现桩数过多,桩距过密的情况,不仅使工程造价提高而且不利于单桩承载力的发挥,同时由于施工过程中的挤土效应容易造成桩身的损坏。随着复合地基技术的发展和完善,基于桩体(如柔性桩、刚性桩在复合地基中的荷载传递机理和沉降变形控制的认识,提出了由两种不同类型(或两种类型而长度不同的桩与地基土组成的组合型复合地基。虽然近年来岩土学者和工程师对长短桩复合地基进行了一些理论和现场实验研究,并取得了一些成果,且在工程实践中也得以应用。但在目前,对其作用机理的认识还不够全面和深入,也尚未形成完善的设计理论和设计方法,对其研究工作仍处于探索阶段,有许多问题有待于深入地去研究和解决。文中介绍了两种常用的长短桩复合地基承载力和沉降的计算方法,并通过实际算例对两种方法进行了比较,从而得出了两种方法的优缺点,为设计提供了参考依据。1长短桩复合地基承载力计算方法1.1方法一长短桩复合地基承载力可按下式计算:fsp,k=m1Rdk1Ap1+1m2Rdk2Ap2+2(1-m1-m2fs,k(1其中,m1,m2为长、短桩置换率;1,2为长短桩桩间土的发挥系数;Ap1,Ap2为长、短桩横截面面积;fsp,k,fs,k为复合地基、桩间土的承载力标准值;Rdk1,Rdk2为长、短桩单桩承载力标准值。Rdk1,Rdk2可以由荷载实验来确定,也可按下式确定:Rdk=min{fcu,kAp,upqsili+Apqp}(2其中,fcu,k为与桩配方相同的立方体试块在室内的无侧限抗压强度;li为第i层桩周土的厚度;up为桩周长;qsi为第i层桩周土的摩擦力标准值;qp为桩端土地基承载力标准值;,为折减系数。1.2方法二长短桩复合地基的承载力可参照同一桩长复合地基承载力,第一步计算短桩复合地基承载力,然后视短桩复合地基为长桩复合地基的桩间土,计算长短桩复合地基的承载力。1短桩复合地基承载力用下式进行估算:fsp,k1=1A1[fk(A1-Ap1+Rk1](3其中,fsp,k1为短桩复合地基承载力标准值;fk为天然地基承载力标准值;A1为每根短桩分担的面积;Ap1为短桩单桩截面面积;为桩间土强度提高系数;为桩间土强度发挥程度;Rk1为短桩单桩承载力标准值。2长短桩复合地基承载力可用下式进行估算:fsp,k2=1A2[fsp,k1(A2-Ap2+Rk2](4其中,fsp,k2为长短桩复合地基承载力标准值;A2为每根长桩分担的面积;Ap2为长桩单桩截面面积;Rk2为长桩单桩承载力标准值。2长短桩复合地基的沉降计算2.1方法一把复合地基沉降量分为两部分,复合地基加固区压缩量S1和下卧层压缩量S2。于是,在荷载作用下复合地基的总沉降量S可表示为两部分之和,即:S=S1+S2。在复合地基沉降的使用计算方法中,对下卧层压缩量S2大部分采用分层总和法计算,而对加固区范围内土层的压缩量S1主要采用复合模量法。加固区范围内土层的压缩量S1的计算。将复合地基加固区中增强体和基体两部分视为一复合土体,采用复合压缩模量来评价复合土体的压缩性,并采用分层总和法计算:S1=n1piEcsiHi(5其中,pi为第i层复合土上附加应力增量;Hi为第i层复合土体的厚度。下卧层压缩量S2的计算,即:S2=ni=1e1i-e2i1+e1iHi=n1piEcsiHi(62.2方法二长短桩复合地基变形计算采用复合模量法,计算时采用的复11第33卷第8期2007年3月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.33No.8Mar.2007合土层分层除与天然地基相同外,短桩桩端位置、长桩桩端位置也作为复合土层的分层边界,从而将加固区分为1,2两部分(见图1。加固区1内复合土层的模量等于天然地基模量的1倍,加固区2内复合土层的模量等于天然地基模量的2倍,复合土层和下卧层土体内的应力分布采用各向同性均质的直线变形...