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(guò)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(lái)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(guò)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(chǎng)實(shí)測(cè)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(duì)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(guò)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(guò)大，使復(fù)合地基的均勻性變差，即使通過(guò)墊層調(diào)整若仍得不到明顯改善時(shí)，將使樁身受力過(guò)于集中，并對(duì)基礎(chǔ)底板受力不利。
【例題2】對(duì)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?jí)|層，有兩種方案：A、墊層厚度為150mm；B、墊層厚度為500mm；試問(wèn)：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．raC、ra=rb；
C．無(wú)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(wèn)：A、B兩工程的樁土荷載分擔(dān)比ra、rb相比較為( )
A．ra>rb；
B．raC、ra=rb；
C．無(wú)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(cè)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(duì)應(yīng)的壓力值，其值為比例界限值?；趶?fù)合地基是由豎向增強(qiáng)體和地基土通過(guò)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)度和寬度，應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍?；鶞?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(chǎng)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(jí)可分為8～12級(jí)。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(jí)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(jí)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(jí)數(shù)可為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，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(guò)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(lái)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(guò)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(chǎng)實(shí)測(cè)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(duì)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(guò)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(guò)大，使復(fù)合地基的均勻性變差，即使通過(guò)墊層調(diào)整若仍得不到明顯改善時(shí)，將使樁身受力過(guò)于集中，并對(duì)基礎(chǔ)底板受力不利。
【例題2】對(duì)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?jí)|層，有兩種方案：A、墊層厚度為150mm；B、墊層厚度為500mm；試問(wèn)：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．raC、ra=rb；
C．無(wú)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(wèn)：A、B兩工程的樁土荷載分擔(dān)比ra、rb相比較為( )
A．ra>rb；
B．raC、ra=rb；
C．無(wú)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(cè)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(duì)應(yīng)的壓力值，其值為比例界限值?；趶?fù)合地基是由豎向增強(qiáng)體和地基土通過(guò)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)度和寬度，應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍?；鶞?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(chǎng)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(jí)可分為8～12級(jí)。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(jí)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(jí)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(jí)數(shù)可為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，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。