长短桩复合地基的应用与发展趋势
文章编号：1009-6825（2012）31-0079-02
长短桩复合地基的应用研究与发展趋势
收稿日期：2012-09-10作者简介：徐玉芬（1977-），女，讲师
徐玉芬
（三江大学土木工程学院，江苏南京210012）
摘要：简要介绍了长短桩复合地基的技术特点，着重阐述了此种新型复合地基的应用研究现状，并指出了其设计方法中存在的
问题，最后对今后的研究方向提出了几点看法，以促进该复合地基的推广应用。关键词：长短桩，复合地基，研究现状中图分类号：TU473
文献标识码：A
0引言
近年来，随着我国经济的飞速发展、地基处理技术的不断深
化，长短桩复合地基在工程中得到了越来越广泛的关注。长短桩复合地基主要是利用刚性长桩与刚性、半刚性或柔性短桩相结合对地基进行综合处理。长短桩复合地基不仅能充分发挥桩体的承载力，而且能积极调动桩间土体参与工作，一般来讲，短桩可减少浅层的应力集中，提高其承载力；而长桩在增加地基承载力的同时更重要的是通过桩身将荷载传递到深层地基以达到减少压缩层变形、控制沉降量的目的。通常情况下，为协调地基变形，在桩顶还会铺设褥垫层。在一些地区，以刚性长桩柔性短桩组合的长短桩复合地基已开始应用并取得了显著的成效。
作为一种新型的地基处理形式，长短桩复合地基具有承载力高、工期短、造价低的特点，它将在岩土工程界得到推广和应用，但由于该理论还有很多不完善的地方，因此还需做进一步的探索和研究。
1长短桩复合地基的应用研究现状
虽然长短桩复合地基已成功地应用于高层甚至超高层建筑，
但其理论研究远落后于实践，至今为止，仍未形成比较完善的设计理论和计算方法。下面对近八年来已见诸报道的长短桩复合地基的研究现状大致综述如下。
梁发云通过建立三维弹塑性有限元分析模型，对长短桩复合地基中垫层—桩—土系统的共同作用机理进行了参数分析，并根据分析结果提出了行之有效的沉降控制方法［1］。
牛顺生通过建立长短桩复合地基优化设计数学模型，提出了基于模拟退火算法的长短桩复合地基优化设计方法，并将其运用于实例计算以验证其可行性［2］。
欧丽利用ANSYS 有限元软件对长短桩复合地基进行三维弹塑性计算分析，探讨了桩身应力与土体附加应力分布、荷载传递的性状及变形特性，为长短桩复合地基的理论研究提供了有益的参考［3］。
郭院成、李明宇在现有理论的基础上进行了现场试验，针对刚柔两种基础形式下的长短桩复合地基在不同荷载作用下的应力、
变形、桩土荷载分担比及桩土应力等规律进行了大量的对比分析，为长短桩复合地基的优化设计提供了宝贵资料［4］。
谢新宇利用有限元方法对刚柔性长短桩复合地基的工程性状进行了研究，分析了垫层模量、厚度、短桩模量以及长桩长度的变化对长短桩复合地基的总沉降、
长短桩应力比和长短桩桩身应力的影响，为长短桩复合地基的设计和应用提供了理论基础［5］。
郭院成通过对柔性基础下长短桩复合地基中褥垫层内长、短桩桩顶荷载传递影响区进行受力分析，推导出桩土应力比的解析公式，并结合现场试验测试结果验证了该公式的实用性，为柔性基础下长短桩复合地基桩土应力比的工程应用提供了理论指导［6］。
林本海根据多层地基土分布的特点，结合刚性长桩—櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
柔性短［1］JGJ 120-99，建筑基坑支护技术规范［S ］．
［2］谢小松．大型深基坑逆作法施工关键技术研究及结构分析
［D ］．上海：同济大学，2007．
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Retaining pile and columns difference settlement analysis of a top down method foundation pit
TANG Xiao-qiang 1，
2
ZHANG Zhi-hao 2ZHANG Geng-cheng 2
（1．Environmental Science and Engineering College ，Ocean University of China ，Qingdao 266100，China ；2．China Petroleum East China Survey ＆Design Institute Geotechnical Engineering Company ，Qingdao 266071，China ）
Abstract ：In this paper ，a project of air defense top down foundation pit was numerical computed by plaxis．And according to the above calcula-tion ，an analysis of difference settlement of supporting pile and post with a hard layer （strong weathering rock ）under the bottom was presented．Pit-bottom uplift estimated by Tongji method ，calculation and the results of numerical simulation coincide ，indicating that the rock area basal re-bound main control factor is simple unloading rebound．If reversed construction of retaining structure and columns are embedded in the rock piles ，the differential settlement between the two components is very small ，meeting the requirements of the structural design．Key words ：foundation pit ，top down method ，columns ，differential settlement ，basement uplift
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97·第38卷第31期2012年11月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol．38No．31Nov．2012
长短桩复合地基设计
长短桩复合地基设计 一、前言 当地基承载力或变形不能满足设计要求时，需做地基处理，复合地基方案在地基处理中用的非常普遍。复合地基的桩型很多，不同的桩型加固机理和加固效果是不同的，实际工程中如何针对设计要求合理选择桩型是方案选择的核心。本文仅就这一问题做一讨论。 采用复合地基有时主要为了提高地基承载力，有时主要是为了减少沉降量，有时两者兼而有之，在确定使用复合地基前，应予以分析。当软弱土层较厚时，采用复合地基往往是为了控制沉降，在这种情况下采用复合地基具有较大的优点。若软弱土层很薄，而基岩又很浅，采用桩基础可能优于采用复合地基。另外，复合地基需要通过一定的沉降量来协调发挥桩土共同承担荷载，对沉降量控制要求很高的情况下不宜采用复合地基技术。对一具体工程是否采用复合地基技术应根据荷载大小、地基土层工程地质情况、建筑物对工后沉降量的要求等方面综合分析而定。 随着对复合地基理论认识的提高以及实践经验的积累，学术界提出了不同桩型、桩长的多元组合型复合地基——刚柔结合长短桩复合地基。 长桩：提高地基承载力，将荷载通过桩身向地基深处传递，减少压缩层变形，控制整体的沉降。桩体强度要求较高，多采用
CFG桩、钢筋混凝土桩、预制桩等。 短桩：主要对土体进行处理，减小浅层的应力集中，提高承载力，消除软弱土层引起的不均匀沉降，桩体采用散体桩和柔性桩如搅拌桩、碎石桩、石灰桩等。 褥垫层：促使桩—土协调变形，合理分配应力，保证桩土共同作用。复合地基的实质是桩、土共同作用。桩土应力分配的过程伴随着桩顶上刺或桩端下刺，因此需设置合适厚度和刚度的褥垫层保证桩、土能共同承担荷载。 长短桩的优点（以螺杆桩复合地基为例）： （1）、螺杆桩复合地基在地基中形成平面及空间合适的刚度梯度，从而获得了高强度的复合地基。 （2）、螺杆桩复合地基中形成了土的三维应力状态，使土的强度高于其自身承载力的基本值，从而使土的参与工作系数大于1，这是任何其它类型复合地基无法实现的。 （3）、螺杆桩复合地基中优化的竖向刚度，使之形成了三层地基，从而减小了复合地基的沉降。特别是它有效地解决了建筑物或构筑物的不均匀沉降问题。 （4）、螺杆桩复合地基的设计可以有效降低地震力对结构的影响，同时，即使在建筑物过大水平位移情况下，仍可以有效的传递垂直荷载，并由于加固后消除了可液化土层，从而可以广泛地应用于地震区。
多桩型复合地基处理
多桩型复合地基处理 山区沟谷软基的技术探讨 许洪亮1,2,熊震宙1 (1、江西省交通设计院，江西南昌 330002) (2、华东交通大学土木土木建筑学院，江西南昌 330013) 摘要：由于山岭沟谷软基的特殊性，传统单一桩型的复合地基方案难以满足技术、经济、环保等方面要求，而多桩型的复合地基则消除了以上弊端，发挥了各桩型的优势，是桩型复合地基一种新的技术手段。该文基于水泥土夯实桩和CFG桩各自的工程特性，结合具体工程提出了多桩型复合地基的设计方法，并经过试验检测验证了多桩型复合地基设计方案的合理性和工作机理的正确性。 关键词：道路工程；沟谷软基；复合地基；单一桩型；多桩型；设计；检测 0 前言 对于超软地基的处理，传统手段经常采用CFG或水泥土复合桩等技术手段处理，山岭沟谷地区的特殊性，在选择软弱地基处理方案时，需从技术、经济、环境保护等几个方面综合考虑。而采取传统上单一桩型的水泥土夯实桩或CFG桩复合地基方案，如果桩的布置较疏，则在承载力和变形上难以满足要求；如果布置过密，由于挤土效应很容易使刚性较大的桩型断裂，同时也不经济。因此，采取两种甚至两种以上的桩型组成的多桩型复合地基来联合处理山区沟谷软基，消除一种桩型造成的各种弊端，同时发挥各者的优势，就成为一种比较理想和科学的选择，也为桩型复合地基增加了一个新的技术手段。 复合地基作为一种比较成熟的地基处理形式，在工程实践上已经积累了相当的经验。但是，复合地基技术的一个鲜明特色就是理论研究远远落后于工程实践，在工程实践和理论研究的基础上，一些工程师已经意识到了采取一种桩型的复合地基处理软土地基的弊端，开始尝试采取两种或两种以上的桩型联合加固的方法。在工业和民用建筑中，已经有了采用多桩型复合地基的先例，陈强等首先采用数值分析手段初步分析了某一民用工程中CFG桩和GC桩联合加固软弱地基的机理，认为多桩型复合地基具有单一桩型无可比拟的优越性[2]。闫明礼，王明山等提出了多桩型复合地基设计计算方法[3]。从工程实践中碰到的具体问题和从经济方面考虑，发展多桩型复合地基来处理公路沟谷软基是一种趋势，开展多桩型复合地基的研究具有前瞻性和经济性。 赣定高速公路沿线路段大部分位于低山丘陵地 貌区，有些高路堤及拱涵重要结构都处于软基之上，下卧软土层最厚处达到10m左右，属于典型的山区沟谷软基，因此必须对这些软土地基进行有效的处理，以保证公路路基的稳定性及变形要求。 在2003年1月~2004年5月，由赣定高速公路总指挥部牵头，联合天津大学及工程参建等单位，依托赣定高速公路，开展了“山区高速公路沟谷软基处理技术研究”的课题研究并获得成功，取得了良好的经济及社会效益。其中“多桩型复合地基处理山区沟谷软基技术研究”为其中的一个子课题，获得了较多的应用成果，值得同行业所借鉴和推广应用。 实践证明，该技术很好地解决了单一CFG桩间距不能过密，夯实桩水泥土桩深度受限等问题。多桩型复合地基有效地消除了单一桩型应力集中现象，可以更好地发挥其中任一桩型的荷载传递能力。 1 多桩型复合地基技术工程背景 如何选择不同桩型组成多桩型复合地基，是一个重要的研究内容。一般来说，桩身强度应刚柔并济，长度应长短结合。同时，桩的工程特性应存在较大的互补性，这样才能很好地发挥各自的长处，消除某种桩型单一布置带来的弊端。 1.1 水泥土夯实桩的工程特性 水泥土夯实桩是水泥或水泥系固化材料与土混 合形成的桩，由于土质的不同，其固化机理也有区别。用于砂性土时，水泥土的固化原理类同于建筑上常用的水泥砂浆，具有很高的强度，固化的时间也较短。用于粘性土时，由于水泥土惨量有限（7%~20%），且粘粒具有很大的比表面积并含有一定的活性物质，所
多桩复合地基
7.9 多桩型复合地基 7.9.1多桩型复合地基适用于处理不同深度具有持力层的正常固结土，或浅层存在欠固结土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土，以及地基承载力和变形要求较高的地基处理。 7.9.2 多桩型复合地基的设计应符合下列原则： 1桩型及施工工艺的确定应考虑土层情况、承载力与变形控制要求、经济性、环境要求等综合因素； 2对复合地基承载力贡献较大或用于控制复合土层变形的长桩，应选择相对较好的持力层并应穿过软弱下卧层；对处理欠固结土的增强体，其长度应穿越欠固结土层；对消除湿陷性土的增强体，其长度宜穿过湿陷性土层；对处理液化土的增强体，其长度宜穿过可液化土层； 3 如浅部存有较好持力层的正常固结土，可采用刚性长桩与刚性短桩、刚性长桩与柔性短桩的组合方案； 4 对浅部存在软土或欠固结土，宜先采用预压、压实、夯实、挤密方法或柔性桩复合地基等处理浅层地基，而后采用刚性或柔性长桩进行处理的方案； 5 对湿陷性黄土应根据现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025的规定，选择压实、夯实或土桩、灰土桩等处理湿陷性，再采用刚性长桩进行处理的方案； 6 对可液化地基，可采用碎石桩等方法处理液化土层，再采用有黏结强度桩进行处理的方案； 7 对膨胀土地基采用多桩型复合地基方案时，宜采用灰土桩等处理其膨胀性，长桩宜穿越膨胀土层到达大气影响急剧层以下稳定土层，且不应采用桩身透水性较强的桩。 7.9.3 多桩型复合地基单桩承载力应由静载荷试验确定，初步设计可按第7.1.6条规定估算；对施工扰动敏感的土层，应考虑后施工桩对已施工桩的单桩承载力的折减。 7.9.4多桩型复合地基的布桩宜采用正方形或三角形间隔布置，刚性桩可仅在基础范围内布置，其他增强体桩位布置应满足液化土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基对不同性质土处理范围的要求。 7.9.5多桩型复合地基垫层设置，对刚性长短桩复合地基宜选择砂石垫层，垫层厚度宜取对复合地基承载力贡献较大增强体直径的1/2；对刚性桩与其他材料增强体桩组合的复合地基，宜取刚性桩直径的1/2；对未要求全部消除湿陷性的黄土或膨胀土地基，宜采用灰土垫层，其厚度宜为300mm 。 7.9.6 多桩型复合地基承载力特征值应采用多桩复合地基静载荷试验确定，初步设计时可采用以下方式估算： 1 由具有黏结强度的A 桩、B 桩组合形成的多桩型复合地基（含长短桩复合地基、等长桩复合地基）承载力特征值： sk p a p a spk f m m A R m A R m f )1(2122221111--++=βλλ (7.9.6-1)
一个多桩型复合地基设计计算实例
一个多桩型复合地基设计计算实例 A Example of the Calculation of Multi-type-pile Composite Subgrade 摘要：本文讨论了多桩型复合地基及其复合模量的基本概念。介绍了一个多桩型复合地基承载力和变形的计算实例。 关键词：多桩型复合地基，复合模量，承载力，变形 1 前言 复合地基中的纵向增强体习惯上称作桩，由两种或两种以上桩型组成的复合地基称为多桩型复合地基。比如，对可液化地基，为消除地基液化，可采用振动沉管碎石桩或振冲碎石桩方案。但当建筑物荷载较大而要求加固后的复合地基承载力较高，单一碎石桩复合地基方案不能满足设计要求的承载力时，可采用碎石桩和刚性桩（如CFG 桩）组合的多桩型复合地基方案。这种多桩型复合地基既能消除地基液化，又可以得到很高的复合地基承载力。如太原市华宇·绿洲项目12～22层住宅楼均采用该方案，经济效益较高。 又如，当地基土有两个好的桩端持力层，分别位于基底以下深度为Z 1（Ⅰ层）和Z 2（Ⅱ层）的土层，且Z 1＜Z 2。在复合地基合理桩距范围内，若桩端落在Ⅰ层时，复合地基不能满足设计要求。若桩端落在Ⅱ层时，复合地基承载力又过高，偏于保守。此时，可考虑将部分桩的桩端落在Ⅰ层上，另一部分桩的桩端落在Ⅱ层上，形成长短桩复合地基，需说明的是，多桩型复合地基和长短桩复合地基意义一致，设计计算方法完全相同。 工程中单一桩型复合地基的设计计算方法相对比较成熟，工程经验积累非常多。但对于两种或两种以上桩型的多桩型复合地基、长短桩复合地基承载力和变形如何计算，虽有很多文献专门论述过，但工程经验不多，本文介绍一个工程实例，以积累多桩型复合地基设计算经验。 2 多桩型复合地基承载力计算 一般地，将复合地基中荷载分担比高的桩型定义为主控桩（桩的模量相对较高，桩相对较长）。其余桩型为辅桩，并按荷载分担比由大到小排序。工程中常用的是两种桩型组成的复合地基（或长短桩复合地基）。 下面先就两种桩型组成的复合地基承载力计算公式进行推导，并可推广到两种以上桩型的复合地基。基本思路为： （1）由天然地基和主控桩复合形成复合地基，视为一种新的等效天然地基，其承载力特征值为f spk1。 （2）将等效天然地基和辅桩复合形成复合地基，求得复合地基承载力即两种桩型复合地基承载力。 具体推导如下： 基础下天然地基土的承载力特征值为f ak 。主控桩的断面面积为A p1，平均面积置换率为m 1，单桩承载力特征值为R a1。则主控桩和天然地基形成的复合地基承载力特征值为 ()ak p a spk f m A R m f 1111 11 11-+=βα （1） 式中 α1—桩间土承载力提高系数，与土性和主控桩成桩工艺以及主控桩的桩径、桩距等有关。 对非挤土成桩工艺，α1＝1； β1—桩间土承载力发挥系数，一般β1≤1。 基础下辅桩的断面面积为A p2，平均面积置换率为m 2，单桩承载力特征值为R a2。辅桩与承载力
浅议长短桩复合地基
在土木工程建设中，目前，对于大型建筑结构，在沉降和承载力控制方面，桩基础无疑是目前工程应用中首选的地基形式，然而在多层和小高层建筑中桩基础成本造价相对过高。为了在满足工程需要的同时又能够减小地基处理成本，复合地基应运而生，其中尤以长短桩复合地基最为突出，其充分发挥了天然土体承载能力，同时减少了沉降，即满足了上层建筑结构要求，又减小了打桩对于周围环境的影响，同时大大地降低了地基成本，是近年来在多层和小高层工程中得到广泛采用的一种地基形式。 一、复合地基的定义和桩基的区分 经过处理形成的地基多数可归属为两类：一类是天然地基土体的承载性质得到普遍的改良形成均质地基，如通过预压法、强夯法以及换填法等形成的土体改良地基，这类地基的承载力与沉降计算类似于浅基础。另一类是在地基处理过程中，部分土体得到增强，或置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基，在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用，其通常被称为复合地基。 复合地基和桩基础尚存在一定的差异，复合地基理论的产生实际上是基于桩基理论。从地基工程成本上考虑，在满足上层建筑结构对变形控制要求的条件下，充分发挥桩间土的承载力，使桩分担的上部荷载部分转向桩间土，由桩间土承担进而减小桩数，降低地基成本。从环境的方面考虑，这种新型地基可以减小由于大面积和大量的打桩施工所造成的原有天然地基内超孔隙水压力增加所引发的土体有效重度降低和地基内出现渗流现象，包括：流沙、管涌、上浮、局部不均匀沉降等对地基承载力和上部结构整体稳定造成的不利影响。桩基理论中主要考虑桩体和基础底部相互作用对整体地基性状的影响，充分发挥桩的承载力而忽略桩间土直接和基础之间的相互作用，将桩间土作为地基承载力的安全储备。从经济和适用方面上，这种设计理念在减小上层建筑差异沉降和提高地基承载力方面效果显著，在大型高层建筑和超高层建筑中得到充分推广，但对于多层和小高层建筑，相对于整个工程的成本来说，桩基础成本较高，性价比较低。 二、长短桩复合地基的作用机理和研究现状 随着对复合地基理论认识的提高以及实践经验的积累，提出了由两种不同类型（或同种类型而长度差别较大）的桩与土组成的三元组合型复合地基。这种新型复合地基形式从目前研究与应用情况来看，基本形式大多为长短桩复合地基。目前，在承载力和沉降变形设计理论方面存在两种设计理念：一种是长桩协力形式的长短桩复合地基，当基底以下存在较厚的软弱土层时，采用短桩对该区域土层进行加固，减小地基上层的沉降变形，同时也可提高基底土层的承载力。而长桩的主要作用是弥补经短桩加固后的地基承载力的不足，同时长桩的设置也减小了复合地基的沉降。另一种是长桩控沉形式的长短桩复合地基。当基底以下存在上下两层较为理想的桩端持力层时，如采用短桩方案将桩端放在上层持力层，即使复合地基承载力能够满足设计要求，由于加固较浅，沉降变形将有可能偏大。采用长桩和短桩相结合的方案，将长桩、短桩桩端分别落在上、下两层桩端持力层上，充分发挥上、下两层桩端持力层的特性，长桩与短桩间隔设置，利用短桩提高复合地基的承载力，通过长桩不仅能够提高地基承载力，而且可将荷载通过桩身向地基深处传递，减少压缩层变形。
长短桩复合地基的应用与发展趋势
文章编号：1009-6825（2012）31-0079-02 长短桩复合地基的应用研究与发展趋势 收稿日期：2012-09-10作者简介：徐玉芬（1977-），女，讲师 徐玉芬 （三江大学土木工程学院，江苏南京210012） 摘要：简要介绍了长短桩复合地基的技术特点，着重阐述了此种新型复合地基的应用研究现状，并指出了其设计方法中存在的 问题，最后对今后的研究方向提出了几点看法，以促进该复合地基的推广应用。关键词：长短桩，复合地基，研究现状中图分类号：TU473 文献标识码：A 0引言 近年来，随着我国经济的飞速发展、地基处理技术的不断深 化，长短桩复合地基在工程中得到了越来越广泛的关注。长短桩复合地基主要是利用刚性长桩与刚性、半刚性或柔性短桩相结合对地基进行综合处理。长短桩复合地基不仅能充分发挥桩体的承载力，而且能积极调动桩间土体参与工作，一般来讲，短桩可减少浅层的应力集中，提高其承载力；而长桩在增加地基承载力的同时更重要的是通过桩身将荷载传递到深层地基以达到减少压缩层变形、控制沉降量的目的。通常情况下，为协调地基变形，在桩顶还会铺设褥垫层。在一些地区，以刚性长桩柔性短桩组合的长短桩复合地基已开始应用并取得了显著的成效。 作为一种新型的地基处理形式，长短桩复合地基具有承载力高、工期短、造价低的特点，它将在岩土工程界得到推广和应用，但由于该理论还有很多不完善的地方，因此还需做进一步的探索和研究。 1长短桩复合地基的应用研究现状 虽然长短桩复合地基已成功地应用于高层甚至超高层建筑， 但其理论研究远落后于实践，至今为止，仍未形成比较完善的设计理论和计算方法。下面对近八年来已见诸报道的长短桩复合地基的研究现状大致综述如下。 梁发云通过建立三维弹塑性有限元分析模型，对长短桩复合地基中垫层—桩—土系统的共同作用机理进行了参数分析，并根据分析结果提出了行之有效的沉降控制方法［1］。 牛顺生通过建立长短桩复合地基优化设计数学模型，提出了基于模拟退火算法的长短桩复合地基优化设计方法，并将其运用于实例计算以验证其可行性［2］。 欧丽利用ANSYS 有限元软件对长短桩复合地基进行三维弹塑性计算分析，探讨了桩身应力与土体附加应力分布、荷载传递的性状及变形特性，为长短桩复合地基的理论研究提供了有益的参考［3］。 郭院成、李明宇在现有理论的基础上进行了现场试验，针对刚柔两种基础形式下的长短桩复合地基在不同荷载作用下的应力、 变形、桩土荷载分担比及桩土应力等规律进行了大量的对比分析，为长短桩复合地基的优化设计提供了宝贵资料［4］。 谢新宇利用有限元方法对刚柔性长短桩复合地基的工程性状进行了研究，分析了垫层模量、厚度、短桩模量以及长桩长度的变化对长短桩复合地基的总沉降、 长短桩应力比和长短桩桩身应力的影响，为长短桩复合地基的设计和应用提供了理论基础［5］。 郭院成通过对柔性基础下长短桩复合地基中褥垫层内长、短桩桩顶荷载传递影响区进行受力分析，推导出桩土应力比的解析公式，并结合现场试验测试结果验证了该公式的实用性，为柔性基础下长短桩复合地基桩土应力比的工程应用提供了理论指导［6］。 林本海根据多层地基土分布的特点，结合刚性长桩—櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 柔性短［1］JGJ 120-99，建筑基坑支护技术规范［S ］． ［2］谢小松．大型深基坑逆作法施工关键技术研究及结构分析 ［D ］．上海：同济大学，2007． ［3］钟建驰，冯兆祥，刘玉涛，等．嵌岩地下连续墙模型试验研究 和参数测定［J ］．河海大学学报（自然科学版），2004（9）：52- 55． ［4］朱国华，刘玉涛，黄昌锦．某逆作法地下室柱墙差异沉降计 算分析［J ］．施工技术，2009（9）：92-94． ［5］封金财．大型深基坑逆作法施工过程有限元模拟［J ］．国防 交通工程与技术，2005（3）：55-58． Retaining pile and columns difference settlement analysis of a top down method foundation pit TANG Xiao-qiang 1， 2 ZHANG Zhi-hao 2ZHANG Geng-cheng 2 （1．Environmental Science and Engineering College ，Ocean University of China ，Qingdao 266100，China ；2．China Petroleum East China Survey ＆Design Institute Geotechnical Engineering Company ，Qingdao 266071，China ） Abstract ：In this paper ，a project of air defense top down foundation pit was numerical computed by plaxis．And according to the above calcula-tion ，an analysis of difference settlement of supporting pile and post with a hard layer （strong weathering rock ）under the bottom was presented．Pit-bottom uplift estimated by Tongji method ，calculation and the results of numerical simulation coincide ，indicating that the rock area basal re-bound main control factor is simple unloading rebound．If reversed construction of retaining structure and columns are embedded in the rock piles ，the differential settlement between the two components is very small ，meeting the requirements of the structural design．Key words ：foundation pit ，top down method ，columns ，differential settlement ，basement uplift · 97·第38卷第31期2012年11月 山西建筑 SHANXI ARCHITECTURE Vol．38No．31Nov．2012
刚性芯桩组合桩复合地基动力试验研究
刚性芯桩组合桩复合地基动力试验研究 【摘要】基于桩型优化的思想，设计了水泥土桩和CFG桩组合桩复合地基。通过大比例现场模型试验，研究在爆破地震动作用下刚性芯桩组合桩复合地基的动力特性和动力响应的规律及其影响因素。得到荷载与主频及加速度之间的相关规律。 【关键词】刚性芯桩组合桩；复合地基；动力试验 0 引言 复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强、或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固体是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。 刚柔组合桩复合地基是在现有单一桩型复合地基的基础上，采用刚性桩和柔性桩组合而成的复合地基。由于岩土工程的复杂性，单一桩型的复合地基有事难以从功能或经济的方面满足工程要求，而组合桩复合地基则可以发挥单一桩型复合地基的优点和长处，达到增加强度，变性协调、经济和技术的统一。 随着经济的迅速发展，复合地基的动力问题已经成为人们关注的热点，因此，复合地基设计中引入抗震的理念具有特别重要的理论和现实的意义。 国内外针对场地地基和土坝的动力反应与抗震分析的研究开展得比较多，针对复合地基的特点来研究抗震动力反应特性的成果还很少。因此通过现场试验研究刚柔组合桩复合地基的破坏机理和动力特性是非常必要的。 本文采用爆破地震动模拟天然地震，将柔性桩、刚性桩进行优化组合形成刚芯桩长短桩复合地基、刚性桩和柔性桩组合桩复合地基、刚性芯柔性桩复合地基。根据场地的工程地质特性设计了等比例现场动力试验；对刚柔组合桩复合地基的动力特性进行对比试验研究。 1 试验场地概况 试验场地勘察任务由河北建研科技有限公司承担。本次勘察根据钻探揭露，在最大深度20m内，场地地基土层主要有耕植土，黄土状粉质粘土，细砂，中砂，和粉质粘土构成。 2 刚性芯桩组合桩复合地基动力试验模型 本试验选取4m×4m正方形地块，将表面耕植土清理后使用。刚性芯桩水泥土环直径设计为350mm，芯桩桩径设计为110mm，桩间距为1m，桩长6m褥垫层采用级配碎石，厚度为0.1m。选取6#桩作为试验桩，在6#桩身和桩顶安装加
长短桩组合桩基础的分析
长短桩组合桩基础的分析 发表时间：2018-06-15T15:11:40.250Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：任建成[导读] 摘要：随着社会经济日新月异的飞速发展，针对高层建筑行业各界人士产生了更高层次的的需求。 甘肃省建筑基础工程公司甘肃兰州 730070 摘要：随着社会经济日新月异的飞速发展，针对高层建筑行业各界人士产生了更高层次的的需求。高层建筑物工程中，桩筏基础的应用概率逐年升高。桩筏基础有强大的的沉降控制作用和提供可靠的承载力的功能，且对各种施工环境游刃有余。然而在桩筏基础的设计与应用中会出现长短不一的问题，本文针对这一问题进行了分析研究。 关键字：长短桩组合桩基础；基础类型；长短桩复合基地； 前言：目前，我国工程界已经对长短桩组合桩基础的设计思路提起了高度的关注，并逐步投入大量资源进行研究。复合地基、桩基础、和桩筏基础的优化分析逐渐加深了深度和宽度。由于包含有长短桩的桩基础或复合地基在控制基础沉降和节省投资方面体现出极大地优势，成为研究热点。 1长短桩组合桩基础的分类 由于工程地质条件的复杂性和土层分布的不均匀性，在工程建设过程中经常遇到采用长短桩组合桩基础的情况，综合来说主要分为以下四种类型。 （1）由于桩端持力层的起伏导致的桩长短的不一； （2）由于变刚度调平的需要而布置的长短不一的桩； （3）由于选用两层持力层而导致的桩的长短不一（4）其他由于施工等原因而导致的桩的长短不一。其中（1）、（4）属于被动使用长短桩，（2）、（3）属于主动使用长短桩。 由于以上事例的普遍性，长短桩经常主动或者被动的出现在工程中，我们重点讨论的是由于地基土中存在两层或多层土层可作为桩端持力层而采用长短桩组合桩基础的情况。 2长短桩组合桩基础适用条件针对地基土中存在多层图层为桩端持力的情况，首先考虑考虑选择支承于较浅层持力层的较短桩基础，当上部结构载荷较小时，选取可以满足承载力和变形要求的浅层持力层端庄基础。但当上部结构荷载较大时采用短桩基础往往会出现承载力满足要求而沉降量过大的情况，尤其当浅层持力层有软下卧层时，这种现象更为显著。此时通常的做法是加大桩长，采用完全坐落于深层持力层上的全长桩基础方案，全长桩基础既可以提供足够的承载力，又能控制基础的变形在许可的范围内。但是此种设计会加大施工难度和投资成本。为解决上述问题，结合常规桩基础分析方法和沉降控制设计理论，按照长桩主要控制变形、短桩主要提供承载力的基本思路，提出高层建筑长短桩组合桩基础设计思想。按桩沉降控制设计原理设置少量进入深层持力层的长桩以控制沉降，同时为利用浅层持力层良好的承载能力而设置部分短桩。长短桩组合桩基础充分利用和发挥了长桩控制沉降的能力与地基土浅层持力层的承载能力。与常规设计方法相比，长短桩组合桩基础减少了长桩数量，节省工程造价和施工工期。 3不同基础类型形状的比较分析 3.1长短桩组合装基础与等桩长基础 等桩长基础包括一般的长短桩组合桩基础和端承长桩下长短桩基础。一下结果均为有限元弹塑性分析结果。 3.1.1沉降性状 等桩长基础沉降呈蝶形，而长短桩组合基础的沉降取决于长桩和短桩的具体布置形式，其沉降可能是中间大边上小。全短桩基础的平均沉降和差异沉降均最大；全长桩基础的平均沉降和差异沉降均最大；全长桩基础的平均沉降最小，而差异沉降居中；长短桩组合桩基础的平均沉降居中，而差异沉降最小。