有粘结强度的地基处理技术，提高承载力

1.面积比法

当地基的破坏状态是桩体与桩间土同时破坏，此时桩土应力比n=f_p/f_s，从下式

f_sp=[m（n-1）+1]f_s

可得下列面积比计算式，公式中仅考虑面积比m=A_p/A。

f_sp=mf_p+（1-m）f_s （3.2.16）

实际应用时尚需根据地区经验作以下修正

f_sp=λmf_p+β（1-m）f_s （3.2.17）

式中 λ——单桩承载力发挥系数，由地区经验确定；

β——为桩间土承载力发挥系数，由地区经验确定。

单桩承载力发挥系数λ和桩间土承载力发挥系数β的取值范围在0.8～1.0之间，λ取高值时β应取低值，反之，λ取低值时β应取高值。

桩体单位面积极限承载力用下式计算

代入式（3.2.17）得

此处R_a为单桩竖向承载力。

2.《建筑地基处理技术规范》的规定

（1）估算公式。

《建筑地基处理技术规范》规定：

7.1.5 复合地基承载力特征值应通过复合地基静载荷试验或采用增强体静载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定，初步设计时，可按下列公式估算：

2 对有粘结强度增强体复合地基应按下式计算：

式中 λ——单桩承载力发挥系数，可按地区经验取值；

R_a——单桩竖向承载力特征值（kN）；

A_p——桩的截面积（m²）；

β——桩间土承载力发挥系数，可按地区经验取值。

《建筑地基处理技术规范》条文说明指出：

7.1.5 对有粘结强度增强体复合地基，本次修订根据试验结果增加了增强体单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数，其基本依据是，在复合地基静载荷试验中取s/b或s/d等于0.01确定复合地基承载力时，地基土和单桩承载力发挥系数的试验结果。一般情况下，复合地基设计有褥垫层时，地基土承载力的发挥是比较充分的。

应该指出，复合地基承载力设计时取得的设计参数可靠性对设计的安全度有很大影响。当有充分试验资料作依据时，可直接按试验的综合分析结果进行设计。

对刚度较大的增强体，在复合地基静载荷试验取s/b或s/d等于0.01确定复合地基承载力以及增强体单桩静载荷试验确定单桩承载力特征值的情况下，增强体单桩承载力发挥系数为0.7～0.9，而地基土承载力发挥系数为1.0～1.1。

对于工程设计的大部分情况，采用初步设计的估算值进行施工，并要求施工结束后达到设计要求，设计人员的地区工程经验非常重要。首先，复合地基承载力设计中增强体单桩承载力发挥和桩间土承载力发挥与桩、土相对刚度有关，相同褥垫层厚度条件下，相对刚度差值越大，刚度大的增强体在加荷初始发挥较小，后期发挥较大；其次，由于采用勘察报告提供的参数，其对单桩承载力和天然地基承载力在相同变形条件下的富余程度不同，使得复合地基工作时增强体单桩承载力发挥和桩间土承载力发挥存在不同的情况，当提供的单桩承载力和天然地基承载力存在较大的富余值，增强体单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数均可达到1.0，复合地基承载力载荷试验检验结果也能满足设计要求。同时复合地基承载力载荷试验是短期荷载作用，应考虑长期荷载作用的影响。总之，复合地基设计要根据工程的具体情况，采用相对安全的设计。初步设计时，增强体单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数的取值范围在0.8～1.0之间，增强体单桩承载力发挥系数取高值时桩间土承载力发挥系数应取低值，反之，增强体单桩承载力发挥系数取低值时桩间土承载力发挥系数应取高值。所以，没有充分的地区经验时应通过试验确定设计参数。

（2）在夯实水泥土桩复合地基中的应用。

《建筑地基处理技术规范》规定：

7.6.2 夯实水泥土桩复合地基设计应符合下列规定：

7 复合地基承载力特征值应按本规范第7.1.5条规定确定；初步设计时可按公式

（7.1.5-2）进行估算；桩间土承载力发挥系数β可取0.9～1.0；单桩承载力发挥系数λ可取1.0。

（3）在水泥土搅拌桩复合地基中的应用。

《建筑地基处理技术规范》规定：

7.3.3 水泥土搅拌桩复合地基设计应符合下列规定：

2 复合地基的承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基静载荷试验确定。初步设计时可按本规范式（7.1.5-2）估算，处理后桩间土承载力特征值f_sk（kPa）可取天然地基承载力特征值；桩间土承载力发挥系数β，对淤泥、淤泥质土和流塑状软土等处理土层，可取0.1～0.4，对其他土层可取0.4～0.8；单桩承载力发挥系数λ可取1.0。(www.xing528.com)

《建筑地基处理技术规范》条文说明指出：

7.3.3 本条是对水泥土搅拌桩复合地基设计的规定。

2 在采用式（7.1.5-2）估算水泥土搅拌桩复合地基承载力时，桩间土承载力折减系数β的取值，当基础下加固土层为淤泥、淤泥质土和流塑状软土时，考虑到上述土层固结程度差，桩间土难以发挥承载作用，所以β取0.1～0.4，固结程度好或设置褥垫层时可取高值。其他土层可取0.4～0.8，加固土层强度高或设置褥垫层时取高值，桩端持力层土层强度高时取低值。确定β值时还应考虑建筑物对沉降的要求以及桩端持力层土层性质，当桩端持力层强度高或建筑物对沉降要求严时，β应取低值。

（4）在旋喷桩复合地基中的应用。

《建筑地基处理技术规范》规定：

7.4.3 旋喷桩复合地基承载力特征值应通过现场静载荷试验确定。初步设计时，可按本规范式（7.1.5-2）估算。

《建筑地基处理技术规范》条文说明指出：

7.4.3 旋喷桩复合地基承载力应通过现场静载荷试验确定。通过公式计算时，在确定折减系数β可能有较大的变化幅度，因此只能用作估算。对于承载力较低时β取低值，是出于减小变形的考虑。

（5）在水泥粉煤灰碎石桩复合地基中的应用。

《建筑地基处理技术规范》规定：

7.7.2 水泥粉煤灰碎石桩复合地基设计应符合下列规定：

6 复合地基特征值应按本规范第7.1.5条规定确定。初步设计时，可按式（7.1.5-2）估算，其中单桩承载力发挥系数λ和桩间土承载力发挥系数β应按地区经验取值，无经验时λ可取0.8～0.9；β可取0.9～1.0；处理后桩间土的承载力特征值f_sk，对非挤土成桩工艺，可取天然地基承载力特征值；对挤土成桩工艺，一般黏性土可取天然地基承载力特征值；松散砂土、粉土可取天然地基承载力特征值的（1.2～1.5）倍，原土强度低的取大值。

《建筑地基处理技术规范》条文说明指出：

7.7.2 水泥粉煤灰碎石桩复合地基设计应符合下列规定：

6 水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力特征值，应按第7.1.5条规定确定。初步设计时也可按本规范式（7.1.5-2）和式（7.1.5-3）估算。

采用本规范式（7.1.5-2），λ按当地经验取值，无经验时可取0.8～0.9，褥垫层的厚径比小时取大值；β按当地经验取值，无经验时可取0.9～1.0，厚径比大时取大值。

（6）发挥系数λ、β的取值见表3.2.2。

表3.2.2 发挥系数λ、β

（续）

3.算例

【3.2.7】 已知CFG桩复合地基桩间土承载力特征值为120kPa，单桩承载力发挥系数λ=0.9和桩间土承载力发挥系数β=0.9，采取正方形布桩，桩径为0.40m，桩间距为1.67m，单桩承载力为1100kN，复合地基承载力f_spk（kPa）与下列何项数值最为接近？

（A）460 （B）500 （C）510 （D）520

【答案】 （A）

【解答】 根据《建筑地基处理技术规范》7.1.5条：

d_e=1.13s=1.13×1.67=1.887（m）

故选（A）。

【3.2.8】 某建筑场地采用CFG桩处理，复合地基承载力特征值需达到450kPa，CFG桩单桩承载力为700kN，桩间土承载力特征值为100kPa，采用等边三角形布桩，桩径为300mm；单桩承载力发挥系数λ=0.9，桩间土承载力发挥系数β=0.9。试问桩间距s（m）与下列何项数值最为接近？

（A）1.20 （B）1.41 （C）1.60 （D）1.87

【答案】 （B）

【解答】 根据《建筑地基处理技术规范》7.1.5条的规定：

故选（B）。