2023年杨鸿玮基于桩土复合地基技术问题分析与探讨.doc

基于桩土复合地基技术问题分析与探讨 【】本文首先介绍了桩土复合地基的概念，然后阐述了其分类及桩体的主要作用,最后对桩土复合地基技术未来的开展提出几点建议。本文在此谈了谈自己的看法，希望对同行工作人员起到一定的参考作用。 【关键词】桩； 复合地基； 软基处理； 一、前言  目前我国对于大数的地基处理方法，是以通过制造形成复合地基，以期到达提高地基的承载力，有效的减少沉降，提高其本身的经济效益的目的。但是随着地基处理技术的不断高速的开展，在土木工程建设中桩土复合地基技术也得到大力的推广,复合地基技术在今天也在不断的开展,桩土复合地基技术的推广使用产生了良好的社会效益和经济效益。 二、桩土复合地基的概念  复合地基(Composite Foundation)是人工地基的一种,复合地基是指在天然地基中参加碎石、加筋材料或其它增强材料进行改进后形成的人工地基。复合地基的增强体按方向可分为水平向增强体与竖向增强体两类。水平向增强体主要指土工织物、土工格栅等加筋材料,而竖向增强体常称为桩。复合地基中的桩不等同于常规意义上桩根底中的桩。在桩土复合地基中桩与土总是共同直接承当荷载,而在桩根底中往往是桩先承当荷载再向周围土体传递。桩土复合地基中的桩按性质可分为散体材料桩与粘结材料桩。散体材料桩必须依靠桩周土体的紧箍才能形成桩体,脱离了土体,散体材料本身不能成桩。散体材料桩主要包括砂桩、碎石桩、矿渣桩等。而粘结材料桩本身即可成桩,其根据桩体刚度的大小可分为刚性桩与柔性桩。刚性桩主要包括CFG桩、混凝土桩、钢管桩等,柔性桩主要包括水泥土搅拌桩、灰土桩、二灰桩等。 三、桩土复合地基的分类 水平向增强型复合地基又称之为水平向增强体复合地基,它主要是指在地基中水平铺设各种加筋材料(主要是土工合成材料如土工织物、土工格栅等)而形成的复合地基。加筋材料的设置可有效改善土体本身的力学性质,提高地基承载力,减小地基沉降,防止土体侧向剪切挤出破坏。水平向增强体复合地基的工作性状与加筋材料的性质以及加筋材料与土体间的界面相互作用等因素有关。目前有关此类复合地基的工程实践较多,但相关设计计算方法尚不成熟。 竖向增强型复合地基又称之为竖向增强体复合地基或桩体复合地基,它主要是利用地基中设置的竖向桩体来提高地基承载力、减小地基沉降和增强地基稳定性等,目前在实际工程中应用最为广泛。桩体复合地基的荷载传递特性与桩体刚度有关,根据桩体刚度大小一般可将桩体分为散体材料桩、柔性桩和刚性桩三类。散体材料桩主要是碎石桩、砂桩等,其桩体的形成和发挥作用依赖于桩间土的约束作用;柔性桩主要是指水泥土类桩,根据不同施工方法有粉喷桩、旋喷桩和搅拌桩等,刚性桩那么主要是指钢筋轮桩、素轮桩和CFG桩等。目前有关此类复合地基的工程实践较多,相关设计计算方法也较为成熟。 组合型复合地基中,应用较为广泛的当属由两种及两种以上不同性质的桩型组合形成的多桩组合型复合地基。这其中包括不同刚度柱型的组合,如散体材料桩、柔性桩和刚性桩等的相互组合,也包括长桩和短桩的相互组合。合理的刚度和长度组合可以充分发挥各种桩型的优势,实现最优配置,经济有效地改善土体物理力学性能、提高地基承载力和减小地基沉降等。 四、桩土复合地基的作用 1、置换作用。加固后,局部压缩模量低的软弱土体被压缩模量高的桩体所置换。在受荷状态下,桩体将承当大局部荷载,地基整体承载力比加固前将有明显提高。 2、振密、挤密作用。砂桩、碎石桩、灰土桩等桩体在施工过程中会对桩间土体产生振密或挤密作用,从而使土体密实,提高了土体强度。 3、控沉作用。由于桩体刚度远大于桩间土体,且能将荷载传递至更深土层,受荷后沉降将比天然软基明显减小,进而到达控沉效果。 4、加速固结作用。由于砂桩、碎石桩等桩体具有良好的透水性,可以加速周围土体排水固结,使土体抗剪强度明显提高。 5、化学作用。局部桩体在施工过程中将与周围土体发生一系列物理化学变化,如石灰桩施工时具有吸水、发热和膨胀等作用,注浆桩施工时浆液与周围土体发生胶结作用等,均可有效改善桩间土性能。 五、复合地基研究的开展趋势 1、重视复合地基设计计算理论的研究 应该根据工程的性质和特点,提供符合复合地基实际工作性状的计算参数。在许多工程建设中,用理论指导实践是非常重要的。所以应该加强复合地基设计计算理论的研究。如研究复合地基承载力和变形参数的检测方法。目前的单桩和复合地基静载试验虽不可替代,但大子样、深层检测技术有待开发。还比方复合地基的荷载传递机理,荷载作用下的应力场、位移场的分布特性;承载力、沉降计算方法;优化设计理论;动力荷载作用下复合地基的性状分析等,都有待于进一步研究。 2、完善现有复合地基技术,开发复合地基新技术、新工艺开发行之有效的复合地基方法及与之相配套的施工机具,提高工效和质量可靠性,应针对地基土特性、建筑物类型与荷载,尽量利用工业废料和地方材料形成低本钱、高质量、系列化的新技术。比方CFG桩。 3、扩大电子计算机在复合地基中的应用 对于复合地基的数值计算分析应当是计算机技术、数值方法和地基根底工程根本理论三者的结合。针对各类复合地基的承载力和沉降计算,国内外学者都提出一些新的计算方法,对于这些方法的验证和推广工作不容无视。扩大电子计算机在复合地基中的应用,比方三维数值计算、设计软件等,提高设计水平和效率。 4、改进复合地基承载力和变形计算 研究桩、土、承台相互作用,开展复合桩基设计理论与方法,研究各类复合地基的性状,改进复合地基承载力和变形计算。无论是桩承当荷载为主的复合桩基,还是以天然地基承当荷载为主的疏桩根底,都是对传统桩基理论的开展,都涉及到桩一承台一土的相互作用,桩与桩间土的荷载分担问题。 5、加强组合型复合地基的研究 综合运用两种以上的地基处理方法所组成的组合型桩复合地基可以得到较高的地基承载力,可以减少沉降,且有较好的经济效益。比方CFG桩与碎石桩组合,既到达消除地基液化,又大幅度提高承载力的目的。桩基与复合地基的组合是提高大吨位单桩承载力的有效途径。单方混凝土承载力高,经济效益明显,是同吨位其它类型桩造价的13/一1/2,极有推广价值。 值得一提的是将软土的结构性引入到复合地基沉降计算研究中。目前关于软土的结构性研究重点已从定性考虑转为定量化分析,定量地揭示土结构性及其变化的力学效果要比定性地显示土结构性的形象特征显得更为重要。沈珠江院士指出,土的结构性模型的建立将是21世纪土力学领域的核心问题,那么考虑结构性的影响,结合桩土共同工作时所表现出非线性性状,正确地选择计算模型和参数将会提高计算的精度。 经过几十年的努力,各种新的计算理论、新的地基处理方法、新的施工机械等的出现为我们开展复合地基研究奠定了坚实的根底。今后,将宏观力学与微观力学相结合,充分考虑土结构性的影响将是复合地基研究的一个方向。 六、结束语 综上所述，我国的桩土复合地基技术的开展中还存在一些缺乏。行业内应该完善桩土复合地基技术的开展，提高对于桩土复合地基技术工程的研究。并且采取有效措施增强桩土复合地基技术在工程中的应用前景，以此更好地发挥桩土复合地基技术的优越性能。 参考文献： [1] 闫春雷,庞有师,洪娟. 桩土复合地基技术的开展与研究现状[J]. 国防交通工程与技术.2023(04):1-4. [2] 苗壮. 水泥搅拌桩复合地基假设干关键问题研究评述[J]. 山西建筑.2023(03):96-97. [3] 曾召田,吕海波,尹闯,谢超,周文. CFG桩复合地基加固机理及工程实例分析[J]. 铁道建筑.2023(01):79-81. [4] 吴春光. 浅谈CFG桩复合地基的施工技术与质量管理[J]. 吉林播送电视大学学报.2023(06):72-73.