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[摘要]桩土复合地基作为地基处理后的良好基础持力层，其效果如何，需通过现场载荷试验来检测。在工作中应严格执行载荷试验的使用规定，确保检测数据的准确性。如国家有关规范在复合地基载荷试验章节明确规定：单桩复合地基載荷试验的承压板尺寸为一根桩承担的处理面积，多桩复合地基载荷试验的承压板尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定[1]。这就涉及到面积置换率m问题，由于每个工程的置换率都不会相同，需通过计算使用面积为AP/m的载荷板，确保每个载荷试验符合工程实际。但以上规定在实际工作中操作性较差，通常的做法是用标准板（0.5m2、 0.25m2）载荷试验来直接进行近似检测，检测结果与工程实际相比，误差较大,直接造成工程设计偏于不安全。在此情况下，笔者通过本文从原理上推导出它们之间的换算关系，给出直接的使用公式。通过此公式的使用，既能准确地反映地基土的承载能力，又能在一定程度上简便检测工作环节，提高工作绩效。
[关键词] 复合地基；载荷试验；承载力；换算
中图分类号：TU413.4文献标识码：A文章编号：
Research on Conversion of subgrade bearing capacity
in pile-soil composite foundation loading test inspection
Li Yongjiang
(Yin Chuan Architecture Design & Research Institute LTD.)
[Abstrct]The pile-soil composite foundation is the good foundation after ground treatment ,its result how ,need to use loading test to examine .Should strictly carry out the usage of loading test in the work ,and insure the accuracy of the data. Such as the nation relevant code at composite foundation loading test of chapter definitely provides:bearing-press-board size of single pile composite foundation loading test equals treated area a pile to bear,bearing-press-board size of many piles composite foundation loading test equals treated area the piles to bear practically.This comes down to area replacement rate problem , owing to replacement rate of each engineering is not same, need to account and use the bearing-press-board that its size according to AP/m,insuring each loading test to accord with engineering fact .But way of doing that above provision is in the operability of actual work is worse , is usually with standard board （0.5m2、 0.25m2）to directly examine approximately,and examination result compare with engineering fact, and error is clear ,directly results in the engineering to design insecurely .Under the circumstances,the writer pass this text from the principle to deduce their conversion connection ,giving out directly formula to use .By the usage of this formula ,since can accurately reflect the loading ability of the foundation soil ,again on a certain degree make the work process simple , and increase the work performance .
[Key words] composite foundation；loading test；subgrade bearing capacity；conversion
1.前言
目前在国内外，桩土复合地基的使用越来越广泛，且已很成熟。但其使用效果如何，需通过检测试验来证实。国家现行的有关强制性标准规定：应通过现场载荷试验来检测其承载力和变形参数。这说明，在桩土复合地基检测中，用载荷试验来检测其承载力是最权威的办法了。当前，各勘察、检测单位都能严格按国家强制性规定去工作。但在实际检测工作中应注意：复合地基是由桩和土共同构成的，因此在检测时，使用的载荷板面积不一样，或试验时超载条件和实际超载条件不同，最终测出的承载力自然就不一样。如果使用载荷板面积比较合适，正好使得载荷板下桩的置换率和将来实际基础下桩的置换率相等，并且超载条件和将来实际基础超载条件相同，那么，用这种面积（即为AP/m，AP—桩截面积；m—基础下桩的置换率）的载荷板测出的承载力，当然就是实际基础条件下的复合地基承载力（处理后的地基不考虑基础宽度的承载力修正）。当载荷板面积不等于AP/m时，或者超载条件不相同时，载荷试验测出的承载力值不等于实际基础条件下的承载力值。如何进行换算呢？笔者利用本文进行探讨、解决。
2.公式推导[2]
不妨将复合地基载荷试验承载力公式中各有关物理量的下标用t表示。则有：
fsp=mfp+（1-m）fs （1）
fsp，k，t=mtfp，k，t+（1-mt）fs，k，t（2）
其中fp=fp，k，t+△fp （3）
fs=fs，k，t+△fs（4）
fp，k，t= （5）
式中 fsp——实际基础下复合地基修正后承载力特征值（kPa）；
fp——实际基础下桩体单位截面积修正后承载力特征值（kPa）；
fs——实际基础下桩间土修正后承载力特征值（kPa）；
m——实际基础下桩的面积置换率；
fsp，k，t——复合地基载荷试验实测承载力特征值（kPa）；
fp，k，t——复合地基载荷试验桩体单位截面积承载能力特征值（kPa）；
fs，k，t——复合地基载荷试验桩间土承载力特征值（kPa）；
mt——载荷板下桩的面积置换率，为载荷板下桩总横截面积与载荷板面积之比；
△fp——桩体单位截面积承载能力修正值（kPa）；
△fs——桩间土承载力修正值（kPa）；
AP—— 单桩截面积（m2）；
Quk——单桩载荷试验极限承载力特征值（kN）；
γsP——桩侧阻端阻综合抗力分项系数。
由式（2）：
（6）
将(6)、（4）、代入（1），整理得：
fsp= ·fsp，k，t +（1-）·fsp，k，t+m△fp+（1-m ）△fs （7）
從式（7）可以看出，等号右边前两项之和就是实际基础下复合地基承载力特征值fsp，k，即：
fsp= fsp，k+m△fp+（1-m ）△fs （8）
fsp，k= ·fsp，k，t +（1-）·fs，k，t（9）
同理，先从式（2）导出fs，k，t，再代入式（1），可得，
fsp，k= ·fsp，k，t +（1-）·fp，k，t （10）
式中fsp，k——实际基础下复合地基承载力特征值（kPa）；
式（8）～式（10）就是依据载荷试验结果计算实际基础下复合地基修正后承载力特征值、承载力特征值基本公式。
3.讨论
从式（8）可以看出，实际基础下复合地基修正后承载力特征值与承载力特征值之间的差值取决于m、△fp 、△fs。对实体桩（钢筋混凝土桩、CFG桩、水泥土桩等）复合地基，因桩承载力取决于桩侧阻、端阻，故△fp≈0。这时，fps≈ fsp，k+（1-m ）△fs。对散体桩（砂桩、碎石桩）复合地基，桩承载力与桩周约束力很有关系，故△fp＞0。
4.检测实例
某工程为六层砖混结构，条形基础，天然土层自上而下为：
①杂填土：成份混杂，松散，厚度0.5-0.8m，现已基本挖除。
②粉质粘土：黄褐色，可塑~软塑状态，夹粉土透镜体，厚度3.5-4.5m，承载力特征值125kPa。
③粉土：黄褐色，湿-饱和，中密，厚度0.4-1.30m，承载力特征值170kPa。
④粉细砂：褐灰色，饱和，中密-密实，揭露最大厚度10m，承载力特征值200-270kPa。
地下水位4.0m。
地基处理采用夯实水泥土桩复合地基方法[3]，桩径0.4m，平均桩长4.5m，水泥土体积比为1:7，以基础轴线对称梅花形布桩，按基础宽度不同，桩中心距分为1.40m、1.80m两种，桩排距分为0.65m、0.8m和0.90m三种，桩置换率0.10，要求复合地基修正后承载力特征值180kPa。
检测采用载荷试验方法，使用设备为SL—2A型液压自动记录载荷试验机，共实施完成试验点4个；为进一步查清槽底土层均匀性，工作中又临时增加轻型动力触探孔16个，试验深度2.0m，随机布设。
载荷试验在已开挖的槽底进行，载荷板为圆形，面积0.5m2。按要求进行板下单桩复合地基载荷试验。
水泥土桩直径为0.4m，载荷板下桩的置换率为
mt= =0.2512
设计实际基础下桩的置换率为m=0.10，复合地基载荷试验桩间土承载力特征值取fs，k，t=125kPa，代入式（9）得，
fsp，k= ·fsp，k，t +（1-）·125
整理后：
fsp，k=0.3981·fsp，k，t +75.3 （11）
本次检测结果见表1
表1 载荷试验检测结果
经平均计算，可知实际复合地基承载力特征值为189kPa。
5.结束语
用载荷试验检测复合地基时，应尽量使用面积为AP/m的载荷板。但在实际上，每个工程的置换率都不会相同，通常的做法是用标准板（0.5m2、 0.25m2）载荷试验来检测，在此情况下，可使用本文所提公式进行换算补救，这样既能准确地反映地基土的承载能力，又能在一定程度上简便检测工作环节，提高工作绩效。
参 考 文 献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》.北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]罗骐先.主编.桩基工程检测手册.北京：人民交通出版社，2003：317-324
[3]基础工程施工手册编写组.编著.基础工程施工手册.北京：中国计划出版社，1996：113-123
[关键词] 复合地基；载荷试验；承载力；换算
中图分类号：TU413.4文献标识码：A文章编号：
Research on Conversion of subgrade bearing capacity
in pile-soil composite foundation loading test inspection
Li Yongjiang
(Yin Chuan Architecture Design & Research Institute LTD.)
[Abstrct]The pile-soil composite foundation is the good foundation after ground treatment ,its result how ,need to use loading test to examine .Should strictly carry out the usage of loading test in the work ,and insure the accuracy of the data. Such as the nation relevant code at composite foundation loading test of chapter definitely provides:bearing-press-board size of single pile composite foundation loading test equals treated area a pile to bear,bearing-press-board size of many piles composite foundation loading test equals treated area the piles to bear practically.This comes down to area replacement rate problem , owing to replacement rate of each engineering is not same, need to account and use the bearing-press-board that its size according to AP/m,insuring each loading test to accord with engineering fact .But way of doing that above provision is in the operability of actual work is worse , is usually with standard board （0.5m2、 0.25m2）to directly examine approximately,and examination result compare with engineering fact, and error is clear ,directly results in the engineering to design insecurely .Under the circumstances,the writer pass this text from the principle to deduce their conversion connection ,giving out directly formula to use .By the usage of this formula ,since can accurately reflect the loading ability of the foundation soil ,again on a certain degree make the work process simple , and increase the work performance .
[Key words] composite foundation；loading test；subgrade bearing capacity；conversion
1.前言
目前在国内外，桩土复合地基的使用越来越广泛，且已很成熟。但其使用效果如何，需通过检测试验来证实。国家现行的有关强制性标准规定：应通过现场载荷试验来检测其承载力和变形参数。这说明，在桩土复合地基检测中，用载荷试验来检测其承载力是最权威的办法了。当前，各勘察、检测单位都能严格按国家强制性规定去工作。但在实际检测工作中应注意：复合地基是由桩和土共同构成的，因此在检测时，使用的载荷板面积不一样，或试验时超载条件和实际超载条件不同，最终测出的承载力自然就不一样。如果使用载荷板面积比较合适，正好使得载荷板下桩的置换率和将来实际基础下桩的置换率相等，并且超载条件和将来实际基础超载条件相同，那么，用这种面积（即为AP/m，AP—桩截面积；m—基础下桩的置换率）的载荷板测出的承载力，当然就是实际基础条件下的复合地基承载力（处理后的地基不考虑基础宽度的承载力修正）。当载荷板面积不等于AP/m时，或者超载条件不相同时，载荷试验测出的承载力值不等于实际基础条件下的承载力值。如何进行换算呢？笔者利用本文进行探讨、解决。
2.公式推导[2]
不妨将复合地基载荷试验承载力公式中各有关物理量的下标用t表示。则有：
fsp=mfp+（1-m）fs （1）
fsp，k，t=mtfp，k，t+（1-mt）fs，k，t（2）
其中fp=fp，k，t+△fp （3）
fs=fs，k，t+△fs（4）
fp，k，t= （5）
式中 fsp——实际基础下复合地基修正后承载力特征值（kPa）；
fp——实际基础下桩体单位截面积修正后承载力特征值（kPa）；
fs——实际基础下桩间土修正后承载力特征值（kPa）；
m——实际基础下桩的面积置换率；
fsp，k，t——复合地基载荷试验实测承载力特征值（kPa）；
fp，k，t——复合地基载荷试验桩体单位截面积承载能力特征值（kPa）；
fs，k，t——复合地基载荷试验桩间土承载力特征值（kPa）；
mt——载荷板下桩的面积置换率，为载荷板下桩总横截面积与载荷板面积之比；
△fp——桩体单位截面积承载能力修正值（kPa）；
△fs——桩间土承载力修正值（kPa）；
AP—— 单桩截面积（m2）；
Quk——单桩载荷试验极限承载力特征值（kN）；
γsP——桩侧阻端阻综合抗力分项系数。
由式（2）：
（6）
将(6)、（4）、代入（1），整理得：
fsp= ·fsp，k，t +（1-）·fsp，k，t+m△fp+（1-m ）△fs （7）
從式（7）可以看出，等号右边前两项之和就是实际基础下复合地基承载力特征值fsp，k，即：
fsp= fsp，k+m△fp+（1-m ）△fs （8）
fsp，k= ·fsp，k，t +（1-）·fs，k，t（9）
同理，先从式（2）导出fs，k，t，再代入式（1），可得，
fsp，k= ·fsp，k，t +（1-）·fp，k，t （10）
式中fsp，k——实际基础下复合地基承载力特征值（kPa）；
式（8）～式（10）就是依据载荷试验结果计算实际基础下复合地基修正后承载力特征值、承载力特征值基本公式。
3.讨论
从式（8）可以看出，实际基础下复合地基修正后承载力特征值与承载力特征值之间的差值取决于m、△fp 、△fs。对实体桩（钢筋混凝土桩、CFG桩、水泥土桩等）复合地基，因桩承载力取决于桩侧阻、端阻，故△fp≈0。这时，fps≈ fsp，k+（1-m ）△fs。对散体桩（砂桩、碎石桩）复合地基，桩承载力与桩周约束力很有关系，故△fp＞0。
4.检测实例
某工程为六层砖混结构，条形基础，天然土层自上而下为：
①杂填土：成份混杂，松散，厚度0.5-0.8m，现已基本挖除。
②粉质粘土：黄褐色，可塑~软塑状态，夹粉土透镜体，厚度3.5-4.5m，承载力特征值125kPa。
③粉土：黄褐色，湿-饱和，中密，厚度0.4-1.30m，承载力特征值170kPa。
④粉细砂：褐灰色，饱和，中密-密实，揭露最大厚度10m，承载力特征值200-270kPa。
地下水位4.0m。
地基处理采用夯实水泥土桩复合地基方法[3]，桩径0.4m，平均桩长4.5m，水泥土体积比为1:7，以基础轴线对称梅花形布桩，按基础宽度不同，桩中心距分为1.40m、1.80m两种，桩排距分为0.65m、0.8m和0.90m三种，桩置换率0.10，要求复合地基修正后承载力特征值180kPa。
检测采用载荷试验方法，使用设备为SL—2A型液压自动记录载荷试验机，共实施完成试验点4个；为进一步查清槽底土层均匀性，工作中又临时增加轻型动力触探孔16个，试验深度2.0m，随机布设。
载荷试验在已开挖的槽底进行，载荷板为圆形，面积0.5m2。按要求进行板下单桩复合地基载荷试验。
水泥土桩直径为0.4m，载荷板下桩的置换率为
mt= =0.2512
设计实际基础下桩的置换率为m=0.10，复合地基载荷试验桩间土承载力特征值取fs，k，t=125kPa，代入式（9）得，
fsp，k= ·fsp，k，t +（1-）·125
整理后：
fsp，k=0.3981·fsp，k，t +75.3 （11）
本次检测结果见表1
表1 载荷试验检测结果
经平均计算，可知实际复合地基承载力特征值为189kPa。
5.结束语
用载荷试验检测复合地基时，应尽量使用面积为AP/m的载荷板。但在实际上，每个工程的置换率都不会相同，通常的做法是用标准板（0.5m2、 0.25m2）载荷试验来检测，在此情况下，可使用本文所提公式进行换算补救，这样既能准确地反映地基土的承载能力，又能在一定程度上简便检测工作环节，提高工作绩效。
参 考 文 献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》.北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]罗骐先.主编.桩基工程检测手册.北京：人民交通出版社，2003：317-324
[3]基础工程施工手册编写组.编著.基础工程施工手册.北京：中国计划出版社，1996：113-123