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摘 要:地基处理是经验性较强的工程,工程师从基本知识着手,理解土的密实度和承载力关系,可较准确的判断地基承载力。
关键词:密实度;承载力;面积置换率
众所周知,土的组成为空气,水和固体土粒。地基承载能力主要由抗剪强度决定。根据黏性土密度-有效应力-抗剪强度的唯一关系,我们可知应力历史相同的同一种黏土,密度越高,抗剪强度越大,平均有效应力越高,抗剪强度也越大。也就是说,土粒所占比例越高,土粒承受的有效应力越大,有效应力提高,摩察角基本稳定。根据公式,抗剪强度提高,地基承载力也得到提高。此特性可相应扩展到非黏土地基上。在天然地基承载力不足的情况下,常常进行地基处理。可以理解为将天然地基的密实度加大,从而提高平均有效应力和抗剪强度,也就提高了承载力。
在预压地基和压实夯实的地基处理中,采用堆载,真空预压,压实夯实等处理方法。实质是减少土的孔隙比e,提高土密度和有效应力。相应提高抗剪强度,地基承载力也得到提高。
图示为几种增强复合体布桩形式,等边三角形,矩形,多桩型布置,实际工程中可灵活布桩。
在《建筑地基处理技术规范2012》7.9.7条给出了多桩复合地基,在第二款中,给出的三角形布桩时面积置换率
m=A2/2s2。而根据给出计算模型,可以推出,故规范公式有误。
以上地基处理本质是提高地基土的密实度,从而提高地基承载力。因为岩土工程经验性较多,工程师可以利用这些基本原理判断地基工程数据是否合理。
在沈阳地区某工程中,黏土fak=120kP,深度修正系数ηd=1.6,埋深d=2m,平均重度γm=19kN。计算出承载力fa=165.6kP,基地压力为180kP。采用砂石桩法地基处理,单桩承载力特征值fpk=200kP,面积置换率m=0.2,处理后深度修正系数ηd=1.0。计算出复合地基承载力特征值fspk=136kP,复合地基地基承载力fa=164.5kP。处理后承载力反而小于处理前的承载力。
经过分析,砂石桩处理后,增加承载力较高的散体桩,原地基土也得到了一定的排水和挤密,孔隙比减小,密实度也一定程度提高。此种情况下地基承载力会有所提高,地基承载力降低的原因是因為处理后的深度修正系数降为ηd=1.0。地基工程的相关计算公式,很多都是经验性的公式,当出现计算结果与实际误差较大时,可以采用静载荷试验确定承载力。在本工程中,采用了静载荷试验,最终得出承载力为188kP。分析此实验结果,承载力增加主要有如下原因:(1)桩增强体承载力;(2)地基土密实度得到一定程度的提高,承载力也相应提高;(3)增强体起到类似加筋作用,提高了复合地基的整体抗剪能力。
总结:地基处理是经验性较强的工程,工程师可以从基本知识着手,提高工程判断能力。地基土中起主要承载力作用的是土颗粒,抓住提高土的密实度即可提高承载力这一概念,可以较准确的判断地基的承载力。当然土是非常多样性的,很难有一个精准的理论。工程师唯有掌握基本理论知识,加上实际工作的锻炼,才能对地基工程有较好的理解。
参考文献
[1]李广信.高等土力学[M].北京:清华大学出版社,2004.
[2]高大钊.土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.
[3]中国建筑科学研究院.JGJ79-2012建筑地基处理规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
(作者单位:沈阳绿色置业有限公司)
关键词:密实度;承载力;面积置换率
众所周知,土的组成为空气,水和固体土粒。地基承载能力主要由抗剪强度决定。根据黏性土密度-有效应力-抗剪强度的唯一关系,我们可知应力历史相同的同一种黏土,密度越高,抗剪强度越大,平均有效应力越高,抗剪强度也越大。也就是说,土粒所占比例越高,土粒承受的有效应力越大,有效应力提高,摩察角基本稳定。根据公式,抗剪强度提高,地基承载力也得到提高。此特性可相应扩展到非黏土地基上。在天然地基承载力不足的情况下,常常进行地基处理。可以理解为将天然地基的密实度加大,从而提高平均有效应力和抗剪强度,也就提高了承载力。
在预压地基和压实夯实的地基处理中,采用堆载,真空预压,压实夯实等处理方法。实质是减少土的孔隙比e,提高土密度和有效应力。相应提高抗剪强度,地基承载力也得到提高。
图示为几种增强复合体布桩形式,等边三角形,矩形,多桩型布置,实际工程中可灵活布桩。
在《建筑地基处理技术规范2012》7.9.7条给出了多桩复合地基,在第二款中,给出的三角形布桩时面积置换率
m=A2/2s2。而根据给出计算模型,可以推出,故规范公式有误。
以上地基处理本质是提高地基土的密实度,从而提高地基承载力。因为岩土工程经验性较多,工程师可以利用这些基本原理判断地基工程数据是否合理。
在沈阳地区某工程中,黏土fak=120kP,深度修正系数ηd=1.6,埋深d=2m,平均重度γm=19kN。计算出承载力fa=165.6kP,基地压力为180kP。采用砂石桩法地基处理,单桩承载力特征值fpk=200kP,面积置换率m=0.2,处理后深度修正系数ηd=1.0。计算出复合地基承载力特征值fspk=136kP,复合地基地基承载力fa=164.5kP。处理后承载力反而小于处理前的承载力。
经过分析,砂石桩处理后,增加承载力较高的散体桩,原地基土也得到了一定的排水和挤密,孔隙比减小,密实度也一定程度提高。此种情况下地基承载力会有所提高,地基承载力降低的原因是因為处理后的深度修正系数降为ηd=1.0。地基工程的相关计算公式,很多都是经验性的公式,当出现计算结果与实际误差较大时,可以采用静载荷试验确定承载力。在本工程中,采用了静载荷试验,最终得出承载力为188kP。分析此实验结果,承载力增加主要有如下原因:(1)桩增强体承载力;(2)地基土密实度得到一定程度的提高,承载力也相应提高;(3)增强体起到类似加筋作用,提高了复合地基的整体抗剪能力。
总结:地基处理是经验性较强的工程,工程师可以从基本知识着手,提高工程判断能力。地基土中起主要承载力作用的是土颗粒,抓住提高土的密实度即可提高承载力这一概念,可以较准确的判断地基的承载力。当然土是非常多样性的,很难有一个精准的理论。工程师唯有掌握基本理论知识,加上实际工作的锻炼,才能对地基工程有较好的理解。
参考文献
[1]李广信.高等土力学[M].北京:清华大学出版社,2004.
[2]高大钊.土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.
[3]中国建筑科学研究院.JGJ79-2012建筑地基处理规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
(作者单位:沈阳绿色置业有限公司)