5 进一步讨论——复合地基与复合桩基的整合 >8>!wi9U
传统规范[14]中计算刚性桩复合地基承载力特征值有如下的通用公式: =GPXuo
fspk =mRa/Ap+β(1-m) fsk (1) 4a+gM._+O
式中:β— 桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值。 v$|~
g'6
然而,这一公式有一个无法解释的悖论,那就是桩并没有与基础直接接触,怎么可能全部发挥?而土(垫层)直接与基础底板接触,却又为何折减呢?大量的复合地基工程试都观察到在褥垫层桩间土承载力实际发挥可以大于1,宋建学[15]也通过对CFG长桩与PHC短桩多桩型复合地基的研究,建议长桩、短桩的承载力发挥度可分别取0.6~0.8、0.2~0.3,认为桩间土强度发挥度β可大于1,并建议取1.4~1.8。 ` 3qf}=Z`
由此,文献[2]曾提出应用桩伴侣的复合地基承载力特征值通用公式: K)7T]z`
fspk=ξmRa/Ap+αγ(1-m)fsk (2) vSH,fS-n
式中: ,,gMUpL7_8
fspk — 复合地基或复合桩基承载力特征值(kpa);
X8$Mzeq
m — 面积置换率; L7-BuW}&
Ra — 单桩竖向承载力特征值(kN); W2
-%/
Ap — 桩的截面积(m2); oAQQ OtpZN
ξ — 桩承载力发挥系数,建议取0.7-0.9,希望减小后期沉降则取小值; P1Hab2%+
α — 考虑桩伴侣约束作用的桩间土承载力提高系数,可根据桩伴侣的设置情况,结合试验适当提高; Q&eyqk
γ — 桩间土承载力发挥系数,建议取2左右,如果预留沉降量大或桩间土强度较高,可取大值; )8@-
fsk — 桩间土承载力特征值(kPa); olE(#}7V
公式(2仍然不尽合理,因为对于单桩承载力较大的刚性桩(例如管桩、螺杆桩,或者桩端落在好土层的CFG桩),复合的反力fspk 是明显“被平均”的,其桩头部位的应力集中仍然存在,特别是在配备桩伴侣后,由于桩伴侣收集荷载的作用,不宜再使用复合地基承载力特征值这个概念,即不需要进行“复合”,桩的点荷载与土的面荷载可以各算各的,以桩伴侣的构造措施来实现地基中点荷载与面荷载的“复合”;换句话说,还可以把桩与桩伴侣视同是一个特殊的基桩,即带伴侣的桩,然后按照复合桩基的理论进行计算。这样,在地基处理领域,桩伴侣实现了复合地基与复合桩基的整合。带伴侣的桩复合地基或复合桩基的通用公式如下: qk2E>
Fspk=ξRa+Fsk (3) g
X!>ef
式中:Fspk— 总的承载反力特征值(kN) i6'=]f'{
Ra — 带伴侣的桩竖向承载力特征值(kN) <l{oE?N
ξ — 桩承载力增大系数(考虑桩伴侣对土的侧限约束) uL`#@nI
Fsk — 桩间土总反力特征值(kN) =:gKh
Fsk =γfsk (1-m)S Rql/@j`JX
m — 面积置换率 ^l!SIu
S — 基础底板面积 :>0ywg
fsk — 上层桩间土承载力特征值(kPa) K ze?@*
γ —上层桩间土承载力发挥系数,建议取2左右(相当于过去的安全系数,即上层土的承载力完全发挥),如果预留沉降量大或工程经验丰富,可取大值。 ez,.-@O
公式(3)不仅适用于单桩承载力较高的端承摩擦桩,更适用于文献 [1] 复合地基技术规范(征求意见稿)中所规定的不得用于复合地基的端承桩。根据端承桩持力层和下卧层状况,可非常方便地调整桩顶与基础底板(承台)的距离,从而得到所需要的沉降特性。 ,|:.0g[n