多桩型复合地基桩与桩间土承载力发挥系数实测分析

一个多桩型复合地基设计计算实例A Example of the Calculation of Multi-type-pile Composite Subgrade摘要：本文讨论了多桩型复合地基及其复合模量的基本概念。

介绍了一个多桩型复合地基承载力和变形的计算实例。

关键词：多桩型复合地基，复合模量，承载力，变形1 前言复合地基中的纵向增强体习惯上称作桩，由两种或两种以上桩型组成的复合地基称为多桩型复合地基。

比如，对可液化地基，为消除地基液化，可采用振动沉管碎石桩或振冲碎石桩方案。

但当建筑物荷载较大而要求加固后的复合地基承载力较高，单一碎石桩复合地基方案不能满足设计要求的承载力时，可采用碎石桩和刚性桩（如CFG 桩）组合的多桩型复合地基方案。

这种多桩型复合地基既能消除地基液化，又可以得到很高的复合地基承载力。

如太原市华宇·绿洲项目12～22层住宅楼均采用该方案，经济效益较高。

又如，当地基土有两个好的桩端持力层，分别位于基底以下深度为Z 1（Ⅰ层）和Z 2（Ⅱ层）的土层，且Z 1＜Z 2。

在复合地基合理桩距范围内，若桩端落在Ⅰ层时，复合地基不能满足设计要求。

若桩端落在Ⅱ层时，复合地基承载力又过高，偏于保守。

此时，可考虑将部分桩的桩端落在Ⅰ层上，另一部分桩的桩端落在Ⅱ层上，形成长短桩复合地基，需说明的是，多桩型复合地基和长短桩复合地基意义一致，设计计算方法完全相同。

工程中单一桩型复合地基的设计计算方法相对比较成熟，工程经验积累非常多。

但对于两种或两种以上桩型的多桩型复合地基、长短桩复合地基承载力和变形如何计算，虽有很多文献专门论述过，但工程经验不多，本文介绍一个工程实例，以积累多桩型复合地基设计算经验。

2 多桩型复合地基承载力计算一般地，将复合地基中荷载分担比高的桩型定义为主控桩（桩的模量相对较高，桩相对较长）。

其余桩型为辅桩，并按荷载分担比由大到小排序。

工程中常用的是两种桩型组成的复合地基（或长短桩复合地基）。

多桩型复合地基在液化土层中的应用和承载力性能分析•太原铁道科技多桩型复合地基在液化土层中的应用和承载力性能分析许书峰：山西中鼎物流集团有限公司摘要:针对新建太原枢纽(北六堡）物流中心综合楼建设项目 中，采用碎石桩和预应力混凝土管桩多桩型复合地基处理中等 粉砂土液化土层效果，分析单一桩型复合地基的承载力与多桩 型复合地基承栽力变化，对现场承栽力试验检测结果进行分析 及研究，为地震高烈度地区的液化土层进行抗液化处理提供运 用经验,提高地基承栽能力。

关键词：液化土层；多桩型复合地基；承栽力试验;应用分析0概述现在工程中广泛应用的地基抗液化处理方法，主要有强夯法、加密桩法和碎石桩法等，都是采用 单一桩型的复合地基，所能解决的地基问题比较单 一。

特别是采用单一桩型的复合地基对于饱和土层 甚至可能造成一定时期地基承载力降低的问题应引 起高度重视，承载力恢复时间难以确定。

为了解决 地震区地基土液化问题，充分利用和提高复合地基 承载力，可以采用碎石桩和预应力混凝土管桩组合 的多桩型复合地基处理方法。

在多粧型复合地基中，通常将桩身强度较高的桩（预应力混凝土管桩或混 凝土灌注桩）称为主控桩，将强度较低的桩（碎石桩）称为辅桩，这种多桩型复合地基既能消除地基 液化，又可以得到较高的复合地基承载力，防止地 基不均匀沉降，保证工程主体结构安全。

在山西省新建太原枢纽（北六堡）物流中心综 合楼建设项目中，采用碎石桩和预应力混凝土管桩 多桩型复合地基处理粉砂土液化现象，通过检测和 实验分析，针对单一桩和该组合桩抗液化作用原理 及处理后复合地基承载力性能，对碎石桩和预应力 混凝土管桩复合地基设计、施工和检测结果合理性 和可行性进行了分析探讨，制定出复合地基实施方 案，提高地基承载力，确保建设质量。

1碎石桩和预应力混凝土管桩复合地基抗液化及提高承载力原理1.1液化形成原理在地震作用下，饱和粉砂土内不同质量和排列 方式的土粒受到大小不同、方向不一的惯性力作用, 从而会在土粒间的接触点上引起新的应力，当这种 应力超过一定数值时，就破坏了土粒间原有的联结，土的结构可能发生破坏，土粒之间发生了脱离。

地基承载力检测一、地基土载荷实验地基土载荷实验用于确定岩土的承载力和变形特征等，包括：载荷实验；现场浸水载荷实验；黄土湿陷实验；膨胀土现场浸水载荷实验等。

检测内容：天然地基承载力，检测数量不少于3点；复合地基承载力抽样检测数量为总桩数的0.5%～1.0%，且不少于3点，重要建筑应增加检测点数。

CFG桩和素混凝土桩应做完整性检测。

1．地基土载荷实验要点用于确定地基土的承载力，依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007）。

（1）基坑宽度不应小于压板宽度或直径的3倍。

应注意保持实验土层的原状结构和天然湿度。

宜在拟试压表面用不超过20mm厚的粗、中砂层找平。

（2）加荷等级不应少于8级。

最大加载量不应少于荷载设计值的两倍。

（3）每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔0.5h读一次沉降，当连续2h内，每h的沉降量小于0.1mm 时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。

（4）当出现下列情况之一时，即可终止加载：①承压板周围的土明显的侧向挤出；②沉降s急骤增大，荷载-沉降（p-s）曲线出现陡降段；③在某一荷载下，24h内沉降速度不能达到稳定标准；④s/b≥0.06（b:承压板宽度或直径）（5）承载力基本值的确定：①当p～s曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；②当极限荷载能确定，且该值小于对应比例界限的荷载值的1.5倍时，取荷载极限值的一半；③不能按上述二点确定时，如压板面积为0.25～0.50㎡,对低压缩性土和砂土，可取s/b=0.01～0.015所对应的荷载值；对中、高压缩性土可取s/b=0.02所对应的荷载值。

（6）同一土层参加统计的实验点不应少于3点，基本值的极差不得超过平均值的30%，取此平均值作为地基承载力标准值。

2. 现场试坑浸水试验用于确定地基土的承载力和浸水时的膨胀变形量。

依据《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112）附录三“现场浸水载荷试验要点”。

其操作重点：（1）承压板面积不应小于0.5㎡。

CFG桩复合地基承载力及施工检测提要本文讨论了CFG桩复合地基承载力确定，以及复合地基检测应注意的几个问题。

Abstract : In this paper, bearing capacity of CFG pile composite foundation and its testingafter construction are discussed.Key words:composite foundation of CFG pile; bearing capacity; construction testing;thickness of flexible cusion一、引言CFG桩复合地基技术已在全国广泛推广应用，国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)的颁布，为工程技术人员进行 CFG桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。

但在复合地基承载力的确定及复合地基检测方面，在不同地区基于某些地区性经验，存在一些差异。

本文将根据自己一些粗浅体会就上述问题做一些讨论。

二、复合地基承载力的确定根据《建筑地基基础设计规范》(GBJ79-2002)(简称地基规范)和《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)(简称地基处理规范)，复合地基承载力确定可分为设计阶段和竣工验收阶段进行讨论。

1、设计阶段在复合地基设计阶段，地基规范规定：复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定；地基处理规范规定：复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。

初步设计时，也可按下式估算：fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk (1) 式中：fspk—复合地基承载力特征值(kpa)；m —面积置换率；Ra —单桩竖向承载力特征值(kN)；Ap —桩的截面积(m2)；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；fsk —桩间土承载力特征值(kPa)，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。

某素混凝土桩复合地基承载力试验及结果分析摘要：素混凝土桩的加固机理是通过置换作用，使桩和桩间土共同承担荷载，地基承载力容易满足设计要求。

本文通过工程实例结果，试验承载力未能满足设计要求，分析了原因，提出了对策。

关键词：素混凝土桩；复合地基；承载力试验；结果分析1前言素混凝土桩是CFG桩的一种，桩身材料为素混凝土，是一种高粘结强度的刚性桩，其加固机理主要是置换作用，由于褥垫层的作用，能保证桩和桩间土共同承担外荷载及调整桩土荷载分担比，使复合地基承载力满足设计要求。

素混凝土桩常采用长螺旋钻孔压灌成桩，成桩工艺成熟，方便快捷。

由于发挥了天然地基承载力，与钻孔灌注桩相比，能节省较大工程造价，同时施工工期相对较短。

由于上述优点，该地基处理方法在一些小高层建筑中广泛应用，产生了巨大的社会效益和经济效益。

2工程概况2.1建筑及地层概况某工程为为商业用途的交易市场，地上8层，框架结构。

场地地层结构为①杂填土层，层厚0.0～1.50m；②粉土层，层厚11.70～13.80m，承载力特征值fak=90kPa；③泥岩层，勘察未揭穿，最大揭露厚度6.50m，中等风化泥岩承载力特征值fak=300kPa。

建筑场地类别为Ⅱ类，无湿陷性、可液化土层分布；地下水位埋深3.50～4.10m，②粉土层为主要含水层。

2.2地基处理方案设计采用条形基础，用长螺旋钻孔压灌素混凝土桩进行地基处理。

桩径400mm，桩长12.0m，桩间距为1.30m，等边三角形布置，要求复合地基承载力特征值fspk≥300kPa，单桩竖向抗压承载力特征值Ra≥350kN，设计桩身混凝土强度等级为C25。

桩基施工完毕后铺设200mm厚级配良好砂石褥垫层。

3复合地基加固效果及分析依据规范和按设计要求，选取4个试验点进行复合地基（平板）静载荷试验，选取3根试桩进行单桩竖向抗压静载荷试验。

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）第7.1.5条，本工程一根桩分担的处理地基面积等效圆直径为1.37m，复合地基静载荷试验最大预估加载675kPa，单桩竖向抗压静载荷试验最大加载855kN。

多桩型复合地基（1）多桩型复合地基承载力计算两桩型复合地基施工完成后，基于静力平衡方程，得出多桩型复合地基承载力计算公式：当主辅桩均为有粘结强度桩时：1122121212=(1)a a spk sk p p R R f m m m m f A A λλβ++--当主桩为由粘结强度桩、辅桩为散体桩时：111121=[(1)(1)]a spk sk p R f m m m n f A λβ+-+-两种桩型复合地基施工完成后桩间土承载力特征值sk f ，可通过现场载荷试验确定，初步设计时，也可以通过下式估算：sk ak f f α=式中：α为桩间土承载力提高系数；ak f 为天然地基承载力特征值（kPa ）。

两种桩型复合地基施工完成后桩间土承载力提高系数α，不仅与土性和施工工艺密切相关，还和桩间距有密切的关系：1）两种桩型都采用无振动挤密作用的工艺，如人工洛阳铲、长螺旋钻成孔制桩等，桩间土承载力提高系数 1.0α=。

2）两种桩型中的一种采用振动挤密作用的工艺、另一种采用无振动挤密作用的工艺，如振冲碎石桩和长螺旋钻成孔CFG 桩：若两种桩型中其中一种采用振动挤密工艺的桩型（如振冲碎石桩），桩间距不大（5s d ≤）：对振动挤密效果好的土，桩间土承载力可显著提高，对于松散粉土、粉细砂，桩间土承载力提高系数 1.2 1.5α=～；对可振动挤密，但挤密效果不大的一般粘性土可取 1.0α=；对不可挤密土，桩间土承载力提高系数可取1.0α=。

若两种桩型中其中一种采用振动挤密工艺的桩型（如振冲碎石桩），桩间距较大（5s d >），基于安全考虑，即使挤密效果好的土，桩间土承载力提高系数1.0α=。

3）两种桩型都采用有振动挤密作用的工艺，如振冲碎石桩和振动沉管CFG 桩，对振动挤密效果好的土，桩间土承载力可显著提高，对于松散粉土、粉细砂，桩间土承载力提高系数 1.2 1.5α=～；对可振动挤密，但挤密效果不大的一般粘性土可取 1.0α=；对不可挤密土，桩间土承载力提高系数可取 1.0α=。

一个多桩型复合地基设计计算实例A Example of the Calculation of Multi-type-pile Composite Subgrade摘要：本文讨论了多桩型复合地基及其复合模量的基本概念。

介绍了一个多桩型复合地基承载力和变形的计算实例。

关键词：多桩型复合地基，复合模量，承载力，变形1 前言复合地基中的纵向增强体习惯上称作桩，由两种或两种以上桩型组成的复合地基称为多桩型复合地基。

比如，对可液化地基，为消除地基液化，可采用振动沉管碎石桩或振冲碎石桩方案。

但当建筑物荷载较大而要求加固后的复合地基承载力较高，单一碎石桩复合地基方案不能满足设计要求的承载力时，可采用碎石桩和刚性桩（如CFG 桩）组合的多桩型复合地基方案。

这种多桩型复合地基既能消除地基液化，又可以得到很高的复合地基承载力。

如太原市华宇·绿洲项目12～22层住宅楼均采用该方案，经济效益较高。

又如，当地基土有两个好的桩端持力层，分别位于基底以下深度为Z 1（Ⅰ层）和Z 2（Ⅱ层）的土层，且Z 1＜Z 2。

在复合地基合理桩距范围内，若桩端落在Ⅰ层时，复合地基不能满足设计要求。

若桩端落在Ⅱ层时，复合地基承载力又过高，偏于保守。

此时，可考虑将部分桩的桩端落在Ⅰ层上，另一部分桩的桩端落在Ⅱ层上，形成长短桩复合地基，需说明的是，多桩型复合地基和长短桩复合地基意义一致，设计计算方法完全相同。

工程中单一桩型复合地基的设计计算方法相对比较成熟，工程经验积累非常多。

但对于两种或两种以上桩型的多桩型复合地基、长短桩复合地基承载力和变形如何计算，虽有很多文献专门论述过，但工程经验不多，本文介绍一个工程实例，以积累多桩型复合地基设计算经验。

2 多桩型复合地基承载力计算一般地，将复合地基中荷载分担比高的桩型定义为主控桩（桩的模量相对较高，桩相对较长）。

其余桩型为辅桩，并按荷载分担比由大到小排序。

工程中常用的是两种桩型组成的复合地基（或长短桩复合地基）。

桩间土承载力发挥系数桩间土承载力发挥系数是指桩基与土壤之间的相互作用，用于评估桩基在土壤中的承载能力。

在桩基设计中，桩间土承载力发挥系数是一个非常重要的参数，它直接影响着桩基的承载能力和稳定性。

本文将从桩间土承载力发挥系数的定义、计算方法、影响因素等方面进行探讨。

桩间土承载力发挥系数是指桩基与土壤之间的相互作用，用于评估桩基在土壤中的承载能力。

它是一个无量纲的参数，通常用符号α表示。

桩间土承载力发挥系数的大小取决于桩基的形状、土壤的性质、桩基与土壤之间的摩擦力和土壤的变形特性等因素。

二、桩间土承载力发挥系数的计算方法桩间土承载力发挥系数的计算方法有很多种，其中比较常用的是经验公式法和数值模拟法。

1. 经验公式法经验公式法是根据大量的试验数据和实际工程经验总结出来的一种计算方法。

常用的经验公式有Meyerhof公式、Hansen公式、Vesic公式等。

这些公式都是基于试验数据和实际工程经验得出的，具有一定的可靠性和适用性。

以Meyerhof公式为例，其计算公式为：α = 1 + 0.4D/B其中，D为桩的直径，B为桩的埋深。

该公式适用于桩直径小于等于1.5m，埋深小于等于20m的情况。

2. 数值模拟法数值模拟法是利用计算机模拟桩基与土壤之间的相互作用，通过有限元分析等方法计算桩间土承载力发挥系数。

数值模拟法具有高精度、高可靠性的优点，但需要进行大量的计算和分析，计算成本较高。

三、桩间土承载力发挥系数的影响因素桩间土承载力发挥系数的大小受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 桩基的形状桩基的形状是影响桩间土承载力发挥系数的重要因素之一。

一般来说，桩基的直径越大，桩间土承载力发挥系数越小；桩基的长度越长，桩间土承载力发挥系数越大。

2. 土壤的性质土壤的性质也是影响桩间土承载力发挥系数的重要因素之一。

土壤的密度、强度、压缩性等性质都会影响桩间土承载力发挥系数的大小。

一般来说，土壤的密度越大，强度越高，桩间土承载力发挥系数越小。