长短桩复合地基设计.doc

长短桩复合地基设计1短桩复合地基概念长短桩复合地基通过长桩结合短桩的设计，在附加应力较大的上部土层中设置较大密度的桩，在下部土层中减少桩的密度，通过调整桩的长度，保证复合地基承载力满足的前提下，设置长桩减小下卧层的沉降量，从而控制复合地基的总沉降量达到设计要求。这就是在材料消耗相同的情况下，进行优化设计的思路。2长短桩复合地基性状简述长短桩复合地基中长短桩间隔布置，长桩一般采用强度较高的刚性桩（如CFG桩，钢筋混凝土桩、预应力空心管桩等），短桩常用柔性桩（如碎石桩、水泥土搅拌桩等）。长短桩复合地基中长桩模量的变化对复合地基的沉降和承载力性状影响不显著，但桩长的影响较大，随着长桩桩长的增加，复合地基沉降几乎线形下降，分担的荷载也有较大的提高，但长桩存在临界桩长，超过临界桩长时，复合地基沉降和荷载分担不再有明显变化。长短桩复合地基中短桩选择比较灵活，桩的模量变化幅度也较大。短桩模量的变化对复合地基沉降和承载力有一定程度的影响，特别是当短桩模量在50MPa~2000MPa之间大幅度变化时影响最为明显。随着短桩模量的增加，复合地基沉降明显减小，短桩分担的荷载也增加了。柔性短桩的特点决定其桩长的增加对复合地基特性影响不大，但刚性则不然。随着刚性短桩桩长的增加，复合地基沉降明显减小，荷载分担增加。因此对于地基上部存在较好土层的情况，可采用刚性短桩将上部荷载传递到该土层上，使荷载分布更为合理。3长短桩复合地基承载力计算长短桩复合地基承载力可通过载荷试验确定，也可用下式计算预估。计算思路是分别计算长桩部分的承载力、短桩部分的承载力和桩间土的承载力，然后根据一定的原则叠加形成复合地基承载力。长短桩复合地基承载力特征值fspk可用下式估算：fspk=m1Ra1/Apl+β1m2Ra2/AP2+β2(1-m1-m2)fsk式中fspk-长短桩复合地基承载力特征值，kPa；fsk-桩间土承载力特征值，kPa；m1、m2-分别为长桩和短桩的置换率；Ra1、Ra2-分别为长桩和短桩单桩承载力特征值，kN；Apl、AP2-分别为长桩和短桩的截面面积，m2；β1、β2-分别为短桩和桩间土的强度发挥系数。其中长桩和短桩的单桩承载力特征值可根据桩的类型采用相应的计算方法计算。4长短桩复合地基沉降计算长短桩复合地基总沉降如下图1所示，有三部分组成：S=S1+S2+S3式中S1、S2、S3-分别为1、2、3区沉降量。上式中1、2区的沉降量用复合模量法计算，计算时采用各区对应的置换率，计算公式如下：Esp1=m1Ep1+m2Ep2+(1-m1-m2)EsEsp2=m1Ep1++(1-m1)Es式中Esp1、Esp2-分别为1区和2区的复合模量；m1、m2-分别为长桩和短桩的置换率；Ep1、Ep2-分别为长桩和短桩的压缩模量；Es-为桩间土的压缩模量。3区即下卧层按下卧层沉降计算方法就可以。