黃土場(chǎng)地正方形布樁剛性樁復(fù)合地基承載力研究

孟林 趙煒

(陜西彬長(zhǎng)集團(tuán)有限公司，陜西咸陽 713500)

0 引言

地基承載力是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)，它關(guān)系到建筑物或構(gòu)筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用，與地基的處理、基礎(chǔ)的選型及設(shè)計(jì)密切相關(guān)。由于地基基礎(chǔ)屬于隱蔽工程，一旦出現(xiàn)事故，處理不易，因而更應(yīng)慎重。地基承載力的確定方法以載荷試驗(yàn)最為可靠。復(fù)合地基的承載力應(yīng)通過單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)來確定。目前，復(fù)合地基布樁基本上為正三角形布樁，正三角形布樁復(fù)合地基承載力載荷試驗(yàn)資料較多，工程應(yīng)用比較成熟。但正方形布樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)資料較少，正方形布樁下剛性樁復(fù)合地基承載力載荷試驗(yàn)資料更少，工程應(yīng)用中難以把握，給工程應(yīng)用造成困擾。基于此，本文依托某產(chǎn)品倉工程，對(duì)正方形布樁剛性樁復(fù)合地基承載力進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

1 工程概況

某產(chǎn)品倉工程，鋼筋混凝土筒倉結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)。工程場(chǎng)地屬自重濕陷性黃土場(chǎng)地，地基濕陷等級(jí)為Ⅲ級(jí)。地基處理目的是為了提高地基承載力，并消除地基土的部分濕陷量。

地基處理先采用DDC工法灰土擠密樁，然后采用C20素混凝土樁提高地基承載力。灰土擠密樁總樁數(shù)為5 866根，地基處理面積約4 153 m2，有效樁長(zhǎng)為17 m，成孔直徑400 mm，成樁直徑不小于550 mm，樁中心距900 mm，等邊三角形布置，樁身填料為2∶8灰土。設(shè)計(jì)要求樁身灰土壓實(shí)系數(shù)不小于0.97，樁間土平均擠密系數(shù)不小于0.93，樁間土最小擠密系數(shù)不小于0.88，灰土擠密樁復(fù)合地基承載力特征值不小于220 kPa。素混凝土樁樁孔直徑500 mm，樁長(zhǎng)23 m，樁身混凝土強(qiáng)度為C20，樁間距1.8 m，等邊三角形布樁，總樁數(shù)854根，地基處理面積約2 395 m2。根據(jù)GB 50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范規(guī)定，本工程屬甲類建筑。

2 工程場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)

巖土工程勘察報(bào)告中所描述的本工程場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)如下:

3 復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

試驗(yàn)要點(diǎn)包括:1)試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量:不應(yīng)少于3點(diǎn)。2)載荷板:單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)可使用圓形或方形的承壓板，面積為一根樁承擔(dān)的處理面積;多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)可用方形或矩形的承壓板，其尺寸按實(shí)際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。3)加荷:加荷等級(jí)可分為8級(jí)～12級(jí)。最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力的2倍;加載一級(jí)前后均應(yīng)各讀記沉降量一次，以后每0.5 h讀記一次;當(dāng)1 h內(nèi)沉降量小于0.1 mm時(shí)，即可加下一級(jí)荷載。4)滿足終止加載條件時(shí)即可終止加載。5)確定復(fù)合地基承載力特征值。

根據(jù)載荷試驗(yàn)結(jié)果繪制壓力—沉降曲線，據(jù)其確定復(fù)合地基承載力特征值:當(dāng)壓力—沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取比例界限;當(dāng)其值小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取極限荷載的一半;當(dāng)壓力—沉降曲線為平緩的光滑曲線時(shí)，可按相對(duì)變形確定，相對(duì)變形值對(duì)應(yīng)的荷載作為地基承載力特征值，相對(duì)變形值根據(jù)復(fù)合地基類型、地基土質(zhì)情況及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定;按相對(duì)變形值確定的承載力特征值不應(yīng)大于最大加載壓力的一半;當(dāng)不少于3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的極差不超過平均值的30%時(shí)，復(fù)合地基承載力特征值可取其平均值。

共進(jìn)行了5個(gè)載荷點(diǎn)的復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，靜載試驗(yàn)p—s曲線圖及成果見圖1。

圖1 載荷試驗(yàn)p—s曲線

由圖1可知，素混凝土樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)的p—s曲線變化規(guī)律均為緩變型。根據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范附錄A的有關(guān)規(guī)定，取s/d=0.010所對(duì)應(yīng)的荷載且不大于終止荷載的一半作為各試驗(yàn)點(diǎn)的承載力，則本場(chǎng)地素混凝土樁復(fù)合地基的承載力特征值可取為490 kPa。

4 結(jié)語

依托黃土場(chǎng)地某產(chǎn)品倉工程，對(duì)正方形布樁條件下剛性樁復(fù)合地基承載力進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，基于三個(gè)載荷點(diǎn)的靜載試驗(yàn)，確定了厚層黃土場(chǎng)地正方形布樁條件下剛性樁復(fù)合地基承載力，為類似場(chǎng)地工程應(yīng)用提供了參考。

［1］GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］陳天林.載體樁復(fù)合地基在某高層建筑中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2010，36(31):103-104.