一種地基加強的新思路和新算法

【摘要】根據國外風機基礎設計的要求，提出了一種地基加強的新思路并推到出相應的計算方法，即地基壓縮模量和密實度聯合法，對處理類似的地基或地基加強提供參考依據。

【關鍵詞】地基處理；復合模量；壓實度；地基承載力；復合模量和密實度聯合法；褥墊層；復合地基；微樁

Abstract： According to the design requirement in one foreign country， this paper developed new method that is combined method of composite modulus and compaction degree for ground treatment under the Turbine foundation， it provide reference or guidance in deal with the similar soil improvement under the structure.

Keyword： Ground treatment；composite modulus；compaction degree；bearing capacity of composite foundation；combined method of composite modulus and compaction degree；cushion；composite foundation；Micro pile

引言

越南富勒風電項目是我院承接的第一個海外EPC總承包項目，共有12臺2MW的風機，其中有8臺風機基礎在設計完成后設計師提出需進行地基處理，處理完成后的地基其壓縮模量需要達到42Mpa，壓實度需達到95%以上，地基設計承載力需達到200kpa以上，地基處理深度為5-7米。

最初考慮當地承包商有打樁的機械設備，同時考慮地質情況為砂性土、當地的地下水較深，不存在振動液化問題。因而，初選方案為混凝土預制貫入樁。為達到設計師的要求筆者對采用混凝土預制樁分別推導出滿足壓縮模量和滿足密實度的計算方法，兩者方法得到的設計成果可互為檢驗和相互校核。

由于目前復合地基的設計方法還不夠完善，計算理論處于發展階段，基于工程實際本文探討了一種新的方法，可在處理類似工程中提供參考。

1、地基加強新算法

針對本工程的特性和實際情況，擬選用鋼筋混凝土微型樁，本文簡稱微樁，施工方法擬采用貫入法（打入法）。微樁的特點、適用范圍以及針對微樁的計算方法概述如下。

1.1 微型混凝土樁的特點和適用范圍。微樁采用圓形斷面或正方形的橫斷面，其尺寸在200-400mm之間，其長度一般6-15m。其施工方法可采用灌注、打入或壓入。適用于無地下水或有地下水的砂土、粉土、粘性土、雜質土、砂礫土。混凝土強度可采用C30-C40。微樁由于斷面小，體積輕，因而對所用的施工設備要求不高。

微樁的功能主要是復合地基的加固處理、提高地基承載力并具有抗側向水平拉力的特點。微樁樁長的設計需考慮滿足單樁承載力的要求，滿足進入較好持力層的要求。

1.2 提高地基密實度法推導。通過在研究地基的范圍內，靠打入預制混凝土樁，填充和擠壓地基土的空隙可使得土基達到一定密實程度。需加多少個樁能方能滿足呢，公式推導如下：

1.5 褥墊層。復合地基是由褥墊層、樁和樁間土共同構成一個受力整體。褥墊層的厚度一般采用0.2-0.6m。褥墊層宜采用級配碎石，其變形模量應該控制在100MPa以上。

2、樁基數量計算實例

根據地質勘探資料和采用截面邊長為300mm的方樁，兩種計算方法對同一地基基礎加強計算結果列入表1和表2.

表1和表2表明：當采用混凝土打入樁并使地基土的壓實度達到95%以上時，地基土的壓縮模量將提高到8倍以上。

3、鋼筋混凝土樁的設計

按BS8004設計的鋼筋混凝土微型樁的結果列如表5。

4、混凝土樁的布置

風機基礎鋼筋混凝土微型樁的布置見圖2。

5、問題探討

目前我們國家樁基施工規范中并沒有規定鋼筋混凝土微型樁的計算方法，其樁距的計算大都采用經驗式。因而，所設計樁的數量應該說偏于保守。

本工程設計要求壓實度達到95%以上，這是最低要求，考慮地基土的不均勻性，若采用本文的計算方法，其壓實度要求應控制在98%以上為妥。為安全起見，建議結合本文的方法應開展必要的數值計算分析，做到安全可靠和經濟合理。

6、結語

采用樁基作為地基處理技術具有處理土層厚、處理面積大、工法簡單、施工進度快、處理效果顯著。

本文提供了鋼筋混凝土微樁的計算方法，即地基壓縮模量和密實度聯合法，對處理類似的地基或地基處理提供參考。

參考文獻：

[1]薛殿基，馮仲林.復合地基樁基處理技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2]《建筑地基基礎設計規范》 GB 50007-2012.

[3]《建筑地基基礎施工質量驗收規范》GB50202-2002.

作者簡介：

吳政（1963-），男，四川成都人，本科，中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，高級工程師。研究方向：國外土木工程設計和施工管理。