多桩型复合地基承载力计算方法研究_朱常志
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capacity exertion of the soil between piles and the coefficient of the bearing capacity improvement of the soil are introduced .The new step-by-step calculation method for the bearing capacity of multi-pile composite foundation is put forward .The case shows that the computed results are accorded with the experimental date from loading tests . Key words:multi-pile composite foundation ;bearing capacity ;calculation method
等有关 , 可按地区经验或现场试验确定 。 对非挤土
成桩工艺 , α2 =1 ;对挤土成桩工艺 , α2 >1 。 β2 为
经辅桩加固后的桩间土承载力发挥系数 , 一般 β2 ≤
1 , 宜按地区经验取值 , 无经验时可按文献 [ 4] 取
值 。 β =β1 β2 。 f sk =α1 α2 f ak , 宜按当地经验或现场
+α′1 β′1(1 -m2)f ak
(4)
式中 :α′1 为天然地基经辅桩加固后的桩间土承载
力提高系数 , 与土性和 辅桩成桩 工艺及辅 桩的桩
径、 桩间距等有关 , 可按地区经验或现场试验确
定 。对 非挤土 成桩 工艺 , α′1 =1 ;对挤 土成 桩工
艺 , α1 >1 。 β′1 为经辅桩加固后的桩间土承载力发 挥系数 , 一般 β′1 ≤1 , 宜按地区经验取值 , 无经验 时可按文献 [ 4] 取值 。其余符号意义同前 。
限侧阻力特征值 qsik =63.7kPa , 地基承载力特征值
f ak =250kPa ;⑤中砂 , 厚度 6.5m , 中密 , 标贯击数
N =25 , 地基承载力特征值 f ak =280kPa 。
2.2 处理方案
由勘察资料揭露的地质情况来看 , 天然地基显
然无法满足地基承载力的要求 , 需进行地基处理 。
值 qpk =1000kPa , 地基承 载力特征 值 f ak =200kPa ;
③细砂 , 厚度 1.0m , 中密 , 标贯击数 N =26 , 地基
承载 力 特 征 值 f ak =220kPa ; ④粉 质 粘 土 , 厚 度
10.5m , 孔隙比 e =0.70 , 液性指数 I L =0.23 , 桩极
数 , 一般 β′2 ≤1 , 宜按地区经验取值 , 无经验时可
按文献 [ 4] 取值 。 β =β′1 β′2 。 f sk =α′1 α′2 f ak , 宜
按当地经验或现场试验取值 , 如既无经验又无实测
资料时 , 可取天然地基承载力特征值 。其余符号意
义同前 。
2 实例验证
2.1 工程及地质概况 某高层建筑[ 3] , 地上 20 层 , 地下 2 层 , 剪力墙
多桩型复合地基承载力计算方法研究
朱常志1 , 王士杰1 , 2 , 周瑞林1 , 贾向英1
(1.河北农业大学 , 河北 保定 071001 ;2.中国矿业大学 (北京) 岩土工程研究所 , 北京 100083)
摘要 :在对已有多桩型复合地基承载力计算方法进行充分研究的基础上 , 考虑多桩型复合地基受荷
后的桩间土承载力特征值 (kPa);Ra1 、 Ra2 分别为
长 、 短桩单桩承载力特征值 (kN);Ap1 、 Ap2 分别为
长 、 短桩的桩截 面面积 (m2 );γ1 、 γ2 、 β 分别为
长桩 、 短桩 、 桩间土承载力发挥系数 。
1.2 分步计算法
与直接叠加 法有 较大 不同 , 该方 法分 两步计
系数 , 一般 β1 ≤1 , 宜按地区经验取值 , 无经验时
可按文献 [ 4] 取值 。 f ak 为天然地基土的承载力特
征值 。其余符号意义同前 。
多桩型复合地基承载力特征值为 :
f spk
=γ2 m2
R a2 A p2
+α2 β2 (1 -m2 )fspk1
=γ2 m2
R a2 A p2
+γ1 α2 β2
-
m
1)RA
a2 p2
+
β(1 -m1 )(1 -m 2)f sk
(5)
式中 :α′2 为经主控桩加固后的桩间土承载力提高
系数 , 与土性和主控桩成桩工艺及主控桩的桩径 、
桩间距等有关 , 可按地区经验或现场试验确定 。对
非挤土成桩工艺 , α′2 =1 ;对挤土成 桩工艺 α′2 >
1 。 β′2 为经主 控桩加 固后的桩 间土承载 力发挥系
算 。 先计算由天然地基和长桩 (或短桩)所形成的
复合地基的承载力 , 然后把经过长桩 (或短桩)处
理后的复合地 基视为 短桩 (或 长桩) 复合 地基的
“桩间土” , 进而计算多桩型复合地基的承载力 。本
文在对已有公式进行充分研究的基础上 , 提出如下
改进计算方法 :
收稿日期 :2005-11-25;修订日期 :2006-03-01 基金项目 :河北省建设厅科研项 目基金资助 (2005 -134) 作者简介 :朱常志 (1980 -), 男 (汉族), 河北遵化 人 , 硕
1 多桩型复合地基承载力的计算方法
为经济考虑 , 结合具体工程地质特点 , 多桩型 复合地基设计时多布置成长短桩 。 长桩一般为主控 桩 , 模量相对较高 , 在复合地基中的荷载分担比也 较高 ;辅桩一般为短桩 。 目前常用的多桩型复合地 基承载力计算方法大致有两类 : 1.1 直接叠加法
该方法系用主控桩 、 辅桩与地基土参数直接计
荷后的实际工作性状和施工方法对桩间土承载力的综合影响 , 引入主控桩 、 辅桩和桩间土承载力发
挥系数及桩间土承载力提高系数 , 提出了多桩型复合地基承载力分步计算新方法 。实例验证表明 ,
复合地基承载力计算值与载荷试验实测值基本吻合 。
关键词 :多桩型复合地基 ;承载力 ;计算方法
中图分类号 :TU473
f spk1
= γ1 m1
R a1 A p1
+α1 β1 (1
-m1 )fak
(2)
式中 :α1 为天然地基经主控桩加固后的桩间土承载
力提高系数 , 与土性和主控桩成桩工艺及主控桩的
桩径 、 桩间距等有关 , 可按地区经验或现场试验确
定 。 对非挤土成桩工艺 , α1 =1 ;对挤土成桩工艺 ,
α1 >1 。 β1 为经主控桩加固后的桩间土承载力发挥
结构 , 设计要求地基承载力特征值 432kPa 。 基底以
下地基土层自上而下分别为 :①填土 , 厚度 0.8m ,
地基承载力特征值 f ak =90kPa ;②粉质粘土 , 厚度
6.2m , 孔隙比 e =0.74 , 液性指数 IL =0.70 , 桩极
限侧阻力特征值 qsik =40.7kPa , 桩极限端阻力特征
31 (5):605 ～ 616 .
[ 10] 黄南晖.地质雷达 探测的波 场分析 [ J] .地 球科学 , 1993 , 18 (3):294 ～ 302 .
根据地质和工程情况 , 经方案比较 , 决定采用多桩
型复 合地基 方案 , 辅桩桩 径为 400mm 的 CFG 桩 ,
(下转第 71 页)
2006 年第 10 期
工程勘察 Journal of Geotechnical Investigation &Surveying 23
～ 7. [ 7 ] Fang Guangyou , Michele Pipan .Synthetic and field examples of
0 前言
迄今为止 , 单一桩型复合地基在工程建设中获 得了广泛的应 用 , 其设 计计算方 法已基本 趋于成 熟 。近十多年来 , 复合地基中一个引入注目的发展 就是不同桩型的联合使用 , 即多桩型复合地基或称 组合桩型复合地基 。 尽管工程界对这种新型复合地 基在工程实践方面进行了一些探索 , 并在工程设计 中得到了应用 , 但多桩型复合地基的理论研究明显 落后于工程实践 , 目前尚无比较成熟的分析设计方 法供设计使用 。 因此 , 对多桩型复合地基这种超规 范的新型地基基础型式 , 很有必要进行系统的试验 与理论研究 。结合工程实例 , 本文仅就多桩型复合 地基承载力的确定方法加以探讨 。
士研究生 .
2 2 工程勘察 Journal of Geotechnical Investigation &Surveying
2006 年第 10 期
1.2.1 将天然地基与主控桩组成的复 合地基视为 等效天然地基
将天然地基与主控桩组成的复合地基视为辅桩 的 “桩间土” , 则主控桩和天然地基形成的复合地 基承载力特征值为
m1 (1
-m
2
)RA
a1 p1
+
α1 α2 β1 β2 (1 -m1 )(1 -m 2)f ak
=γ2 m2
R a2 A p2
+γ2 α2 β2
ห้องสมุดไป่ตู้
m1 (1
-m
2
)RA
a1 p1
+
β(1 -m 1)(1 -m2)f sk
(3)
式中 :α2 为经辅桩加 固后的桩间土承 载力提高系
数 , 与土性和辅桩成桩工艺及辅桩的桩径 、 桩间距
算复合地基承载力 , 多桩型复合地基承载力由三部 分组成[ 1 , 2, 3] :
f spk
= γ1 m1
R a1 A p1
+γ2 m 2
R a2 A p2
+β(1 -m 1 -m2 )f sk
(1)
式中 :f spk 为多桩型复合地基承载力特征值 (kPa);
m1 、 m2 分别为长 、 短桩的面积置换率 ;f sk 为加固
试验取值 , 如既无经验又无实测资料时 , 可取天然
地基承载力特征值 。 其余符号意义同前 。
1.2.2 将天然地基与辅桩组成的复合 地基视为等
效天然地基
将天然地基与辅桩组成的复合地基视为主控桩 的 “桩间土” , 则辅桩和天然地基形成的复合地基 承载力特征值为
f spk2
= γ2 m 2
R a2 Ap2
ground_penetrating radar (GPR) profi le improvement using two_ phase detection techniques [ J] .Geophysics , 2003 , 68 (2):554 ～ 558 . [ 8 ] 陈文超 , 汪文秉 , 赵荣椿 .探地雷 达小波 的构造 及在提 高 雷达信号分辨率中的应用 [ J] .煤 田地质与 勘探 , 2003, 31 (5):46 ～ 48 . [ 9 ] 俞寿朋 .宽带 Ri cker 子波 [ J] .石油地 球物理 勘探 , 1996 ,
多桩型复合地基承载力特征值为 :
f spk
=γ1 m1
R a1 Ap1
+α′2 β′2(1 -m1)f spk2
=γ1 m1
R a1 Ap1
+γ2 α′2 β′2 m2(1
-
m
1)RA
a2 p2
+
α′1 α′2 β′1 β′2(1 -m1)(1 -m2 )f ak
=γ1 m1
R a1 Ap1
+γ2 α′2 β′2 m2(1
文献标识码 :A
Abstract :Based on the study of the existing calculation methods for the bearing capacity of multi-pile composite foundation , the working behavior of loaded multi-pile composite foundation and the general influence of different construction methods to the bearing capacity of the soil are considered .The coefficient of the bearing capacity exertion of master piles , the coefficient of the bearing capacity exertion of minor piles , the coefficient of the bearing
等有关 , 可按地区经验或现场试验确定 。 对非挤土
成桩工艺 , α2 =1 ;对挤土成桩工艺 , α2 >1 。 β2 为
经辅桩加固后的桩间土承载力发挥系数 , 一般 β2 ≤
1 , 宜按地区经验取值 , 无经验时可按文献 [ 4] 取
值 。 β =β1 β2 。 f sk =α1 α2 f ak , 宜按当地经验或现场
+α′1 β′1(1 -m2)f ak
(4)
式中 :α′1 为天然地基经辅桩加固后的桩间土承载
力提高系数 , 与土性和 辅桩成桩 工艺及辅 桩的桩
径、 桩间距等有关 , 可按地区经验或现场试验确
定 。对 非挤土 成桩 工艺 , α′1 =1 ;对挤 土成 桩工
艺 , α1 >1 。 β′1 为经辅桩加固后的桩间土承载力发 挥系数 , 一般 β′1 ≤1 , 宜按地区经验取值 , 无经验 时可按文献 [ 4] 取值 。其余符号意义同前 。
限侧阻力特征值 qsik =63.7kPa , 地基承载力特征值
f ak =250kPa ;⑤中砂 , 厚度 6.5m , 中密 , 标贯击数
N =25 , 地基承载力特征值 f ak =280kPa 。
2.2 处理方案
由勘察资料揭露的地质情况来看 , 天然地基显
然无法满足地基承载力的要求 , 需进行地基处理 。
值 qpk =1000kPa , 地基承 载力特征 值 f ak =200kPa ;
③细砂 , 厚度 1.0m , 中密 , 标贯击数 N =26 , 地基
承载 力 特 征 值 f ak =220kPa ; ④粉 质 粘 土 , 厚 度
10.5m , 孔隙比 e =0.70 , 液性指数 I L =0.23 , 桩极
数 , 一般 β′2 ≤1 , 宜按地区经验取值 , 无经验时可
按文献 [ 4] 取值 。 β =β′1 β′2 。 f sk =α′1 α′2 f ak , 宜
按当地经验或现场试验取值 , 如既无经验又无实测
资料时 , 可取天然地基承载力特征值 。其余符号意
义同前 。
2 实例验证
2.1 工程及地质概况 某高层建筑[ 3] , 地上 20 层 , 地下 2 层 , 剪力墙
多桩型复合地基承载力计算方法研究
朱常志1 , 王士杰1 , 2 , 周瑞林1 , 贾向英1
(1.河北农业大学 , 河北 保定 071001 ;2.中国矿业大学 (北京) 岩土工程研究所 , 北京 100083)
摘要 :在对已有多桩型复合地基承载力计算方法进行充分研究的基础上 , 考虑多桩型复合地基受荷
后的桩间土承载力特征值 (kPa);Ra1 、 Ra2 分别为
长 、 短桩单桩承载力特征值 (kN);Ap1 、 Ap2 分别为
长 、 短桩的桩截 面面积 (m2 );γ1 、 γ2 、 β 分别为
长桩 、 短桩 、 桩间土承载力发挥系数 。
1.2 分步计算法
与直接叠加 法有 较大 不同 , 该方 法分 两步计
系数 , 一般 β1 ≤1 , 宜按地区经验取值 , 无经验时
可按文献 [ 4] 取值 。 f ak 为天然地基土的承载力特
征值 。其余符号意义同前 。
多桩型复合地基承载力特征值为 :
f spk
=γ2 m2
R a2 A p2
+α2 β2 (1 -m2 )fspk1
=γ2 m2
R a2 A p2
+γ1 α2 β2
-
m
1)RA
a2 p2
+
β(1 -m1 )(1 -m 2)f sk
(5)
式中 :α′2 为经主控桩加固后的桩间土承载力提高
系数 , 与土性和主控桩成桩工艺及主控桩的桩径 、
桩间距等有关 , 可按地区经验或现场试验确定 。对
非挤土成桩工艺 , α′2 =1 ;对挤土成 桩工艺 α′2 >
1 。 β′2 为经主 控桩加 固后的桩 间土承载 力发挥系
算 。 先计算由天然地基和长桩 (或短桩)所形成的
复合地基的承载力 , 然后把经过长桩 (或短桩)处
理后的复合地 基视为 短桩 (或 长桩) 复合 地基的
“桩间土” , 进而计算多桩型复合地基的承载力 。本
文在对已有公式进行充分研究的基础上 , 提出如下
改进计算方法 :
收稿日期 :2005-11-25;修订日期 :2006-03-01 基金项目 :河北省建设厅科研项 目基金资助 (2005 -134) 作者简介 :朱常志 (1980 -), 男 (汉族), 河北遵化 人 , 硕
1 多桩型复合地基承载力的计算方法
为经济考虑 , 结合具体工程地质特点 , 多桩型 复合地基设计时多布置成长短桩 。 长桩一般为主控 桩 , 模量相对较高 , 在复合地基中的荷载分担比也 较高 ;辅桩一般为短桩 。 目前常用的多桩型复合地 基承载力计算方法大致有两类 : 1.1 直接叠加法
该方法系用主控桩 、 辅桩与地基土参数直接计
荷后的实际工作性状和施工方法对桩间土承载力的综合影响 , 引入主控桩 、 辅桩和桩间土承载力发
挥系数及桩间土承载力提高系数 , 提出了多桩型复合地基承载力分步计算新方法 。实例验证表明 ,
复合地基承载力计算值与载荷试验实测值基本吻合 。
关键词 :多桩型复合地基 ;承载力 ;计算方法
中图分类号 :TU473
f spk1
= γ1 m1
R a1 A p1
+α1 β1 (1
-m1 )fak
(2)
式中 :α1 为天然地基经主控桩加固后的桩间土承载
力提高系数 , 与土性和主控桩成桩工艺及主控桩的
桩径 、 桩间距等有关 , 可按地区经验或现场试验确
定 。 对非挤土成桩工艺 , α1 =1 ;对挤土成桩工艺 ,
α1 >1 。 β1 为经主控桩加固后的桩间土承载力发挥
结构 , 设计要求地基承载力特征值 432kPa 。 基底以
下地基土层自上而下分别为 :①填土 , 厚度 0.8m ,
地基承载力特征值 f ak =90kPa ;②粉质粘土 , 厚度
6.2m , 孔隙比 e =0.74 , 液性指数 IL =0.70 , 桩极
限侧阻力特征值 qsik =40.7kPa , 桩极限端阻力特征
31 (5):605 ～ 616 .
[ 10] 黄南晖.地质雷达 探测的波 场分析 [ J] .地 球科学 , 1993 , 18 (3):294 ～ 302 .
根据地质和工程情况 , 经方案比较 , 决定采用多桩
型复 合地基 方案 , 辅桩桩 径为 400mm 的 CFG 桩 ,
(下转第 71 页)
2006 年第 10 期
工程勘察 Journal of Geotechnical Investigation &Surveying 23
～ 7. [ 7 ] Fang Guangyou , Michele Pipan .Synthetic and field examples of
0 前言
迄今为止 , 单一桩型复合地基在工程建设中获 得了广泛的应 用 , 其设 计计算方 法已基本 趋于成 熟 。近十多年来 , 复合地基中一个引入注目的发展 就是不同桩型的联合使用 , 即多桩型复合地基或称 组合桩型复合地基 。 尽管工程界对这种新型复合地 基在工程实践方面进行了一些探索 , 并在工程设计 中得到了应用 , 但多桩型复合地基的理论研究明显 落后于工程实践 , 目前尚无比较成熟的分析设计方 法供设计使用 。 因此 , 对多桩型复合地基这种超规 范的新型地基基础型式 , 很有必要进行系统的试验 与理论研究 。结合工程实例 , 本文仅就多桩型复合 地基承载力的确定方法加以探讨 。
士研究生 .
2 2 工程勘察 Journal of Geotechnical Investigation &Surveying
2006 年第 10 期
1.2.1 将天然地基与主控桩组成的复 合地基视为 等效天然地基
将天然地基与主控桩组成的复合地基视为辅桩 的 “桩间土” , 则主控桩和天然地基形成的复合地 基承载力特征值为
m1 (1
-m
2
)RA
a1 p1
+
α1 α2 β1 β2 (1 -m1 )(1 -m 2)f ak
=γ2 m2
R a2 A p2
+γ2 α2 β2
ห้องสมุดไป่ตู้
m1 (1
-m
2
)RA
a1 p1
+
β(1 -m 1)(1 -m2)f sk
(3)
式中 :α2 为经辅桩加 固后的桩间土承 载力提高系
数 , 与土性和辅桩成桩工艺及辅桩的桩径 、 桩间距
算复合地基承载力 , 多桩型复合地基承载力由三部 分组成[ 1 , 2, 3] :
f spk
= γ1 m1
R a1 A p1
+γ2 m 2
R a2 A p2
+β(1 -m 1 -m2 )f sk
(1)
式中 :f spk 为多桩型复合地基承载力特征值 (kPa);
m1 、 m2 分别为长 、 短桩的面积置换率 ;f sk 为加固
试验取值 , 如既无经验又无实测资料时 , 可取天然
地基承载力特征值 。 其余符号意义同前 。
1.2.2 将天然地基与辅桩组成的复合 地基视为等
效天然地基
将天然地基与辅桩组成的复合地基视为主控桩 的 “桩间土” , 则辅桩和天然地基形成的复合地基 承载力特征值为
f spk2
= γ2 m 2
R a2 Ap2
ground_penetrating radar (GPR) profi le improvement using two_ phase detection techniques [ J] .Geophysics , 2003 , 68 (2):554 ～ 558 . [ 8 ] 陈文超 , 汪文秉 , 赵荣椿 .探地雷 达小波 的构造 及在提 高 雷达信号分辨率中的应用 [ J] .煤 田地质与 勘探 , 2003, 31 (5):46 ～ 48 . [ 9 ] 俞寿朋 .宽带 Ri cker 子波 [ J] .石油地 球物理 勘探 , 1996 ,
多桩型复合地基承载力特征值为 :
f spk
=γ1 m1
R a1 Ap1
+α′2 β′2(1 -m1)f spk2
=γ1 m1
R a1 Ap1
+γ2 α′2 β′2 m2(1
-
m
1)RA
a2 p2
+
α′1 α′2 β′1 β′2(1 -m1)(1 -m2 )f ak
=γ1 m1
R a1 Ap1
+γ2 α′2 β′2 m2(1
文献标识码 :A
Abstract :Based on the study of the existing calculation methods for the bearing capacity of multi-pile composite foundation , the working behavior of loaded multi-pile composite foundation and the general influence of different construction methods to the bearing capacity of the soil are considered .The coefficient of the bearing capacity exertion of master piles , the coefficient of the bearing capacity exertion of minor piles , the coefficient of the bearing