一、复合地基的理论研究

“复合地基”这个词在20世纪60年代时是第一次在国际上得以使用,从那以后,复合地基理论便为地基的处理提供了一种理论分析,并且为建立公式提供了依据。关于复合地基理论的研究深受学术界以及岩土工程界的重视。在灰石桩、石灰桩、碎石桩、旋喷桩等加固地基的一系列理论分析当中,都应用到了复合地基理论。最近几年,CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)和疏桩以及树根桩基础等也成为了复合地基理论的范畴之内。虽然复合地基出现的时间并不是很长,但是复合地基的工程应用有着很久的历史渊源。自从人类文明出现,便兴起了一种地基处理的技术。人类最早的砂石桩出现于1835年,出自于一位法国工程师之手。继而,1933年,德国人制作成功了振冲器,并且在1935年应用于加固松散的粉砂地基,然后日本,美国和欧洲都使用了该振冲器。1977年,我国制造了第一台振动水冲器,并与同年九月份应用于软粘土地基的加固。1992年,建设部组织鉴定了CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基成套技术,继而其广泛应用于国内的各个建筑工程当中。

二、复合地基的分类

本论文主要以增强体的方向作为划分复合地基的条件。其可分为两种类型:一种是竖向增强体复合地基,另一种是水平向增强体复合地基。1.竖向增强体复合地基竖向增强体,就是我们前面所提到的桩,那么我们也经常将竖向增强体复合地基叫做桩体复合地基。人们又依据竖向增强体的不同性质将桩体复合地基分为以下三大类:柔性桩复合地基、刚性桩复合地基以及散体材料桩复合地基。柔性桩复合地基,顾名思义,其桩体的刚度相对较小一些,但是它具有粘结强度。柔性桩复合地基是由桩体以及桩间的土共同承担荷载的。刚性桩复合地基有较高的承载能力,其主要是依靠着桩体的置换,而且桩体本身就有着较高的强度,因此其承载能力要比其他桩体复合地基更强大一些。在中国,最早开发成功的刚性桩复合地基便是在1992年,由中国建筑科学研究院地基基础研究所所开发的CFG桩复合地基。散体材料桩复合地基,同样可知其桩体由散体材料组成。它的桩身的材料是无粘结强度的,因此并不能单独形成桩体,要通过周围的土的围箍才得以形成桩体。2.水平向增强体复合地基水平向增强体复合地基,指的是在地基里,水平向地铺设加筋材料,比如金属材料、土工织物、土工格栅以及竹筋等所形成的复合地基,铺设加筋材料的目的是增强地基的土的抗剪能力、避免地基的土产生侧向位移的情形,谨防地基的土侧向挤出来。

三、在建筑工程中复合地基的应用

在建筑界里,复合地基以其在技术方面和经济发面取得双赢的绝对优势,得到广泛的欢迎和应用。下面,我们举一个例子加以说明,不妨就以振冲碎石桩为典型。在温州市,我们选取某个小区的六栋楼为研究对象,这些楼均为住宅楼,并且都是五层的框架结构。经过调查,该地的地层从下往上依此做了记录。记录的结果如表1所示。表1地层记录经过振冲碎石桩额加固以后,主住宅楼的复合地基的承载力的特征值可以达220kPa。该住宅区的振冲桩的工程结构是这样的:一号楼是底框结构,其地下有一层,地上为六层。二号楼是砖混的结构,其也是地下一层、地上六层,它的地基的上方是杂填土,下方则是粘土以及粉质粘土。经过振冲碎石桩的加固,主住宅楼的复合地基的承载力的特征值可以达250kPa。在宁波的某个地基处理的工程当中,其所记录的地质条件是吹填粉细砂。地基的处理所采用的是振冲挤密无填料工艺。首先,向振区块内注入水,进行浸泡,这样可以消除粉砂和细砂土的毛细压力,然后用双头振冲器实现共振,这样可以提高效益,其处理的深度为十至十五米,经过处理之后的地基的承载力的特征值达到200kPa。同样在宁波的某个地基处理的工程当中,它的施工条件是在海上,水深度为14m,这个工程是第一次在海上实施振冲技术。该地的地质条件如下(自上而下):淤泥质粉质粘土,粉细砂,粉质粘土。它的加固深度为6~7m,经过加固之后,复合地基的承载力的特征值达到了160kPa。在金华某一工程中,场地选择的是一栋30层的楼,还有作为车库的地下一层,该楼为框剪结构。其地质条件从下往上分别是:杂填土3~4m,其承载力是80kPa;淤泥质粉细砂2~8m,其承载力是50kPa;含砾粘土,其承载力是200kPa;砾石,其承载力是300kPa。经过振冲的加固,该楼的复合地基的承载力的特征值可达400kPa,而作为车库的地下一层的复合地基的承载力也达到了250kPa。

四、结语

综上所述,在工程建设过程中,复合地基已经成为了使用最频繁的基础形式。首先,复合地基能够充分地挖掘出自然地基以及增强体的潜在能力,除此之外,为了达到一定的地基荷载的承受能力,复合地基还可以调整各种设计参数,例如复合地基的置换率和增强体的长度及刚度,可见其具有一定的灵活性,由此我们可以看出复合地基的绝对优势。