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岩土研究院

竖向增强体复合地基作用机理

323 2021-06-01 10:31:23

竖向增强体复合地基荷载传递路线如图 5.4 所示。上部结构通过基础将一部分荷载直接传递给地基土体,另一部分通过桩体传递给地基土体,桩和桩间土共同承担荷载。

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竖向增强体复合地基的加固效应主要表现在以下几方面∶

①桩体置换作用。由于复合地基中桩体的刚度比周围土体刚度大,在荷载作用下,桩体产生应力集中现象,此时桩体应力远大于桩间土应力。桩体承担较多荷载,桩间土上作用荷载减小,使得复合地基承载力提高,沉降降低。刚性材料桩复合地基的桩体置换作用较明显。

②挤密效应。砂桩、砂石桩、土桩、灰土桩、石灰桩等,在施工过程中由于振动、挤密作用,使桩间土得到一定的密实,改善了土体的物理力学性能。对于生石灰桩,由于其材料具有吸水,发热和膨胀作用,对桩间十也起到挤密作用。松散的砂十和粉十的复合地基,其挤密效果较显著。

③排水效应。碎石桩、砂桩、粉煤灰碎石桩等具有较好的透水性,构成了地基中的竖向排水通道,加速桩间土的排水固结,大大提高了桩间土的抗剪强度。此作用在软黏土复合地基中较明显。

2)破坏模式

复合地基破坏模式与复合地基的桩身材料、桩体强度 、桩型、地质条件、荷载形式、上部结构形式等诸因素密切相关。复合地基可能的破坏形式有刺入破坏、鼓胀破坏,桩体剪切破坏和整体滑动破坏4 种。

①刺入破坏如图 5.5(a)所示,当桩体刚度较大、地基土强度较低时,桩尖向下卧层刺入使地基土变形加大,导致土体破坏。刺入破坏是高黏结强度桩复合地基破坏的主要形式。

②)桩体鼓胀破坏如图 5.5(b)所示,由于桩身无黏聚力,在压力作用下易发生侧移,当桩间土不能提供足够的围压时,桩体侧向变形增大产生鼓胀破坏。桩体鼓胀破坏易发生在散体材料桩复合地基中。

③桩体剪切破坏如图 5.5(c)所示,在荷载作用下,复合地基中桩体发生剪切破坏,进而引起复合地基全面破坏。低强度柔性桩较易产生桩体剪切破坏。

④整体滑动破坏模式如图 5.5(d)所示,在荷载作用下,复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏,在滑动面上,桩与桩间土同时发生剪切破坏。各种复合地基均可能发生滑动破坏。

此外,在复合地基设计中还应重视沉降问题,尤其是刚性基础下的复合地基设计,应控制最大沉降量和不均匀沉降。

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