[发明专利]有侧限结构复合地基

说明书

技术领域

本发明属于建筑基础，具体就是有侧限结构复合地基。

背景技术

松散沉积和巨厚的土层中，土具备典型的二元结构特征——上软下硬结构，且上软的表层土作地基土，且承载力在70～160KPa之间。在这样结构的土中，目前采用无侧限结构复合地基。

无侧限结构复合地基的力学特性

由各种类型的长桩和硬土层(持力层)等构成地基。桩与桩之间的间距大于3倍桩径。桩身强度高(大于20MPa)、长度大(大于30m)。

1)无侧限结构复合地基的构成

由各种桩体和地基土构成复合地基。桩体独立地布置在地基土中，桩与桩的间距大于3倍桩径，地基土和桩相互影响较少——仅限于侧摩阻力和端阻力。

2)无侧限结构复合地基中人工结构的力学性能

桩系长度大于30m混凝土桩类，桩的无侧限抗压强度由其分担的荷载综合确定。

桩具有相对的隔水性，渗透系数小于K＝10^-6～10^-7cm/s，地基土中的地下水的渗流方向和渗流路径基本不受桩体的影响。

在上部荷载的作用下，桩对地基土不具有侧限作用，不能严格限制表层土的侧向变形，除了界面之间的应力状态外，地基土和桩的应力状态保持常规状态。

桩系高强度桩体(无侧限抗压强度大于20MPa)组成，由于桩与桩独立布置，因此，地基的整体刚度小于图1～2所示的有侧限结构地基。

3)地基土的性能

桩(也称无侧限结构或人工结构)布置在地基土中，没有充分发挥桩间土的承载力——颗粒强度的条件，地基土不能可分担更多的荷载，超过地基土的承载力的荷载，地基土无法分担。

4)无侧限结构复合地基的综合性能

通过高强度和低变形的桩体和持力层满足高层建筑和集中大荷载构筑物对地基承载力和变形的要求。高层建筑和集中大荷载构筑物的基础、基础持力层的深度均是深埋(以硬土层为无侧限结构的持力层)。

地基在共同作用中，不能把上部荷载转化为地基内部的相互作用力——围压力，因此，地基的强度和变形通过桩体强度和变形予以调整，地基的整体强度较小。

发明内容

本发明的目的，是提供一种上软下硬结构的土中，上面软土层三维受力，从而使软土层承载的有侧限结构复合地基。本发明是这样实现的，有侧限结构复合地基，包括桩体，桩体排列构成桩体墙，桩体墙构成桩体隔间，桩体隔间内是地基土，顶部是承台。

所述的有侧限结构复合地基，其特征在于：所述桩体是水泥土桩、石灰桩或者板式桩。

所述的有侧限结构复合地基，其特征在于：所述桩体隔间的面积相等。

所述的有侧限结构复合地基，其特征在于：所述桩体隔间是“井”字桩体隔间。

有侧限结构复合地基的积极效果

1、理论方面

根据一维固结理论和高压固结试验，提出控制地基土侧向变形和局部破坏的新的有侧限结构复合地基的设计原理。以前的地基设计原理没有考虑有侧限结构理论的实际应用——充分利用表层土的颗粒强度和人工结构的侧限强度。

有侧限结构的围压效应研究表明：表层土和人工结构的强度在其它条件相同时受控于侧限力的大小，侧限越大，其峰值强度增加越快。较低强度的表层土和水泥土搅拌桩等在侧限结构侧限围压和上部建筑集中荷载作用条件下，产生提供高承载力和低沉降共同作用，实现对表层粉土变形破坏方式的控制与地基强度的提高。

2、充分利用表层土减少桩基工程的深度和大型化以及高强度

有侧限结构复合地基目前研究使用深度是基础地板下3～10m，人工结构和表层不同强度的地基土组成后，提供承载力大于560kPa，地基沉降变形量小于2％，解决了1)高层建筑不能应用弱强度(1～3MPa)桩体和表层土作地基的问题，2)现在高层建筑桩基础的持力层深度大，单桩强度高(大于20MPa)，施工工艺复杂的问题，3)充分利用我国城市地区地基土二元结构特点——表层土软弱(承载力小于120kPa)和10～15m以下地基土相对较强(承载力大于160kPa)，结合有侧限结构利用表层土，并以较强强度的地基土为持力层，实现高层建筑(大于20层)的地基基础的浅埋。

3、有侧限结构的施工工艺简单

施工材料为水泥或石灰粉与原位原状地基土拌合形成桩体，桩体强度根据要求的地基承载力大小确定。现在各种拌合设备众多，因此，施工工艺简单，控制方法单一。