[发明专利]一种利用桩、土载荷试验结果计算复合地基承载力的方法

说明书

一种利用桩、土载荷试验结果计算复合地基承载力特征值的方法，包括以下步骤：进行桩、土的载荷试验；利用步骤1中得到的P‑s曲线及设计图纸确定基础数据；利用步骤2中得到的基础数据计算复合地基承载力极限值；确定复合地基承载力特征值f_k，所述复合地基承载力特征值f_k为步骤3中计算得到的复合地基承载力极限值的一半。该种利用桩、土载荷试验结果计算复合地基承载力特征值的方法具有结果误差小，计算精度高等现有技术所不具备的优点。

技术领域

本发明涉及建筑领域的一种计算方法，特别是一种利用桩、土载荷试验结果计算复合地基承载力特征值的方法。

背景技术

复合地基是一种应用广泛的地基基础形式。竖向增强体复合地基指地基土(岩层及土层，以下简称地基土)中加入了刚性桩、柔性桩及散体材料桩等竖向增加体(以下简称桩)的复合地基，以下简称复合地基。按相关技术标准，设计时，复合地基承载力按公式1计算：

f_k＝mf_ak+β(1-m)f_sk (1)

式中，f_k为复合地基承载力特征值，f_ak为桩的承载力强度(以下简称承载力)特征值，f_sk为地基土的承载力特征值，m为桩的面积置换率，β为地基土的承载力折减系数，是反映桩土共同作用的一个参数，技术标准中一般取0.75～0.95，桩间土较好、桩端土较弱、桩身强度较低、养护龄期较短时β取高值，反之则取低值。公式1的意义可概括为：复合地基承载力特征值等于桩的承载力特征值与折减后的地基土承载力特征值之和。

本质上，桩的f_ak、地基土的f_sk及复合地基的f_k都是根据载荷试验获得的，但方法及数值指标不同。地基土及复合地基的承载力特征值通常从载荷试验得到的荷载～变形(p–s)曲线上直接点取，技术标准一般取相对变形值s/b(压板的沉降s与宽度b之比)为0.01～0.015所对应的荷载为f_sk，s/b＝0.01所对应的荷载为f_k，就是说地基土及复合地基承载力特征值所对应的变形是明确的，但两者的指标数值并不相同，复合地基的偏于严格；而桩则明显不同，确定单桩f_ak方法，对于陡降型曲线取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值、对于缓变型曲线取沉降量为40mm对应的荷载值为单桩极限承载力f_a，然后取其一半为f_ak，就是说桩的f_ak所对应的变形是不确定的。

这样就产生了一个问题：按载荷试验确定复合地基的f_k时，f_k所对应的沉降s及相对变形s/b不太可能是桩f_ak所对应的沉降及地基土f_sk所对应的相对变形，换句话说，按公式1计算得到的f_k不太可能与复合地基的试验结果相符。以某粘性土CFG桩复合地基为例(参见图2)：1)地基土载荷板宽度1m×1m，按载荷试验曲线，取s/b＝0.015所对应的承载力67kPa为地基土的f_sk。2)按CFG桩单桩载荷试验曲线，取陡降时的承载力极限承载力，取其一半258.5kN为承载力特征值(强度特征值1.87MPa)。3)置换率m为0.069，折减系数β为0.75～0.95时，按公式1计算复合地基f_k为176～188kPa。4)复合地基载荷板宽度1.414m×1.414m，按荷载试验曲线，取最大荷载(此时沉降量已达18.5mm，大大超过了单桩极限承载力，故停止加载)的一半所对应的承载力130kPa为f_k。此时沉降量约4mm，对应的桩承载力约为330kN，地基土承载力约为30kPa，与桩的试验结果258.5kN及地基土的试验结果67kPa均相差甚远，也就是说，根据桩的及地基土的载荷试验结果按公式1计算得到的复合地基承载力特征值，与复合地基载荷试验结果相差很大，即公式1计算结果不准确。