李戰(zhàn)勝 代 輝
(河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司,河南鄭州 450002)
由于CFG樁復合地基能較大提高地基強度和抗變形能力,近年來,在高層和超高層建筑中應用越來越多,對其研究也更加深入。關(guān)于CFG樁復合地基的變形計算方法一直存在較大爭議。目前,采用較多的是“規(guī)范法”[1,2],該方法計算變形量通常偏于保守。本文擬對“規(guī)范法”進行改進,以使其計算變形量更加準確。
在規(guī)范計算法的基礎(chǔ)上,認為CFG樁復合地基變形分為下臥層的變形和加固區(qū)的變形兩個部分。對加固區(qū)的變形計算參考規(guī)范方法,按復合模量法計算;下臥層上部的應力根據(jù)應力擴散法進行計算。
1)加固區(qū)變形量計算:
其中,p0為準永久組合時基礎(chǔ)底面處的附加應力,kPa;n1為加固區(qū)范圍內(nèi)土層分層數(shù);Esi為加固區(qū)范圍內(nèi)基礎(chǔ)底面下第i層土的壓縮模量,MPa;zi,zi-1為加固區(qū)范圍內(nèi)基礎(chǔ)底面至第i層、第i-1層土底面的距離均為平均附加應力系數(shù);ξ為土的壓縮模量提高系數(shù)。
2)下臥層變形量計算:
考慮應力隨深度擴散的影響,頂面處附加應力按下式計算:
其中,p0為基底附加應力,kPa;B,L均為基礎(chǔ)底面尺寸,m;l為CFG樁長度,即下臥層到基底的距離,m;θ為壓力下臥層擴散角,(°)。
當為條形基礎(chǔ)時,即長寬比很大時,頂面處附加應力可按下式計算:
則下臥層變形量為:
其中,n2為根據(jù)土質(zhì)特性對下臥層應考慮區(qū)域的分層數(shù);Esj為第j層土的壓縮模量,MPa;zj,zj-1分別為下臥層頂面至第j層,第j-1層土底面的深度均為平均附加應力系數(shù)。考慮到應力擴散長度按L+2ltanθ,寬度按B+2ltanθ,查表得到。
3)總變形量:
其中,ψ為變形修正系數(shù),根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定,無經(jīng)驗時,可從JGJ 79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中表9.2.8選取。
安陽市某高層住宅樓,主體建筑地上28層,地下2層,高85 m,基礎(chǔ)長102.2 m,寬19.3 m,基底埋深 -10 m。采用 CFG樁復合地基,樁徑350 mm,間距1 200 mm,樁長14 m。主要土層土的物理力學指標見表1。
表1 土的物理力學指標表
規(guī)范方法計算結(jié)果為42.32 mm,本文提出的修正規(guī)范法計算總變形量為36.62 mm,實測值為32.5 mm,兩種方法的計算誤差分別為30%和13%??梢?,本文提出的修正規(guī)范法計算結(jié)果較規(guī)范方法相對精確。
本文以規(guī)范計算法為基礎(chǔ),提出的修正規(guī)范法,其計算過程并不比規(guī)范方法麻煩,計算較為簡便,便于工程人員使用,計算實例表明其計算結(jié)果比規(guī)范計算法更接近實測值。因此,本文提出的修正規(guī)范法計算簡單,結(jié)果更精確,適用于安陽地區(qū)CFG樁復合地基變形量的計算。
[1]JGJ 79-2002,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].
[2]閆明禮,張東剛.CFG樁復合地基技術(shù)及工程實踐[M].北京:中國水利水電出版社,2001.