复合地基承载特性分析及设计方法研究

【摘要】： 地基处理是目前土木工程中比较活跃的研究领域，复合地基理论近十多年，得 到了较大的发展。但是由于复合地基中设置的增强体材料不同、强度不同、发挥的 效用不完全相同，因而各类复合地基的机理也就不相同，这就导致各类复合地基的 承载力计算方法、沉降计算方法各不相同。 本文对于复合地基的承载特性及设计方法进行了较系统的研究。 首先，对现有散体材料桩的极限承载力计算公式进行了讨论，提出了修正的被 动土压力法，使计算结果更为合理。在工程实践及实验基础上，提出了考虑桩与桩 间土横向相互作用的散体材料桩复合地基的承载力计算公式。讨论了散体材料桩复 合地基沉降计算方法，给出了散体材料桩桩身变形模量的确定方法。利用参变量最 小势能原理，求出了散体材料桩扩张问题的解析解。讨论了散体材料桩复合地基的 一般设计方法。 其次，在分析了柔性桩的荷载传递机理后，利用弹性力学的方法，求解了柔性 桩复合地基中的桩身应力，为柔性桩复合地基桩土应力比的确定提供了一种新途 径。将石灰桩简化为砂井，参照非理想竖井排水理论，对石灰桩复合地基进行了固 结分析。在进行了石灰桩复合地基静载荷试验的基础上，得到石灰桩复合地基中桩 土分担荷载比、桩土应力比、桩体比例界限及静载试验时沉降比取值。在阐明了石 灰桩复合地基的作用机理后，提出了石灰桩在新回填土地基及非均匀地基上的设计 方法，给出了加固填土的折减系数和加固非均匀地基的影响系数，讨论了石灰桩复 合地基的沉降计算方法。当采用静力触探检测桩身强度及桩间土强度时，文中给出 了桩土应力比的计算式，从而勿需进行复合地基静载荷试验及进行加固效果的评 价。本文对深层搅拌水泥土桩设计和施工中存在的问题进行了讨论。 第三，讨论了刚性桩复合地基的设计思想，在软土地区进行了粉煤灰混凝土桩 复合地基在不同压板下的静载荷试验，确定了桩间土承载力发挥系数。通过不同厚 度褥垫层的试验，结合工程实践，得到刚性桩复合地基褥垫层的合理厚度，讨论了 刚性桩复合地基的承载力计算方法、沉降计算方法以及刚性桩复合地基设计参数的 选取问题。对粉煤灰混凝土桩桩体材料进行了配比试验，同时对粉煤灰混凝土桩在 软土地区的施工工艺进行了研究。对刚性桩复合地基承载力的概率特性进行了分 析。讨论了带褥垫层刚性桩复合地基的抗震机理。 最后，提出了多元复合地基的新概念，将多元复合地基分为两大类，并根据面 积加权的原理，提出了两类多元复合地基的承载力计算方法。针对两类多元复合地 浙江大学博士学位论文 复合地基承载特性分析及设计方法研究 郑俊杰2001年5月 基的不同受力机理，提出了沉降计算方法。提出了多元复合地基的检测方法。从而 建立了多元复合地基较完整的理论体系。