1、地基處理若干問(wèn)題的思考,龔曉南 浙江大學(xué),Email: ,地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,土體特性決定巖土工程學(xué)科特點(diǎn),由于土是自然和歷史的產(chǎn)物，形成下述特性： 區(qū)域性、不均勻性、個(gè)性強(qiáng) 多相體（固相、液相、氣相）,而且相互間不易區(qū)分 土中水十分復(fù)雜 初始應(yīng)力場(chǎng),

2、而且難以測(cè)定 有干土、飽和狀態(tài)的土、非飽和狀態(tài)的土，相互之間可轉(zhuǎn)化 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)雜性 強(qiáng)度、變形和滲透特性測(cè)定的困難 取樣、運(yùn)輸過(guò)程中的擾動(dòng)、應(yīng)力釋放 應(yīng)力路徑模擬的困難 邊界條件模擬的困難,土體特性對(duì)土力學(xué)的影響,學(xué)科特點(diǎn) 教和學(xué) （土力學(xué)學(xué)科特點(diǎn)及對(duì)教學(xué)的影響） 研究方法 工程應(yīng)用 發(fā)展態(tài)勢(shì) （21世紀(jì)巖土工程發(fā)展態(tài)勢(shì)，巖土工程的回顧與前瞻第13章，主編高大釗，人民交通出版社）,土力學(xué)與其它力學(xué)學(xué)科的比較分析,土力學(xué)主要建立在實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，而不是主要依靠力學(xué)分析。在土力學(xué)中沒(méi)有建立統(tǒng)一的力學(xué)體系 抗剪強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 抗剪強(qiáng)度與測(cè)定方法,太沙基的土力學(xué)是建立在海相沉積土和純凈砂的實(shí)

3、驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上 對(duì)其它土的適用性？其它各類(lèi)土還有許多規(guī)律和難題需要解決,學(xué)科特點(diǎn),學(xué)科特點(diǎn),工程技術(shù)學(xué)科 主要依靠試驗(yàn)研究、工程經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有統(tǒng)一的力學(xué)體系 實(shí)用性強(qiáng)、技術(shù)性強(qiáng),太沙基說(shuō)的“巖土工程與其說(shuō)是一門(mén)科學(xué)，不如說(shuō)是一門(mén)藝術(shù)（Geotechnology is an art rather than a science）?！?是否也可理解為對(duì)學(xué)科特點(diǎn)的闡述 這里藝術(shù)（art）不同于一般繪畫(huà)、書(shū)法等藝術(shù)。巖土工程分析在很大程度上取決于工程師的判斷，具有很高的藝術(shù)性。巖土工程分析應(yīng)將藝術(shù)和技術(shù)美妙結(jié)合起來(lái),地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤

4、下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響,地基處理方法主要選用原則 因地制宜 如：不同土類(lèi) 不同狀態(tài)的土類(lèi) 不同厚度,學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響,每種地基處理方法 都有一定的適用范圍 如：強(qiáng)夯法，真空降水強(qiáng)夯法，復(fù)合地基，-,學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響,發(fā)展多種地基處理技術(shù) 綜合應(yīng)用多種地基處理技術(shù),學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響,地基處理加固機(jī)理與地基處理技術(shù) 如：長(zhǎng)短樁復(fù)合地基 真空降水強(qiáng)夯法,地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜

5、合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,剛性基礎(chǔ)下粘結(jié)材料樁與地基土體 形成復(fù)合地基的條件,復(fù)合地基形成條件,散體材料樁與地基土體形成復(fù)合地基 無(wú)條件 粘結(jié)材料樁與地基土體形成復(fù)合地基 在剛性基礎(chǔ)下：有條件 在柔性基礎(chǔ)下：無(wú)條件,地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,路堤下樁體復(fù)合地基性狀,剛度對(duì)復(fù)合地基性狀的影響 剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基試驗(yàn)研究 基礎(chǔ)剛度對(duì)復(fù)合地基性狀數(shù)值分析 路堤下復(fù)合地基設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)意見(jiàn),剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)下復(fù)合

6、地基試驗(yàn)示意圖 （吳慧明，2000，寧波大學(xué)校園）,剛性基礎(chǔ)下復(fù)合 地基模型試驗(yàn),柔性基礎(chǔ)下復(fù)合 地基模型試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)論,由于剛性基礎(chǔ)下樁和樁間土沉降一致，樁承受較大荷載，樁土荷載分擔(dān)比較大，且隨著沉降發(fā)展逐步增加。柔性基礎(chǔ)下樁和樁間土沉降可自由發(fā)展，樁不僅產(chǎn)生沉降，而且相對(duì)土體樁頂端向上刺入土層，因此柔性基礎(chǔ)下樁土荷載分擔(dān)比較小。 柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基沉降量比剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基沉降量大，而且柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基極限承載力比剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基極限承載力小。 剛性基礎(chǔ)下，隨著總荷載增加，樁首先進(jìn)入極限狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致復(fù)合地基的破壞；柔性基礎(chǔ)下，土首先進(jìn)入極限狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致復(fù)合地基破壞。,結(jié)論與意見(jiàn),將

7、剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算方法應(yīng)用于柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算是不合理的也是不安全的。 為了改善柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基性狀，充分發(fā)揮樁體的承載潛能，應(yīng)在復(fù)合地基加固區(qū)上設(shè)置剛度較大的墊層，如土工格柵加筋墊層，灰土墊層等。 不加墊層的，樁土相對(duì)模量較大的復(fù)合地基在柔性基礎(chǔ)下應(yīng)慎用。,路堤下復(fù)合地基設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)意見(jiàn),將建筑基礎(chǔ)下復(fù)合地基計(jì)算方法照搬到路堤下復(fù)合地基的計(jì)算是不妥的，也是不安全的 路堤下復(fù)合地基設(shè)計(jì)還要滿(mǎn)足穩(wěn)定分析要求 為了改善路堤下復(fù)合地基性狀，應(yīng)設(shè)置剛度較大的墊層，如灰土墊層，或土工格柵加筋墊層等 路堤下復(fù)合地基計(jì)算采用的參數(shù)應(yīng)與建筑基礎(chǔ)下采用的參數(shù)不同,樁承堤法,地基處

8、理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì),二個(gè)層次： 多種技術(shù)可行方案比較 設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化 按沉降控制設(shè)計(jì),地基處理技術(shù)綜合應(yīng)用,綜合應(yīng)用的重要性 工程實(shí)例,澳門(mén)機(jī)場(chǎng)人工島場(chǎng)道工程,工程位于澳門(mén)出仔島一路環(huán)島東側(cè)的開(kāi)敞海域.是我國(guó)第一座海上人工島機(jī)場(chǎng)，也是澳門(mén)有史以來(lái)最大的建設(shè)項(xiàng)目。 工程包括人工島、跑道區(qū)及聯(lián)絡(luò)橋工程。合同總額約6.7億美元，合同工期42個(gè)月，實(shí)際工期36個(gè)月，自1992年3月開(kāi)工至1995年3月竣工。 人工島采用海上清淤填

9、海形成陸域。人工島總長(zhǎng)3549M，北端寬269M，南端寬381.5M，總造陸面積115萬(wàn)平方米。跑道可供波音747-400大型飛機(jī)起降。護(hù)岸總長(zhǎng)7770.5M，拋石斜坡堤結(jié)構(gòu)。 主要工程量：清淤2515萬(wàn)立方米，吹填砂3536萬(wàn)立方米，拋石328萬(wàn)立方米.打設(shè)塑料排水板870萬(wàn)延米，預(yù)制安裝各型鉤連塊體118430件，混凝土方量236643立方米。跑道、滑行道振沖砂基570萬(wàn)立方米，堆載預(yù)壓土方207萬(wàn)立方米，跑道混凝上面層31.5萬(wàn)平方米。,澳門(mén)機(jī)場(chǎng)人工島場(chǎng)道工程地基處理,清淤至-16.0至-24.0m 2515萬(wàn)立方米 吹填砂至 +8.0m 3536萬(wàn)立方米 排水固結(jié)加固板底至-27.0至

10、-32.0m 塑料排水板870萬(wàn)延米，堆載預(yù)壓土方207萬(wàn)立方米 振沖密實(shí)24.0至32.0m 跑道、滑行道振沖砂基570萬(wàn)立方米,打設(shè)塑料排水帶,振動(dòng)式插扳機(jī),液壓式插扳機(jī),砂基振沖,地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,1+1=？,1+1 如：真空預(yù)壓+堆載預(yù)壓；土工布+砂井 土釘與錨桿；土釘與水泥土擋墻 1+1（的效果）2（1的效果+1的效果） 少數(shù) 1+1（的效果） =2 少數(shù) 11+1（的效果）2 多數(shù) 1+1（的效果）1 少數(shù),11很少等

11、于2，多數(shù)情況下大于1小于2，但有時(shí)也可能小于1。,地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,巖土工程規(guī)范問(wèn)題,張?jiān)诿髟菏浚?003）在對(duì)我國(guó)現(xiàn)行巖土工程規(guī)范的幾點(diǎn)看法一文中談到：“一本巖土工程規(guī)范，大體由三方面的元素構(gòu)成，即基本原理、應(yīng)用規(guī)則和工程數(shù)據(jù)。”先進(jìn)國(guó)家或者經(jīng)濟(jì)聯(lián)合體的規(guī)范，基本上都是強(qiáng)調(diào)對(duì)基本原理的把握，應(yīng)用規(guī)則是對(duì)基本原則的實(shí)施性說(shuō)明，很少向規(guī)范使用者提供具體的工程參數(shù)的取值。他認(rèn)為：第一、現(xiàn)行規(guī)范過(guò)于具體細(xì)致的規(guī)定不能反映巖土工程的客觀

12、規(guī)則。第二、規(guī)范作為技術(shù)法規(guī)，應(yīng)該是工程活動(dòng)的原則指導(dǎo)，而不是供工程師查表使用的工具書(shū)或者“拐棍”。,巖土工程規(guī)范問(wèn)題,在規(guī)范中過(guò)于具體細(xì)致的規(guī)定，不僅難以合理，而且也不利于技術(shù)人員進(jìn)一步探討問(wèn)題，不利于發(fā)揮科技人員的聰明才智，不利于技術(shù)進(jìn)步。 地方規(guī)范,地基處理若干問(wèn)題的思考,巖土工程學(xué)科特點(diǎn) 學(xué)科特點(diǎn)對(duì)地基處理的影響 復(fù)合地基的形成條件 路堤下樁體復(fù)合地基性狀 地基處理優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用 1+1=？ 巖土工程規(guī)范問(wèn)題 概念統(tǒng)一問(wèn)題,概念統(tǒng)一問(wèn)題,如：什么是復(fù)合地基？什么是復(fù)合樁基？ 剛性樁復(fù)合地基與復(fù)合樁基 又如：什么是極限承載力？什么是容許承載力？什么是承載 力特征值？什么是承載力設(shè)計(jì)值

13、？什么是承載力標(biāo)準(zhǔn) 值？等等 又如：什么是總沉降？什么是工后沉降？什么是設(shè)計(jì)控制沉 降？等等 又如：-等等,淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)的荷載傳遞路線,復(fù)合地基的本質(zhì),是否設(shè)置墊層是形成復(fù)合地基的必要條件? 樁體不與基礎(chǔ)底板連接是形成復(fù)合地基的 必要條件? 只有砂石樁才能形成復(fù)合地基? 樁體與樁間土是否直接同時(shí)承擔(dān)荷載是形 成復(fù)合地基的必要條件，也是復(fù)合地基的 本質(zhì),一般情況下，樁和樁間土共同直接承擔(dān)荷載。 問(wèn)題是樁和樁間土如何分擔(dān)荷載，如何評(píng)估 樁和樁間土的分擔(dān)比 經(jīng)典的樁基理論不考慮樁間土直接參與承擔(dān) 荷載 不考慮樁間土直接參與承擔(dān)荷載的原因： 不知如何評(píng)估樁土的分擔(dān)比 考慮樁間土承擔(dān)比例小，

14、作為一種安全儲(chǔ)備 考慮樁間土直接參與承擔(dān)荷載的摩擦樁基礎(chǔ) 滿(mǎn)足復(fù)合地基的必要條件,摩擦樁基礎(chǔ),復(fù)合樁基概念的形成,疏樁基礎(chǔ),減少沉降量 樁基礎(chǔ),考慮樁土共作用的樁基礎(chǔ),復(fù)合樁基,疏樁基礎(chǔ),管自立于1990年提出疏樁基礎(chǔ)的概念。為了使樁間土能夠有效地直接承擔(dān)荷載，管自立建議將規(guī)范規(guī)定的摩擦樁基礎(chǔ)的樁距變大一些，在樁基設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮樁和樁間土共同直接承擔(dān)荷載，以減少用樁量。 “疏樁基礎(chǔ)”是樁距比較大的樁基礎(chǔ)，但其實(shí)質(zhì)已超越了傳統(tǒng)樁基理論中樁基礎(chǔ)的概念，考慮了樁間土參與直接承擔(dān)荷載。,減少沉降量樁基,黃紹銘等(1990)提出減小沉降量樁基的概念。采用樁基礎(chǔ)有二個(gè)主要目的：一是提高地基承載力，二是減少

15、沉降。 就概念而言，以減少沉降為主要目的樁基礎(chǔ)稱(chēng)為減少沉降量樁基礎(chǔ)。黃紹銘等提出的減小沉降量樁基礎(chǔ)不僅以減小沉降為目的，而且在樁基設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮了樁和土共同直接承擔(dān)荷載，也已超越了經(jīng)典樁基理論中樁基礎(chǔ)的概念。,復(fù)合樁基,復(fù)合樁基概念的提出明確了樁和土直接承擔(dān)荷載，應(yīng)該說(shuō)超越了經(jīng)典的樁基礎(chǔ)概念。 如將復(fù)合樁基視為一種樁基礎(chǔ)，是否可以說(shuō)是廣義樁基礎(chǔ)的概念。,復(fù)合樁基與復(fù)合地基,復(fù)合樁基考慮樁和土直接承擔(dān)荷載，滿(mǎn)足復(fù)合地基的必要條件，也可認(rèn)為是復(fù)合地基的一種形式 復(fù)合樁基可認(rèn)為是不帶墊層的剛性樁復(fù)合地基 將復(fù)合樁基作為一種形式的復(fù)合地基，有利于復(fù)合樁基理論研究的深入和實(shí)踐水平的提高,淺基礎(chǔ) 復(fù)合地基 樁基礎(chǔ) Shallow Foundation Composite Foundation Pile Foundation,淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)的關(guān)系,剛性樁復(fù)合地基承載力計(jì)算思路,1、固定比例