建筑復合地基樁頂預刺入式褥墊層的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑領域，特別是涉及一種建筑復合地基粧頂預刺入式褥墊層。
【背景技術】
[0002] 復合地基與天然地基、粧基同為建筑工程常用的三種地基基礎形式。復合地基的 實質就是在地基土中設置粧體（也稱增強體），使粧與粧間土共同承擔上部結構荷載的一 種基礎形式。
[0003] 復合地基由粧、土兩部分組成，粧、土兩者材料強度、剛度差異很大，等荷載作用 下，粧的變形遠小于粧間土，兩者的變形有較大差異。如圖1所示若直接將粧體置于基礎底 面，則在上部建筑荷載1的作用下，因為粧體2、粧間土 3之間的剛度差異，導致大部分上部 建筑荷載1經由粧體傳遞到地基深處，粧間土難以發(fā)揮承載作用。因此，如何實現(xiàn)粧體2、粧 間土 3變形協(xié)調，是實現(xiàn)粧、土共同作用是必須解決的問題，這一問題對于粧體強度較高的 剛性粧復合地基以及荷載較大的高層建筑，尤為重要。
[0004] 如圖2所示，目前，工程上對于粧、土變形協(xié)調問題的解決方法，通常是在基礎底 面4和粧體2頂部之間設置一個過渡的褥墊層5。褥墊層5 -般由碎石、砂石等材料組成， 厚度一般為100~300mm。褥墊層的基本原理在于，墊層由砂石等材料散粒材料組成，本身 具有一定的流動性和可擠密性。如圖3所示，在荷載作用下，粧體2因為剛度遠大于粧間土 3,粧體2頂部產生應力集中，粧體2的沉降小于粧間土，兩者的變形差異形成一種粧頂相 對于褥墊層5的"向上刺入"，通過粧頂?shù)倪@種相對"刺入"，粧體與粧間土的變形得以協(xié)調， 粧、土能夠發(fā)揮各自的承載作用，實現(xiàn)粧、土共同作用。試驗研宄和工程實踐表明，復合地基 設置粧頂褥墊層，不僅可為粧與土的變形協(xié)調提供條件、形成復合地基，且具有對淺層軟弱 土加固、緩解粧頂基礎底面應力集中、基礎減振等作用。
[0005] 褥墊層厚度，是復合地基設計的重要參數(shù)。研宄和工程實踐發(fā)現(xiàn)，通過改變墊層 厚度，可以調節(jié)粧土應力比和粧、土荷載分擔，一般情況下，墊層越厚，粧間土分擔的荷載越 多、粧土應力比越小，反之，墊層越薄，粧體分擔的荷載越多、粧土應力比越大。近一二十年 的工程實踐證明，復合地基采用粧頂褥墊層技術，應用效果良好。
[0006] 但是，工程設計與應用仍然存在以下問題：
[0007] 通過改變粧頂褥墊層的厚度，雖然具有調節(jié)粧土應力比和粧、土荷載的作用，但這 種調節(jié)作用也存在局限性：一方面，當土質較差時，一般設置較薄的墊層，以實現(xiàn)粧承擔較 高的荷載分擔比例、保證粧的承載作用充分發(fā)揮，但墊層過薄，土的承載作用幾乎不能發(fā) 揮，經濟性不好，且墊層難以達到對加固淺層軟弱土的目的，不盡合理；另一方面，土質較好 時，為充分發(fā)揮土的承載作用，一般設置較厚的墊層。然而，較厚的墊層使粧體的承載作用 發(fā)揮滯后，粧、土之間為實現(xiàn)變形協(xié)調，粧頂需要產生較大的向上刺入量，這種粧頂刺入量 是以復合地基整體沉降為代價的，因此，這種粧頂刺入降低增大復合地基的整體沉降。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明解決上述問題的一個或多個，提供了一種建筑復合地基粧頂預刺入式褥墊 層。
[0009] 根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種建筑復合地基粧頂預刺入式褥墊層，其包括 褥墊層本體61，褥墊層本體61覆蓋在基礎底面和粧體頂部之間，褥墊層本體61的底部設有 預刺入孔，預刺入孔的大小用于與粧體的頂部相吻合。
[0010] 其有益效果是，相對于復合地基常規(guī)粧頂墊層做法，大多為"齊平式"，即粧頂、粧 間土頂面墊層厚度只能相同。本發(fā)明的預刺入式褥墊層，預刺入孔的深度可根據具體工程 的荷載大小、土質條件、墊層材料性質，按照設計所需要達到的粧土應力比要求靈活調節(jié)； 也可在同一建筑的不同部位，結合采用不同的墊層厚度和預刺入深度，通過預刺入孔深度 的差異化控制，合理調節(jié)復合地基剛度、減小地基的差異沉降。
[0011] 在一些實施方式中，預刺入孔的預刺入深度Atci，根據土力學中的梅耶霍夫 (MeyerhofT)破壞機制，按極限平衡法計算得到。
[0012] 在一些實施方式中，預刺入孔的預刺入深度Atci的計算方法為：
[0013] 確定復合地基的粧土應力比n值及實測的墊層材料摩擦角#值，其中，粧土應力比 n的值可以根據設計需要達到的要求進行確定，墊層材料摩擦角史值可以實測得到；
[0014] 取0? 75~0? 85倍n值作為預刺入粧土應力比初值IV按照公式：
【主權項】
1. 建筑復合地基粧頂預刺入式褥墊層，其特征在于，包括褥墊層本體（6)，所述褥墊層 本體（6)覆蓋在基礎底面（4)和粧體（2)的頂部之間，所述褥墊層本體（6)的底部設有預 刺入孔（61)，所述預刺入孔（61)的大小用于與粧體（2)的頂部相吻合。
2. 根據權利要求1所述的建筑復合地基粧頂預刺入式褥墊層，其特征在于，所述預刺 入孔（61)的預刺入深度Atci，根據土力學中的梅耶霍夫（Meyerhoff)破壞機制，按極限平 衡法計算得到。
3. 根據權利要求2所述的建筑復合地基粧頂預刺入式褥墊層，其特征在于，所述預刺 入孔（61)的預刺入深度Atci的計算方法為： 確定復合地基的粧土應力比η值及實測的墊層材料摩擦角#值，其中，粧土應力比為 粧體頂部平均豎向應力σρ與粧間土頂部平均豎向應力σ 3的比值，η = σ p/〇s; 取0. 75~0. 85倍η值作為預刺入粧土應力比初值rv按照公式：
計算預刺入深度Δ t(l，其中，公式中d為粧體的直徑，公式中A、B、C、D的取值按以下公 式分別計算：
4. 根據權利要求1所述的建筑復合地基粧頂預刺入式褥墊層，其特征在于，所述預刺 入孔（61)的平面分布位置與粧體（2)的平面分布位置一一對應，多個所述預刺入孔（61) 的深度不統(tǒng)一。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種建筑復合地基樁頂預刺入式褥墊層，其包括褥墊層本體，褥墊層本體覆蓋在基礎底面和樁體的頂部之間，褥墊層本體的底部設有預刺入孔，預刺入孔的大小用于與樁體的頂部相吻合。同時本發(fā)明公開了一種預刺入孔的計算方式。其有益效果是，相對于復合地基常規(guī)樁頂墊層做法，大多為“齊平式”，即樁頂、樁間土頂面墊層厚度只能相同。本發(fā)明的預刺入式褥墊層，預刺入孔的深度可根據具體工程的荷載大小、土質條件、墊層材料性質，按照設計所需要達到的樁土應力比要求靈活調節(jié)；也可在同一建筑的不同部位，結合采用不同的墊層厚度和預刺入深度，通過預刺入孔深度的差異化控制，合理調節(jié)復合地基剛度、減小地基的差異沉降。
【IPC分類】E02D33-00, E02D27-12
【公開號】CN104652462
【申請?zhí)枴緾N201510047247
【發(fā)明人】陶景暉
【申請人】江蘇省建筑設計研究院有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月27日