1、地基处理若干问题的思考,龚晓南 浙江大学,Email: ,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,土体特性决定岩土工程学科特点,由于土是自然和历史的产物，形成下述特性： 区域性、不均匀性、个性强 多相体（固相、液相、气相）,而且相互间不易区分 土中水十分复杂 初始应力场,
2、而且难以测定 有干土、饱和状态的土、非饱和状态的土，相互之间可转化 应力应变关系的复杂性 强度、变形和渗透特性测定的困难 取样、运输过程中的扰动、应力释放应力路径模拟的困难边界条件模拟的困难,土体特性对土力学的影响,学科特点教和学（土力学学科特点及对教学的影响） 研究方法工程应用发展态势（21世纪岩土工程发展态势，岩土工程的回顾与前瞻第13章，主编高大钊，人民交通出版社）,土力学与其它力学学科的比较分析,土力学主要建立在实验研究基础上，而不是主要依靠力学分析。在土力学中没有建立统一的力学体系抗剪强度与抗剪强度指标抗剪强度与测定方法,太沙基的土力学是建立在海相沉积土和纯净砂的实验成果的基础上对其
3、它土的适用性？其它各类土还有许多规律和难题需要解决,学科特点,学科特点,工程技术学科主要依靠试验研究、工程经验，没有统一的力学体系实用性强、技术性强,太沙基说的“岩土工程与其说是一门科学，不如说是一门艺术（Geotechnology is an art rather than a science）。” 是否也可理解为对学科特点的阐述这里艺术（art）不同于一般绘画、书法等艺术。岩土工程分析在很大程度上取决于工程师的判断，具有很高的艺术性。岩土工程分析应将艺术和技术美妙结合起来,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处
4、理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,学科特点对地基处理的影响,地基处理方法主要选用原则因地制宜如：不同土类不同状态的土类不同厚度,学科特点对地基处理的影响,每种地基处理方法都有一定的适用范围如：强夯法，真空降水强夯法，复合地基，-,学科特点对地基处理的影响,发展多种地基处理技术综合应用多种地基处理技术,学科特点对地基处理的影响,地基处理加固机理与地基处理技术如：长短桩复合地基真空降水强夯法,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统
5、一问题,刚性基础下粘结材料桩与地基土体 形成复合地基的条件,复合地基形成条件,散体材料桩与地基土体形成复合地基无条件 粘结材料桩与地基土体形成复合地基在刚性基础下：有条件在柔性基础下：无条件,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,路堤下桩体复合地基性状,刚度对复合地基性状的影响刚性基础和柔性基础下复合地基试验研究基础刚度对复合地基性状数值分析 路堤下复合地基设计的几点意见,刚性基础和柔性基础下复合地基试验示意图（吴慧明，2000，宁波大学校园）,刚性
6、基础下复合 地基模型试验,柔性基础下复合 地基模型试验,试验结论,由于刚性基础下桩和桩间土沉降一致，桩承受较大荷载，桩土荷载分担比较大，且随着沉降发展逐步增加。柔性基础下桩和桩间土沉降可自由发展，桩不仅产生沉降，而且相对土体桩顶端向上刺入土层，因此柔性基础下桩土荷载分担比较小。 柔性基础下复合地基沉降量比刚性基础下复合地基沉降量大，而且柔性基础下复合地基极限承载力比刚性基础下复合地基极限承载力小。 刚性基础下，随着总荷载增加，桩首先进入极限状态，进而导致复合地基的破坏；柔性基础下，土首先进入极限状态，进而导致复合地基破坏。,结论与意见,将刚性基础下复合地基承载力和沉降计算方法应用于柔性基础下复
7、合地基承载力和沉降计算是不合理的也是不安全的。 为了改善柔性基础下复合地基性状，充分发挥桩体的承载潜能，应在复合地基加固区上设置刚度较大的垫层，如土工格栅加筋垫层，灰土垫层等。 不加垫层的，桩土相对模量较大的复合地基在柔性基础下应慎用。,路堤下复合地基设计的几点意见,将建筑基础下复合地基计算方法照搬到路堤下复合地基的计算是不妥的，也是不安全的路堤下复合地基设计还要满足稳定分析要求为了改善路堤下复合地基性状，应设置刚度较大的垫层，如灰土垫层，或土工格栅加筋垫层等路堤下复合地基计算采用的参数应与建筑基础下采用的参数不同,桩承堤法,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响
8、复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,地基处理优化设计,二个层次：多种技术可行方案比较 设计参数的优化按沉降控制设计,地基处理技术综合应用,综合应用的重要性工程实例,澳门机场人工岛场道工程,工程位于澳门出仔岛一路环岛东侧的开敞海域.是我国第一座海上人工岛机场，也是澳门有史以来最大的建设项目。工程包括人工岛、跑道区及联络桥工程。合同总额约6.7亿美元，合同工期42个月，实际工期36个月，自1992年3月开工至1995年3月竣工。人工岛采用海上清淤填海形成陆域。人工岛总长3549M，北端宽269M，南端宽381.5M，总
9、造陆面积115万平方米。跑道可供波音747-400大型飞机起降。护岸总长7770.5M，抛石斜坡堤结构。主要工程量：清淤2515万立方米，吹填砂3536万立方米，抛石328万立方米.打设塑料排水板870万延米，预制安装各型钩连块体118430件，混凝土方量236643立方米。跑道、滑行道振冲砂基570万立方米，堆载预压土方207万立方米，跑道混凝上面层31.5万平方米。,澳门机场人工岛场道工程地基处理,清淤至-16.0至-24.0m 2515万立方米吹填砂至 +8.0m 3536万立方米排水固结加固板底至-27.0至-32.0m塑料排水板870万延米，堆载预压土方207万立方米振冲密实24.0
10、至32.0m 跑道、滑行道振冲砂基570万立方米,打设塑料排水带,振动式插扳机,液压式插扳机,砂基振冲,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,1+1=？,1+1 如：真空预压+堆载预压；土工布+砂井土钉与锚杆；土钉与水泥土挡墙1+1（的效果）2（1的效果+1的效果） 少数1+1（的效果） =2 少数 11+1（的效果）2 多数1+1（的效果）1 少数,11很少等于2，多数情况下大于1小于2，但有时也可能小于1。,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特
11、点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,岩土工程规范问题,张在明院士（2003）在对我国现行岩土工程规范的几点看法一文中谈到：“一本岩土工程规范，大体由三方面的元素构成，即基本原理、应用规则和工程数据。”先进国家或者经济联合体的规范，基本上都是强调对基本原理的把握，应用规则是对基本原则的实施性说明，很少向规范使用者提供具体的工程参数的取值。他认为：第一、现行规范过于具体细致的规定不能反映岩土工程的客观规则。第二、规范作为技术法规，应该是工程活动的原则指导，而不是供工程师查表使用的工具书或者
12、“拐棍”。,岩土工程规范问题,在规范中过于具体细致的规定，不仅难以合理，而且也不利于技术人员进一步探讨问题，不利于发挥科技人员的聪明才智，不利于技术进步。地方规范,地基处理若干问题的思考,岩土工程学科特点 学科特点对地基处理的影响 复合地基的形成条件 路堤下桩体复合地基性状 地基处理优化设计和综合应用 1+1=？ 岩土工程规范问题 概念统一问题,概念统一问题,如：什么是复合地基？什么是复合桩基？刚性桩复合地基与复合桩基又如：什么是极限承载力？什么是容许承载力？什么是承载力特征值？什么是承载力设计值？什么是承载力标准值？等等又如：什么是总沉降？什么是工后沉降？什么是设计控制沉降？等等又如：-等等
13、,浅基础、复合地基和桩基础的荷载传递路线,复合地基的本质,是否设置垫层是形成复合地基的必要条件? 桩体不与基础底板连接是形成复合地基的必要条件? 只有砂石桩才能形成复合地基?桩体与桩间土是否直接同时承担荷载是形成复合地基的必要条件，也是复合地基的本质,一般情况下，桩和桩间土共同直接承担荷载。问题是桩和桩间土如何分担荷载，如何评估桩和桩间土的分担比经典的桩基理论不考虑桩间土直接参与承担荷载不考虑桩间土直接参与承担荷载的原因：不知如何评估桩土的分担比考虑桩间土承担比例小，作为一种安全储备考虑桩间土直接参与承担荷载的摩擦桩基础满足复合地基的必要条件,摩擦桩基础,复合桩基概念的形成,疏桩基础,减少沉降
14、量桩基础,考虑桩土共作用的桩基础,复合桩基,疏桩基础,管自立于1990年提出疏桩基础的概念。为了使桩间土能够有效地直接承担荷载，管自立建议将规范规定的摩擦桩基础的桩距变大一些，在桩基设计计算时考虑桩和桩间土共同直接承担荷载，以减少用桩量。“疏桩基础”是桩距比较大的桩基础，但其实质已超越了传统桩基理论中桩基础的概念，考虑了桩间土参与直接承担荷载。,减少沉降量桩基,黄绍铭等(1990)提出减小沉降量桩基的概念。采用桩基础有二个主要目的：一是提高地基承载力，二是减少沉降。就概念而言，以减少沉降为主要目的桩基础称为减少沉降量桩基础。黄绍铭等提出的减小沉降量桩基础不仅以减小沉降为目的，而且在桩基设计计算
15、中考虑了桩和土共同直接承担荷载，也已超越了经典桩基理论中桩基础的概念。,复合桩基,复合桩基概念的提出明确了桩和土直接承担荷载，应该说超越了经典的桩基础概念。如将复合桩基视为一种桩基础，是否可以说是广义桩基础的概念。,复合桩基与复合地基,复合桩基考虑桩和土直接承担荷载，满足复合地基的必要条件，也可认为是复合地基的一种形式复合桩基可认为是不带垫层的刚性桩复合地基将复合桩基作为一种形式的复合地基，有利于复合桩基理论研究的深入和实践水平的提高,浅基础 复合地基 桩基础Shallow Foundation Composite Foundation Pile Foundation,浅基础、复合地基和桩基础的关系,刚性桩复合地基承载力计算思路,1、固定比例分担2、先土后桩3、先桩后土4、按沉降量控制设计5、按变形分担6、复合地基承载力计算式,谢 谢！,感谢山西省土木建筑学会地基基础专业委员会、太原理工大学建筑与土木工程学院、山西裕祥地基基础公司对第九届全国地基处理学术讨论会 的大力支持！,感谢大会会务组、秘书组工作人员付出的辛勤劳动！,第十届全国地基处理学术讨论会将于2008年在南京召开！感谢东南大学、南京水科院和河海大学的邀请！欢迎各位同仁支持和参与！,祝各位代表身体健康！事业顺利！阖家幸福！再次谢谢诸位！,
