褥垫层对复合地基的作用

发布于：2022-10-17 11:19:17 来自：建筑结构/岩土工程 [复制转发]

桩体复合地基中，褥垫层具有合理调节桩土应力比，协调复合地基工后沉降的关键作用。褥垫层的合理选用除与褥垫层自身的性质相关外，也与上部基础上的形式密切相关。

1、刚性基础

对于刚性基础，由于基础的刚度较大，造成桩土应力比效应明显，因此，会出现以下两种情况：

1）桩体的所承担的上部荷载较大，而这对低强度桩体来说是不利的。因此，在上部结构采用刚性基础时，工程中常采用刚性桩作为复合地基的桩体，而很少采用柔性桩体作为复合地基的桩体。如房建工程的刚性基础复合地基处置中，就更多的采用预制管桩、素混凝土桩等高强度桩体。

2）复合地基的沉降量较小，这对于沉降较为敏感的上部结构工程来说是相对有利的。由于桩土应力比相对较大，故桩间土体的承载力贡献相对较小，从而有效降低了复合地基的工后沉降。

如高铁等对沉降敏感的复合地基处置中，常常在预制管桩、素混凝土桩等高强度桩体的顶部设置成为刚度很大的筏板，而不似普通复合地基处置工程中在桩体顶部设置台帽的做法，从而最大化的利用桩体的承载力，减小了桩土的工后沉降量。其实从严格意义上来说，此类型工程已不属于复合地基，而属于桩基工程。当然，如果刚性筏板下部的桩体如果是搅拌桩等柔性桩体，由于桩体容许存在一定量的沉降变形，故此时可以称其为复合地基。

3）为有效改善刚性基础下的复合地基性状，减小桩土应力比，有利用桩间土体的承载能力，则可在刚性基础下部，桩顶上部设置柔性褥垫层进行调节。刚性基础工程中最为常用的柔性垫层为砂石褥垫层，且在一定范围内表现为褥垫层越厚，桩土应力比越小的趋势。但一旦褥垫层超出一定的厚度，则随着褥垫层的增加，桩土应力比并不会继续减小。因此，褥垫层的厚度多不超过60cm。

2、柔性基础

所谓柔性基础，即指复合地基上部直接填方的工程。这种情况主要出现公路等交通工程。由于基础的刚度较小，造成桩土应力比相对较小，因此，会出现以下两种情况：

1）桩体的所承担的上部荷载相对较小，对桩体强度的要求相对较小。因此，柔性基础的复合地基处置中桩体的选择范围相对宽松。如公路部门就多采用碎石桩等散体桩，搅拌桩等柔性桩，管桩、素混凝土桩等刚性进行复合地基的处置。

2）复合地基的沉降量较大。由于柔性基础的复合地基处置中往往桩土应力比较小，即桩间土的承载力贡献相对较大，从而导致复合地基的工后沉降量较大。即使采用管桩、素混凝土桩等高强刚性桩体，也是在桩体顶部设置一定规模的桩帽，从而达到有效利用桩间土体承载力的作用。

但需要说明说的是，对于柔性基础的复合地基桩体处置，需严格依据桩体的性质控制桩土应力比，防止桩间土体分担的荷载过大，导致复合地基沉降量过大，从而危及整个复合地基的安全。如散体桩容许出现较大的工后沉降，刚性桩则需严格控制工后沉降，防止桩间土体受力偏大导致水平应力增加而影响桩体的横向稳定。

3）为有效改善柔性基础下的复合地基性状，提高桩土应力比和减小复合地基的工后沉降，可在柔性基础下部，桩顶上部设置刚度较大的褥垫层进行调节。柔性基础工程中最为常用的刚度较大褥垫层为灰土垫层和碎石+土工格栅垫层。这也就是说，不设置刚度较大的褥垫层时，在刚性桩体处置的复合地基中应用时易造成桩体刺入柔性基础导致工程失败。

综上，褥垫层在桩体处置的复合地基中具有相当重要的作用，而选取何种性质的褥垫层，则与上部基础的特性、桩体形式、工后沉降等密切相关。一句话，复合地基中的褥垫层应依据安全、经济的要求综合选用。

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