2 現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論在不同剛度基礎(chǔ)下的復(fù)合地基中的應(yīng)用
2.1 模型試驗(yàn)應(yīng)用結(jié)果
就不同剛度基礎(chǔ)下復(fù)合地基性狀進(jìn)行過模型試驗(yàn)。淤泥質(zhì)粘土中，采用靜壓成孔、分層回填法，制作直徑120mm、長2m、水泥摻入量18%的模型樁，樁底、樁身、樁頭埋沒測試元件與設(shè)備，用鐵板上加荷模擬剛性基礎(chǔ)、用相同底面積正臺形木斗、內(nèi)裝砂法模擬柔性基礎(chǔ)，置換率采用15%，分別進(jìn)行了四組試驗(yàn)，主要成果如下：
表1 剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果
總荷載（kg） 樁荷載（kg） 土荷載（kg） 樁土荷載比 樁土應(yīng)力比 計算變形（mm）
160320480640660 107.8232.0352.03950.0342.0 52.288.0128.0245.0318.0 2.0652.6362.7501.6121.075 11.7515.0015.659.176.12 0.721.251.954.9010.00
表2 柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果
總荷載（kg） 樁荷載（kg） 土荷載（kg） 樁土荷載比 樁土應(yīng)力比 計算變形（mm）
160230300365425 3647576269 124183243303358 0.2900.2570.1900.2050.193 1.651.461.081.171.10 1.382.002.943.925.82
2.2 應(yīng)用現(xiàn)行復(fù)合地基沉降計算理論，對上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計算，計算結(jié)果如下：
表3 剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基模型試驗(yàn)計算結(jié)果
荷載（kg） 樁土應(yīng)力比 復(fù)合模量法(mm) 應(yīng)力修正法（mm） 實(shí)測值（mm）
160320480640660 11.7515.0015.659.176.12 0.621.231.852.472.54 0.871.552.283.874.71 0.721.251.954.9010.00
表4 柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基模型試驗(yàn)計算結(jié)果
荷載（kg） 樁土應(yīng)力比 復(fù)合模量法(mm) 應(yīng)力修正法（mm） 實(shí)測值（mm）
160230300365425 1.651.461.081.171.10 0.620.891.161.411.64 1.662.443.334.014.71 1.382.002.943.925.82
2.3 上三線K29+129號段實(shí)測資料分析
上三線一級汽車專用公路是沿海大通道浙江段的重要組成部分。第五合同段第K29+129號段采用樁徑500mm，樁長15，置換率為20%的水泥攪拌樁復(fù)合地基對軟土地基進(jìn)行處理。根據(jù)模型試驗(yàn)取樁土應(yīng)力比為5。上三線第五合同段土層的基本情況匯總于表5
表5 上三線第五合同段土層基本情況
層次 名稱 層厚（m） γ（kN/m）3 ω Es(MPa)
I1II2III3IV1 亞粘土淤泥質(zhì)粘土亞粘土粘土 2.5102.55 19.417.319.419.4 27.446.326.625.6 7.233.204.1810.10
2.4 應(yīng)用現(xiàn)行復(fù)合地基沉降理論結(jié)上述工程進(jìn)行計算，計算結(jié)果如下：
表6 K29+129號段復(fù)合地基計算結(jié)果與實(shí)際沉降比較
填土高度（m） 實(shí)際沉降（mm） 復(fù)合模量法（mm） 土應(yīng)力比法（mm）
1.151.721.742.62 448082150 28.14242.563.9 73.2109.5110.9166.9
3 試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)測資料對比分析
從現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論在上述模型試驗(yàn)及工程實(shí)例中的應(yīng)用結(jié)果看，在剛性基礎(chǔ)下，當(dāng)荷載不超過復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，復(fù)合模量法得到的計算值能夠較好地接近試驗(yàn)結(jié)果，并且在荷載水平不超過1.5倍復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，兩者的差距隨荷載水平的增長始終能夠保持在可以接受的范圍內(nèi)。因此對荷載水平不超過復(fù)合地基承載力1.5倍的情況時，現(xiàn)有的復(fù)合地基沉降的計算公式在剛性基礎(chǔ)下是可行的。
現(xiàn)有復(fù)合地基沉降變形理論在柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基中應(yīng)用時，即使在荷載水平較低時理論值也小于實(shí)際值，且隨著荷載水平的增加，兩者的差距擴(kuò)大?？梢娫摾碚撛谌嵝曰A(chǔ)下復(fù)合地基中的應(yīng)用是不合理，不安全的。
出現(xiàn)下述情況的原因是因?yàn)椋簭?fù)合模量的表達(dá)式認(rèn)為樁和土的變形，并且利用彈性力學(xué)平面問題理論將樁土的模量按面積加權(quán)綜合考慮，這樣就充分考慮了樁強(qiáng)度的發(fā)揮，這些假設(shè)比較符合剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基變形的實(shí)際情況，因此復(fù)合模量法用在剛性基礎(chǔ)中能夠取得比較好的結(jié)果。而在柔性基礎(chǔ)下，樁和土的變形有不協(xié)調(diào)的趨勢，樁有相對刺入柔性基礎(chǔ)中的趨勢，樁的強(qiáng)度并不能充分發(fā)揮，這與復(fù)合模量法計算假設(shè)相差較大，因此會造成實(shí)測值比理論值大得多的情況。
4 結(jié)論
1. 現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論，在荷載水平不大的剛性基礎(chǔ)下應(yīng)用時，是安全可靠的；但荷載水平超過復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值1.5倍時，應(yīng)考慮其安全性。
2. 現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論，在以公路為代表的柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基中應(yīng)用，是不安全，隨荷載水平增加，計算值與實(shí)測值之差增大，這應(yīng)引起高度重視。
3. 加固區(qū)沉降計算理論，是解決柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基沉降計算的關(guān)鍵問題，建議有條件時，對樁、土、基礎(chǔ)三者采用有限方法進(jìn)行復(fù)合地基沉降計算，本文作者曾就問題進(jìn)行過一定的探討。
4. 應(yīng)力修正法計算復(fù)合地基沉降變形時未采用樁土變形一致的條件，從理論上講對任何基礎(chǔ)下的復(fù)合地基均適用，但從模型試驗(yàn)可以看出，樁土應(yīng)力比是隨荷載水平變化而變化的，實(shí)際工程中很難準(zhǔn)確確定，所以其實(shí)際應(yīng)用價值很低。
2.1 模型試驗(yàn)應(yīng)用結(jié)果
就不同剛度基礎(chǔ)下復(fù)合地基性狀進(jìn)行過模型試驗(yàn)。淤泥質(zhì)粘土中，采用靜壓成孔、分層回填法，制作直徑120mm、長2m、水泥摻入量18%的模型樁，樁底、樁身、樁頭埋沒測試元件與設(shè)備，用鐵板上加荷模擬剛性基礎(chǔ)、用相同底面積正臺形木斗、內(nèi)裝砂法模擬柔性基礎(chǔ)，置換率采用15%，分別進(jìn)行了四組試驗(yàn)，主要成果如下：
表1 剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果
總荷載（kg） 樁荷載（kg） 土荷載（kg） 樁土荷載比 樁土應(yīng)力比 計算變形（mm）
160320480640660 107.8232.0352.03950.0342.0 52.288.0128.0245.0318.0 2.0652.6362.7501.6121.075 11.7515.0015.659.176.12 0.721.251.954.9010.00
表2 柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果
總荷載（kg） 樁荷載（kg） 土荷載（kg） 樁土荷載比 樁土應(yīng)力比 計算變形（mm）
160230300365425 3647576269 124183243303358 0.2900.2570.1900.2050.193 1.651.461.081.171.10 1.382.002.943.925.82
2.2 應(yīng)用現(xiàn)行復(fù)合地基沉降計算理論，對上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計算，計算結(jié)果如下：
表3 剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基模型試驗(yàn)計算結(jié)果
荷載（kg） 樁土應(yīng)力比 復(fù)合模量法(mm) 應(yīng)力修正法（mm） 實(shí)測值（mm）
160320480640660 11.7515.0015.659.176.12 0.621.231.852.472.54 0.871.552.283.874.71 0.721.251.954.9010.00
表4 柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基模型試驗(yàn)計算結(jié)果
荷載（kg） 樁土應(yīng)力比 復(fù)合模量法(mm) 應(yīng)力修正法（mm） 實(shí)測值（mm）
160230300365425 1.651.461.081.171.10 0.620.891.161.411.64 1.662.443.334.014.71 1.382.002.943.925.82
2.3 上三線K29+129號段實(shí)測資料分析
上三線一級汽車專用公路是沿海大通道浙江段的重要組成部分。第五合同段第K29+129號段采用樁徑500mm，樁長15，置換率為20%的水泥攪拌樁復(fù)合地基對軟土地基進(jìn)行處理。根據(jù)模型試驗(yàn)取樁土應(yīng)力比為5。上三線第五合同段土層的基本情況匯總于表5
表5 上三線第五合同段土層基本情況
層次 名稱 層厚（m） γ（kN/m）3 ω Es(MPa)
I1II2III3IV1 亞粘土淤泥質(zhì)粘土亞粘土粘土 2.5102.55 19.417.319.419.4 27.446.326.625.6 7.233.204.1810.10
2.4 應(yīng)用現(xiàn)行復(fù)合地基沉降理論結(jié)上述工程進(jìn)行計算，計算結(jié)果如下：
表6 K29+129號段復(fù)合地基計算結(jié)果與實(shí)際沉降比較
填土高度（m） 實(shí)際沉降（mm） 復(fù)合模量法（mm） 土應(yīng)力比法（mm）
1.151.721.742.62 448082150 28.14242.563.9 73.2109.5110.9166.9
3 試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)測資料對比分析
從現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論在上述模型試驗(yàn)及工程實(shí)例中的應(yīng)用結(jié)果看，在剛性基礎(chǔ)下，當(dāng)荷載不超過復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，復(fù)合模量法得到的計算值能夠較好地接近試驗(yàn)結(jié)果，并且在荷載水平不超過1.5倍復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，兩者的差距隨荷載水平的增長始終能夠保持在可以接受的范圍內(nèi)。因此對荷載水平不超過復(fù)合地基承載力1.5倍的情況時，現(xiàn)有的復(fù)合地基沉降的計算公式在剛性基礎(chǔ)下是可行的。
現(xiàn)有復(fù)合地基沉降變形理論在柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基中應(yīng)用時，即使在荷載水平較低時理論值也小于實(shí)際值，且隨著荷載水平的增加，兩者的差距擴(kuò)大?？梢娫摾碚撛谌嵝曰A(chǔ)下復(fù)合地基中的應(yīng)用是不合理，不安全的。
出現(xiàn)下述情況的原因是因?yàn)椋簭?fù)合模量的表達(dá)式認(rèn)為樁和土的變形，并且利用彈性力學(xué)平面問題理論將樁土的模量按面積加權(quán)綜合考慮，這樣就充分考慮了樁強(qiáng)度的發(fā)揮，這些假設(shè)比較符合剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基變形的實(shí)際情況，因此復(fù)合模量法用在剛性基礎(chǔ)中能夠取得比較好的結(jié)果。而在柔性基礎(chǔ)下，樁和土的變形有不協(xié)調(diào)的趨勢，樁有相對刺入柔性基礎(chǔ)中的趨勢，樁的強(qiáng)度并不能充分發(fā)揮，這與復(fù)合模量法計算假設(shè)相差較大，因此會造成實(shí)測值比理論值大得多的情況。
4 結(jié)論
1. 現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論，在荷載水平不大的剛性基礎(chǔ)下應(yīng)用時，是安全可靠的；但荷載水平超過復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值1.5倍時，應(yīng)考慮其安全性。
2. 現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論，在以公路為代表的柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基中應(yīng)用，是不安全，隨荷載水平增加，計算值與實(shí)測值之差增大，這應(yīng)引起高度重視。
3. 加固區(qū)沉降計算理論，是解決柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基沉降計算的關(guān)鍵問題，建議有條件時，對樁、土、基礎(chǔ)三者采用有限方法進(jìn)行復(fù)合地基沉降計算，本文作者曾就問題進(jìn)行過一定的探討。
4. 應(yīng)力修正法計算復(fù)合地基沉降變形時未采用樁土變形一致的條件，從理論上講對任何基礎(chǔ)下的復(fù)合地基均適用，但從模型試驗(yàn)可以看出，樁土應(yīng)力比是隨荷載水平變化而變化的，實(shí)際工程中很難準(zhǔn)確確定，所以其實(shí)際應(yīng)用價值很低。