本發(fā)明屬于復合地基技術(shù)領域，具體涉及一種非連續(xù)褥墊層復合地基及其施工方法。

背景技術(shù)：

復合地基是與天然地基、樁基并列的三大地基基礎形式之一。但現(xiàn)行建筑規(guī)范所定義的復合地基需要設置大面積連續(xù)的碎石褥墊層，且碎石褥墊層厚度通常大于200mm。傳統(tǒng)或規(guī)范復合地基構(gòu)造設置見圖2，傳統(tǒng)或規(guī)范復合地基包括樁6、樁間土7、連續(xù)碎石墊層8、混凝土墊層3、建筑物基礎2，樁6之間設置有樁間土7，連續(xù)碎石墊層8和混凝土墊層3依次設置在樁6的上方，然后在混凝土墊層3的上方施工建筑物基礎2和柱1。

根據(jù)土力學、復合地基理論及地基與基礎工程學原理，上部結(jié)構(gòu)向樁土復合地基傳遞壓力，總是樁體首先承擔上部結(jié)構(gòu)荷載，于是樁頂部隨著荷載逐步增大，樁向上部連續(xù)碎石褥墊層刺入，迫使褥墊層碎石向樁間土位移，以此發(fā)揮樁間土的承載力，且褥墊層的作用還兼具減小樁頂應力集中及將上部荷載向樁間土轉(zhuǎn)移的作用。但是，設置連續(xù)碎石褥墊層，其缺陷也是顯而易見的：一是造價高，占用施工工期；二是連續(xù)碎石褥墊層的存在，猶如基礎底部設置了一個蓄水池，在地下水位較高地區(qū)以及地面滲水，均可導致地基土長時期浸泡在水中，導致復合地基強度降低，引起建筑物次生沉降，容易導致地基失穩(wěn)，或造成工程隱患。

因此，需要一種新的非連續(xù)褥墊層復合地基以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種非連續(xù)褥墊層復合地基。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種非連續(xù)褥墊層復合地基，包括樁(6)、樁間土(7)和混凝土墊層(3)，所述樁(6)之間設置有樁間土(7)，所述混凝土墊層(3)設置在所述樁(6)的上方，還包括柔性板(4)，所述柔性板(4)設置在所述樁(6)和混凝土墊層(3)之間，所述柔性板(4)的彈性模量小于所述樁間土(7)的彈性模量。

更進一步的，還包括碎石坑(5)，所述樁間土(7)內(nèi)設置有非連續(xù)的所述碎石坑(5)，所述碎石坑(5)內(nèi)填充碎石，所述碎石坑(5)內(nèi)碎石的壓縮模量大于所述樁間土(7)。碎石坑在樁間土中設置碎石坑，內(nèi)碎石的壓縮模量高于樁間土，于是碎石坑能夠收集、分擔承擔樁間土所負擔的荷載，因此樁間土的反力得到發(fā)揮。當樁間土連同碎石坑達到最大承載力后，樁頂部設置的柔性板也隨之被壓縮到極限，此時，樁參與承載上部荷載，與樁間土和碎石坑共同協(xié)調(diào)承擔上部結(jié)構(gòu)荷載。

同時由于在樁間土上設置碎石坑是非連續(xù)的，因此，不會導致整個復合地基浸泡于積水中，杜絕了建筑物安全隱患。

更進一步的，所述碎石坑(5)內(nèi)碎石經(jīng)過震動壓實。由此得到的碎石坑壓縮模量遠遠高于樁間土，于是碎石坑快速收集、分擔承擔樁間土所負擔的荷載，因此樁間土的反力得到很好地發(fā)揮。

更進一步的，相鄰所述樁(6)之間設置所述碎石坑(5)。相鄰樁之間設置碎石坑，可以有效分擔樁的承載力。

更進一步的，所述碎石坑(5)的開口的面積大于底部的面積。

更進一步的，所述樁(6)的頂部標高與所述樁間土(7)的標高相同。方便利用樁間土分擔樁的承載力。

更進一步的，所述柔性板(4)底部標高與所述碎石坑(5)的頂部標高相同。方便將柔性板上的承載力通過樁間土傳遞給碎石坑。

更進一步的，所述柔性板(4)的中心與所述樁(6)的頂部中心對應設置。受力均勻，支撐效果更好。

更進一步的，所述柔性板(4)嵌入所述所述混凝土墊層(3)內(nèi)。將柔性板嵌入混凝土墊層內(nèi)，可以有效限制柔性板的位置。

發(fā)明原理：非連續(xù)褥墊層復合地基在樁頂設置了柔性板，且柔性板的彈性模量小于樁周土，可以默認為柔性板的彈性模量等于零，在上部建筑逐漸增層過程中，也就是地基逐漸加載過程中，上部結(jié)構(gòu)的初始荷載均由樁間土承擔；隨著樁間土逐漸被壓實、固結(jié)，地基有效應力增加，土承載力逐漸增加。

有益效果：本發(fā)明的非連續(xù)褥墊層復合地基具有以下優(yōu)點：

1)土體承載力可以優(yōu)先于樁承擔荷載，原理清晰，工程設計人員易于理解，因而有利于本發(fā)明的推廣應用；

2)由于樁間土優(yōu)先于樁承擔荷載，而荷載是隨著建筑物逐漸增高加載的，這是一個漫長的加載過程，因而樁間土隨建筑物加高，土體逐漸固結(jié)，土體有效應力增加，承載力提高；

3)復合地基設計時可以用樁間土承載力極限值計入復合地基承載力；

4)與現(xiàn)行規(guī)范相比節(jié)約了大面積鋪設褥墊層的費用；

6)可以有效加快建設周期。

本發(fā)明還公開了一種非連續(xù)褥墊層復合地基施工方法，包括以下步驟：

1)、在天然地基中施工樁(6)；

2)、開挖基坑，所述基坑的底部標高與所述樁(6)的樁頂標高相同；

3)、在步驟2)的基坑中開挖碎石坑(5)并填充碎石；

4)、在所述樁(6)的頂部設置柔性板(4)；

5)、在所述柔性板(4)的上方施工混凝土墊層(3)；

6)、在所述混凝土墊層(3)的上方施工建筑物基礎。

有益效果：本發(fā)明的非連續(xù)褥墊層復合地基施工方法簡單高效，能夠有效加快建設周期，施工得到的非連續(xù)褥墊層復合地基由于樁間土優(yōu)先于樁承擔荷載，而荷載是隨著建筑物逐漸增高加載的，這是一個漫長的加載過程，因而樁間土隨建筑物加高，土體逐漸固結(jié)，土體有效應力增加，承載力提高；復合地基設計時可以用樁間土承載力極限值計入復合地基承載力；與現(xiàn)行規(guī)范相比節(jié)約了大面積鋪設褥墊層的費用；土體承載力可以優(yōu)先于樁承擔荷載，原理清晰，工程設計人員易于理解，因而有利于本發(fā)明的推廣應用。

說明書附圖

圖1是非連續(xù)褥墊層復合地基的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是傳統(tǒng)復合地基的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。

請參閱圖1所示，本發(fā)明的非連續(xù)褥墊層復合地基，非連續(xù)褥墊層復合地基，包括樁6、樁間土7和混凝土墊層3，樁6之間設置有樁間土7，混凝土墊層3設置在樁6的上方，還包括柔性板4，柔性板4設置在樁6和混凝土墊層3之間，柔性板4的彈性模量小于樁間土7的彈性模量。其中，混凝土墊層3的厚度≥100mm。

還包括碎石坑5，樁間土7內(nèi)設置有碎石坑5，碎石坑5內(nèi)碎石的壓縮模量大于樁間土7。碎石坑在樁間土中設置碎石坑，內(nèi)碎石的壓縮模量高于樁間土，于是碎石坑能夠收集、分擔承擔樁間土所負擔的荷載，因此樁間土的反力得到發(fā)揮。當樁間土連同碎石坑達到最大承載力后，樁頂部設置的柔性板也隨之被壓縮到極限，此時，樁參與承載上部荷載，與樁間土和碎石坑共同協(xié)調(diào)承擔上部結(jié)構(gòu)荷載。同時由于在樁間土上設置碎石坑是非連續(xù)的，因此，不會導致整個復合地基浸泡于積水中，杜絕了建筑物安全隱患。具體的，碎石坑是非連續(xù)的，相鄰兩樁之間設置一個碎石坑。

優(yōu)選的，碎石坑5內(nèi)碎石經(jīng)過震動壓實。由此得到的碎石坑壓縮模量遠遠高于樁間土，于是碎石坑快速收集、分擔承擔樁間土所負擔的荷載，因此樁間土的反力得到很好地發(fā)揮。相鄰樁6之間設置碎石坑5。相鄰樁之間設置碎石坑，可以有效分擔樁的承載力。優(yōu)選的，碎石坑5的開口的面積大于底部的面積。

樁6的頂部標高與樁間土7的標高相同。方便利用樁間土分擔樁的承載力。柔性板4底部標高與碎石坑5的頂部標高相同。方便將柔性板上的承載力通過樁間土傳遞給碎石坑。柔性板4的中心與樁6的頂部中心對應設置。受力均勻，支撐效果更好。柔性板4嵌入混凝土墊層3內(nèi)。將柔性板嵌入混凝土墊層內(nèi)，可以有效限制柔性板的位置。

發(fā)明原理：上部建筑的逐漸增層過程，同時也是地基逐漸加載過程。由于樁頂設置了柔性板，且柔性板的彈性模量小于樁周土，可以默認為柔性板的彈性模量等于零，上部結(jié)構(gòu)的初始荷載均由樁間土承擔；隨著樁間土逐漸被壓實、固結(jié)，地基有效應力增加，土承載力逐漸增加；而且，由于在樁間土中設置碎石坑，碎石坑內(nèi)經(jīng)回填振動密實的碎石之壓縮模量遠遠高于樁間土，于是碎石坑快速收集、分擔承擔樁間土所負擔的荷載，因此樁間土的反力得到很好地發(fā)揮。當樁間土連同碎石坑達到最大承載力后，樁頂部設置的柔性板也隨之被壓縮到極限，此時，樁參與承載上部荷載，與樁間土和碎石坑共同協(xié)調(diào)承擔上部結(jié)構(gòu)荷載。

本發(fā)明的非連續(xù)褥墊層復合地基具有以下優(yōu)點：

1土體承載力可以優(yōu)先于樁承擔荷載，原理清晰，工程設計人員易于理解，因而有利于本發(fā)明的推廣應用；

2由于樁間土優(yōu)先于樁承擔荷載，而荷載是隨著建筑物逐漸增高加載的，這是一個漫長的加載過程，因而樁間土隨建筑物加高，土體逐漸固結(jié)，土體有效應力增加，承載力提高；

3復合地基設計時可以用樁間土承載力極限值計入復合地基承載力；

4與現(xiàn)行規(guī)范相比節(jié)約了大面積鋪設褥墊層的費用；

6可以有效加快建設周期。

本發(fā)明還公開了一種非連續(xù)褥墊層復合地基施工方法，包括以下步驟：

1、在天然地基中施工樁6；

2、開挖基坑，基坑的底部標高與樁6的樁頂標高相同；

3、在步驟2的基坑中開挖碎石坑5)并填充碎石；其中，碎石坑5內(nèi)碎石經(jīng)過震動壓實，使得碎石的壓縮模量高于樁間土。

4、在樁6的頂部設置柔性板4；

5、在柔性板4的上方施工混凝土墊層3；其中，施工混凝土墊層3的同時施工防水層，混凝土墊層3的厚度為≥100mm。

6、在混凝土墊層3的上方施工建筑物基礎。

本發(fā)明的非連續(xù)褥墊層復合地基施工方法簡單高效，能夠有效加快建設周期，施工得到的非連續(xù)褥墊層復合地基由于樁間土優(yōu)先于樁承擔荷載，而荷載是隨著建筑物逐漸增高加載的，這是一個漫長的加載過程，因而樁間土隨建筑物加高，土體逐漸固結(jié)，土體有效應力增加，承載力提高；復合地基設計時可以用樁間土承載力極限值計入復合地基承載力；與現(xiàn)行規(guī)范相比節(jié)約了大面積鋪設褥墊層的費用；土體承載力可以優(yōu)先于樁承擔荷載，原理清晰，工程設計人員易于理解，因而有利于本發(fā)明的推廣應用。