[发明专利]一种长短桩复合地基设计方法及装置

权利要求书

1.一种长短桩复合地基设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

初步选择长短桩桩长及长短桩面积总置换率m的取值范围；

根据初选结果，按照长短桩均匀布桩设计，以长短桩复合地基的承载力为限制条件，以工程造价为目标函数，求得目标函数最小时对应的长桩桩长l₁、短桩桩长l₂及长短桩面积总置换率m；

根据长桩桩长l₁、短桩桩长l₂及长短桩面积总置换率m计算均匀布桩型式下长短桩复合地基沉降初步计算值s'；所述长短桩复合地基沉降初步计算值s'的计算公式如下：

s′＝γ₁s₁+γ₂s₂

式中：s₁为置换区域全部为长桩时的单一桩型复合地基的沉降，s₂为置换区域全部为短桩时的单一桩型复合地基的沉降，γ₁为长桩置换面积占总置换面积的比例；γ₂为短桩置换面积占总置换面积的比例；

计算沉降初步计算值s'与沉降允许值[s]的偏差，并根据偏差值选择相应的参数修改方案，直至最终沉降验算通过；根据偏差值选择相应的参数修改方案的方法包括如下步骤：

(a)若s'＜[s]，且两者偏差大于预设差值，则减小长桩置换面积占总置换面积的比例γ₁，保持长桩桩长l₁、短桩桩长l₂不变，以长短桩复合地基的承载力为限制条件，计算新的长短桩面积总置换率m_new,并基于m_new计算沉降最终计算值s：若s＜[s]，则设计结束；否则增大长桩置换面积占总置换面积的比例γ₁，直至满足要求为止；

(b)若s'＜[s]，且两者偏差不大于预设差值，同时s＜[s]，则设计结束；若s≥[s]，则增大长桩桩长l₁或增大短桩桩长l₂，直至满足要求为止；

(c)若s'≥[s]，则采用下述两修改方案中的任一种：

修改方案一：采用长桩置换面积占总置换面积的比例γ₁＞0.5的方案，计算沉降允许值[s]对应的γ₁，若s＜[s]，则设计结束；否则，增大长桩置换面积占总置换面积的比例γ₁或增大长桩桩长l₁，直至满足要求为止；

修改方案二，采用长桩置换面积占总置换面积的比例γ₁＝0.5的方案，维持短桩桩长不变，增加长桩桩长直至s＜[s]。

2.根据权利要求1所述的长短桩复合地基设计方法，其特征在于，所述长短桩面积总置换率m的取值范围是2.2％～8.7％。

3.根据权利要求1所述的长短桩复合地基设计方法，其特征在于，所述长短桩桩长的确定方法包括：

根据地勘报告初步选择两个土层作为长桩和短桩的持力层；

将长桩持力层的上顶面和下顶面到长桩桩顶的距离选取为长桩桩长的取值上下限；

将短桩持力层的上顶面和下顶面到短桩桩顶的距离选取为短桩桩长的取值上下限。

4.根据权利要求1所述的长短桩复合地基设计方法，其特征在于，s₁和s₂的计算参照现行的《建筑地基处理技术规范》求解。

5.根据权利要求1所述的长短桩复合地基设计方法，其特征在于，对于修改方案二中，若长桩桩长达到上限值，仍不满足最终沉降验算要求，则增加短桩桩长，直至最终沉降验算满足要求。

6.根据权利要求1所述的长短桩复合地基设计方法，其特征在于，所述长桩置换面积占总置换面积的比例γ₁的上下限分别为0.25和0.75，若γ₁计算值超过限值，则取相应的限值。