[发明专利]一种长短桩复合地基设计方法及装置

说明书

本发明公开了一种长短桩复合地基设计方法及装置，所述方法包括如下步骤：初步选择长短桩桩长l₁、l₂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'；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。本发明计算方法简单，且设计机理明确，能充分调动和发挥长短桩各自的承载力和控制沉降的能力，从而使复合地基设计更为合理。

技术领域

本发明涉及一种长短桩复合地基设计方法及装置，属于岩土工程复合地基技术领域。

背景技术

经过几十年的发展，复合地基技术的使用越来越普遍，型式也越来越多，多桩型复合地基是在单一桩型复合地基技术发展而来的一种新技术。多桩型复合地基是指采用两种及两种以上不同材料增强体，或采用同一材料、不同长度增强体加固形成的复合地基。当场地内结构不同区域的沉降要求不一致时，可在沉降要求严格的区域采用刚度或者长度较大的桩，沉降要求较小的区域采用刚度或者长度较小的桩，这种变刚度调平设计是多桩型复合地基的一种型式。再如当地基土具有较大湿陷性，通常先置入一种桩将地基土挤密，然后在置入另一种桩提高承载力并减小沉降，这是多桩型复合地基另一种常见的型式。不难发现，以上两种多桩型复合地基使用型式本质上还是属于单一桩型复合地基的范畴，变刚度调平设计虽然整个区域采用了两种桩型，但是对于某一个区域而言属于单一桩型复合地基；挤密+受力桩的复合地基型式，挤密桩先施工，受力桩后施工，挤密桩主要起消除湿陷性的目的，可认为是受力桩的桩间土，故其本质也属于单一桩型复合地基的范畴。

当地基土中有两个较好的持力层，可以采用长短桩复合地基分别利用这两个持力层，又或者采用单一桩型复合地基沉降有较大富余时，可采用长短桩复合地基设计。复合地基上部采用长短桩共同作用提高承载力，下部用长桩来减小沉降。对于这一类多桩型复合地基而言，也即长短桩复合地基，从设计思路上讲，比单一桩型复合地基更加合理，通过设置不同桩长和型式的桩体，对地基土不同深度位置进行加固，合理控制复合地基的承载力和沉降。但由此带来的弊端就是设计参数过多，以及如何合理选取计算参数等问题，设计难度较单一桩型复合地基大。

长短桩复合地基设计通常是假设桩长、桩径等基本信息，然后进行沉降和承载力验算，通过即设计完成，未通过，反复调整参数重新设计。不难看出，这种方法盲目性较大，针对性不强，无法充分发挥复合地基承载及控制沉降的能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种长短桩复合地基设计方法及装置，解决现有长短桩复合地基设计方法盲目性大，针对性不强，无法充分发挥复合地基承载及控制沉降的能力的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种长短桩复合地基设计方法，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；