0· 引言
在建筑施工中，按土石坚硬程度、施工开挖的难易将土石划分为各种类型，如：松软土、坚土、砂砾坚土、软石、冻土等类型，在中国南方地区，建筑施工地用地的土壤类型多为松软土，松软土中，分为：砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭）等，其中砂土最为常见，砂土的坚实系数0.5~0.6，密度为600~1500kg/m3，对与砂土而言，粒径大于2 mm的颗粒质量不超过总质量的50%，在中国南方地区，大量的高层建筑需要建设在砂土地基上，砂土地基由于土质松软，沉降难于控制和预测，导致施工难度加大，特别是随着近年来高层和超高层建筑的增多，对砂土地基的作用荷载增大，给砂土桩基的施工带来的极大的挑战和难度。大型基础层状砂土中进行桩基混凝土施工中，因为基坑降水影响，基底压应力施工加载期间，基底最大荷载作用点产生沉降，基础内钢筋应力呈现交变状态，给大型基础建筑物的安全使用带来较大隐患[1,2]。因此研究层状砂土中进行桩基混凝土施工技术的改进具有重要意义，而受到了广大学者和建筑施工人员的关注[3]。本文提出一种采用基底应力附加固结法的层状砂土桩基混凝土施工技术，进行了模型设计和试验分析，得到了有效结论，通过施工现场测试证明了方法的优越性能。准确计算和描述大型基础层状地基土的静力变形，得到的施工方案有效避免了基底最大荷载作用点产生沉降[4-6]。
1 ·层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析
本文研究层状砂土基桩混凝土的施工技术，首先需要分析层状砂土的地质条件，为进行层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析提供模型基础，层状砂土的组成主要为粘土、砾砂、淤泥质土夹层、圆砾和卵石组成。其物理力学指标包括：天然含水量ω =38.9%，塑性指数Ip =15 ，塑限Wp =22%，渗透系数Kw =1.31×10-3cm/s，稳定水位在面下8.5 m 左右，基础埋置深度为10.50 m。本文分析层状砂土桩基混凝土模型采用柔性边界刚性墙，模型相似比尺为1∶200，原型的土层厚18.0 m，由于层状砂土的圆形颗粒球体在一定的粒径范围之内能反应砂土中构建地基混凝土结构模型的各个力学性质，给出砂土颗粒细观模型下的颗粒流离散元计算模型及孔隙率测量圆的布设位置如图1所示。
结合图1中给出的层状砂土颗粒流离散元计算模型，进而给出砂土颗粒细观参数见表1。
在工程实践中，建筑物高层部分采用平板式筏形基础，得到层状砂土的基桩基础埋置深度为13.50 m，层状砂土地基中往往含有软弱夹层，浅层土产生的竖向变形量占层状地基总沉降量的比重较大，而沉降计算经验系数只是在有限经验情形下得到的，因此严重制约了施工和建筑安全。对此，需要进行层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析，据地基土体孔隙率n 的变化来衡量动力夯实效果，得到图1所示的单位面积测量圆中第1个夯实的位置为p0(x0，y0) ，第2个基桩夯实点的位置为p1(x0，y0) ，采用基底应力附件固结法计算孔隙率方法与土力学中孔隙率，计算式为：
其中：h — 层状砂土基桩混凝土承载力特征值；Ga — 变形模量关联度；a — 层状砂土渗透加权系数；L — 天然重度标准值；X — 内摩擦角标准值；Y —地基附加应力。
由上得到层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析，以此为指导进行地基夯实处理，提高基底应力的固结性能，由此得到了层状砂土地基颗粒离散元计算和夯实模型示意图如图2所示。
随着施工前层状砂土的有效附加应力在地基内同时沿水平和竖直方向进行叠加，引起较大的地面沉降和不均匀沉降，场地外加荷载差异明显，需要采用本文提出的基底应力附加固结法加快软弱地基的排水固结。
2· 基底应力附加固结法层状砂土桩基混凝土施工试验与分析
在上述进行层状砂体地质与最大荷载作用点产生沉降应力分析和层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析的基础上，通过构建的模型结构，进行采用基底应力附加固结法的层状砂土桩基混凝土施工试验与结果分析。
试验中，以本地的大型土建公司龙湖地产的施工场地进行实地施工测试，场地具有代表性的区域，进行施工实现和性能测试，在完成吹砂填淤处理后对试验3区、4区、5区施工排水板。采用本文设计的基底应力附加固结法得到作用在砂土桩基混凝土施工基底沉降的不同时刻模型的接触应力场分布图如图3 所示。在0.5 s 时刻，土体上部各处的接触应力较下部稍大，砂土颗粒逐渐趋于密实，土体内部的接触应力逐渐增大。为定量分析本文构建的施工技术的性能，得到基底应力监测结果如图4所示，层状砂土桩基沉降深度位移曲线如图5所示，分析可见，采用本文设计的施工方案，能使得基底应力消散时间约为5~7 d，能有效满足基底的排水固结处理时间，从而使得各层土的水平位移基本维持在50 mm以内，避免的水平位移和基桩沉降。承压能力测试显示，地基承载力特征值可达160 kPa，满足设计要求的120 kPa。
综上试验分析，通过施工现场测试证明了本文方法的优越性能，该施工方法能准确计算和描述大型基础层状地基土的静力变形，避免基础内钢筋应力呈现交变状态，得到的施工方案有效避免了基底最大荷载作用点产生沉降，提高建筑安全性能。
3 ·结论
本文设计一种采用基底应力附加固结法的层状砂土桩基混凝土施工技术，进行层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析，以此为指导进行地基夯实处理，提高基底应力的固结性能，通过对层状砂土基桩混凝土最大荷载作用点产生沉降应力分析，得到层状砂土基桩混凝土最大荷载作用点的应力响应结果，设计出基地应力固结法的砂土基桩混凝土施工技术和试验方案。结果表明，本施工技术能使得基底应力消散时间约为5~7 d，能有效满足基底的排水固结处理时间，从而使得各层土的水平位移基本维持在50 mm以内，避免的水平位移和基桩沉降。承压能力测试显示，地基承载力特征值可达160 kPa，满足设计要求的120 kPa，提高承压能力，有效避免了基底最大荷载作用点产生沉降，提高建筑安全性能。
在建筑施工中，按土石坚硬程度、施工开挖的难易将土石划分为各种类型，如：松软土、坚土、砂砾坚土、软石、冻土等类型，在中国南方地区，建筑施工地用地的土壤类型多为松软土，松软土中，分为：砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭）等，其中砂土最为常见，砂土的坚实系数0.5~0.6，密度为600~1500kg/m3，对与砂土而言，粒径大于2 mm的颗粒质量不超过总质量的50%，在中国南方地区，大量的高层建筑需要建设在砂土地基上，砂土地基由于土质松软，沉降难于控制和预测，导致施工难度加大，特别是随着近年来高层和超高层建筑的增多，对砂土地基的作用荷载增大，给砂土桩基的施工带来的极大的挑战和难度。大型基础层状砂土中进行桩基混凝土施工中，因为基坑降水影响，基底压应力施工加载期间，基底最大荷载作用点产生沉降，基础内钢筋应力呈现交变状态，给大型基础建筑物的安全使用带来较大隐患[1,2]。因此研究层状砂土中进行桩基混凝土施工技术的改进具有重要意义，而受到了广大学者和建筑施工人员的关注[3]。本文提出一种采用基底应力附加固结法的层状砂土桩基混凝土施工技术，进行了模型设计和试验分析，得到了有效结论，通过施工现场测试证明了方法的优越性能。准确计算和描述大型基础层状地基土的静力变形，得到的施工方案有效避免了基底最大荷载作用点产生沉降[4-6]。
1 ·层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析
本文研究层状砂土基桩混凝土的施工技术，首先需要分析层状砂土的地质条件，为进行层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析提供模型基础，层状砂土的组成主要为粘土、砾砂、淤泥质土夹层、圆砾和卵石组成。其物理力学指标包括：天然含水量ω =38.9%，塑性指数Ip =15 ，塑限Wp =22%，渗透系数Kw =1.31×10-3cm/s，稳定水位在面下8.5 m 左右，基础埋置深度为10.50 m。本文分析层状砂土桩基混凝土模型采用柔性边界刚性墙，模型相似比尺为1∶200，原型的土层厚18.0 m，由于层状砂土的圆形颗粒球体在一定的粒径范围之内能反应砂土中构建地基混凝土结构模型的各个力学性质，给出砂土颗粒细观模型下的颗粒流离散元计算模型及孔隙率测量圆的布设位置如图1所示。
结合图1中给出的层状砂土颗粒流离散元计算模型，进而给出砂土颗粒细观参数见表1。
在工程实践中，建筑物高层部分采用平板式筏形基础，得到层状砂土的基桩基础埋置深度为13.50 m，层状砂土地基中往往含有软弱夹层，浅层土产生的竖向变形量占层状地基总沉降量的比重较大，而沉降计算经验系数只是在有限经验情形下得到的，因此严重制约了施工和建筑安全。对此，需要进行层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析，据地基土体孔隙率n 的变化来衡量动力夯实效果，得到图1所示的单位面积测量圆中第1个夯实的位置为p0(x0，y0) ，第2个基桩夯实点的位置为p1(x0，y0) ，采用基底应力附件固结法计算孔隙率方法与土力学中孔隙率，计算式为：
其中：h — 层状砂土基桩混凝土承载力特征值；Ga — 变形模量关联度；a — 层状砂土渗透加权系数；L — 天然重度标准值；X — 内摩擦角标准值；Y —地基附加应力。
由上得到层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析，以此为指导进行地基夯实处理，提高基底应力的固结性能，由此得到了层状砂土地基颗粒离散元计算和夯实模型示意图如图2所示。
随着施工前层状砂土的有效附加应力在地基内同时沿水平和竖直方向进行叠加，引起较大的地面沉降和不均匀沉降，场地外加荷载差异明显，需要采用本文提出的基底应力附加固结法加快软弱地基的排水固结。
2· 基底应力附加固结法层状砂土桩基混凝土施工试验与分析
在上述进行层状砂体地质与最大荷载作用点产生沉降应力分析和层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析的基础上，通过构建的模型结构，进行采用基底应力附加固结法的层状砂土桩基混凝土施工试验与结果分析。
试验中，以本地的大型土建公司龙湖地产的施工场地进行实地施工测试，场地具有代表性的区域，进行施工实现和性能测试，在完成吹砂填淤处理后对试验3区、4区、5区施工排水板。采用本文设计的基底应力附加固结法得到作用在砂土桩基混凝土施工基底沉降的不同时刻模型的接触应力场分布图如图3 所示。在0.5 s 时刻，土体上部各处的接触应力较下部稍大，砂土颗粒逐渐趋于密实，土体内部的接触应力逐渐增大。为定量分析本文构建的施工技术的性能，得到基底应力监测结果如图4所示，层状砂土桩基沉降深度位移曲线如图5所示，分析可见，采用本文设计的施工方案，能使得基底应力消散时间约为5~7 d，能有效满足基底的排水固结处理时间，从而使得各层土的水平位移基本维持在50 mm以内，避免的水平位移和基桩沉降。承压能力测试显示，地基承载力特征值可达160 kPa，满足设计要求的120 kPa。
综上试验分析，通过施工现场测试证明了本文方法的优越性能，该施工方法能准确计算和描述大型基础层状地基土的静力变形，避免基础内钢筋应力呈现交变状态，得到的施工方案有效避免了基底最大荷载作用点产生沉降，提高建筑安全性能。
3 ·结论
本文设计一种采用基底应力附加固结法的层状砂土桩基混凝土施工技术，进行层状砂土桩基混凝土动力夯实数值分析，以此为指导进行地基夯实处理，提高基底应力的固结性能，通过对层状砂土基桩混凝土最大荷载作用点产生沉降应力分析，得到层状砂土基桩混凝土最大荷载作用点的应力响应结果，设计出基地应力固结法的砂土基桩混凝土施工技术和试验方案。结果表明，本施工技术能使得基底应力消散时间约为5~7 d，能有效满足基底的排水固结处理时间，从而使得各层土的水平位移基本维持在50 mm以内，避免的水平位移和基桩沉降。承压能力测试显示，地基承载力特征值可达160 kPa，满足设计要求的120 kPa，提高承压能力，有效避免了基底最大荷载作用点产生沉降，提高建筑安全性能。