复合地基是现阶段各类建筑工程重要地基结构，与传统地基相比，复合地基能够借助过褥垫层调节作用，增强桩间土承载力，保障地基结构的稳定性。为进一步验证符合地基结构的应用优势，还需要设计出关于地基结构的静载荷试验系统，明确复合地基受力环节桩土的荷载分配量以及桩土应力比，为切实优化复合地基结构体系，增强复合地基结构建设综合效益中发挥出重要作用。
1、单桩复合地基静荷载试验研究现状
在当前建设工程实施过程中，由于施工现场环境地质条件较为复杂，部分地区结构需要在应用前进行前期处理。复合地基主要就是对部分软弱土体进行增强或者置换，具体可包括增强体及周围地基土。复合地基结构能够充分利用桩间土与桩的共同作用，具有工程造价较低，应用范围广等优势。在复合地基设计环节，地基基础与单桩、桩间土之间需要通过散体颗粒状材料组成褥垫层，借助褥垫层的调节作用增强桩间土承载力，使单桩结构能够共同承担荷载，从而缩减施工流程。
但在复合地基实际施工环节仍然存在较多问题亟待解决。具体来说，复合地基计算过程中需要收集单桩竖向承载力特征值、处理后桩间土承载力特征值。由于涉及到的数值多为经验值或天然地基承载力特征值，因此在计算复合地基承载力期间的结果误差性较大。
复合地基装顶的平均应力值与中间土平均应力比值构成桩土应力比，是复合地基施工期间重要参数，能够切实反映出桩体结构与土体结构的强度。现有工程测试工作难以获得精准的装土应力比值，实际设计计算环节只能够遵照现行建筑地基处理技术规范进行估计。
在复合地基测试过程中，复合地基承载力测试工作通常需要使用刚性压板方式，将桩顶面与桩间土整合成同一平面，在平面上铺设50~150毫m厚的砂垫层，借助刚性压板压到桩与桩间土测试复合地基承载力。但在具体施工过程中，现有试验方式获得的工程性能与工程受力工况不符，仍需要对复合地基展开静荷载的深入试验研究。
2、单桩复合地基静荷载试验系统设计
2.1试验目标
在单桩复合地基静荷载试验过程中，需要分析褥垫层调节作用、切实反映出桩间土共同工作性状。
2.2试验方案
结合现有复合地基模型结构，在桩体上部设有中心承压板，桩间土上部设置环形承压板。刚性承压板应放置在环形承压板上部，共同组成褥垫层等效传递元件。在中心承压板、环形承压板上部设置应力传感装置以及位移传感装置。
2.3试验流程
具体试验开展过程中，可以将整块刚性承压板改成小圆形板以及环形板。中间褥垫层等效传递元件传力。在施压过程中的桩土结构受力变形，需要借助传感器测量桩土受力值。
借助单桩复合地基静载试验系统，可以同时测出桩土共同作用下的总体受力变形值，体现出褥垫层作用，切实保障桩土复合体的整体工作性能。
3、单桩复合地基静荷载试验系统实际应用
本文以某建筑工程为例，该建筑工程总高度为20m，地上6层、地下一层。工程主要使用水泥搅拌桩处理地基，桩长为10m，桩间距为1000毫m，采用正三角形布置。复合地基承载力大于135kPa，桩体结构的强度不得小于2.0 MPa。施工场地属于非湿陷性黄土，地下水位高度为96.22~97.10m。
3.1试验系统制作
在单桩复合地基上部设置加载装置完成堆载试验。通过开展相关计算工作发现，一根桩承担的处理面积约为0.866平方m，最大核载量为259.8kN。试验期间应当借助堆在平台展开试验工作，堆载平台由型钢拼装。具体堆在期间需要配合使用混凝土预制块，堆载量不得小于设计的最大加荷载量1.2倍。加载设备包括主梁、千斤油泵等系统。加载期间的千斤顶需要顶起主梁，随后由堆在平台承受反力。
单桩复合地基试验系统使用了600kN的传感器以及应变力综合测试仪测量桩体的受力值。利用8个百分表分别测量桩体、桩间土以及复合地基沉降量。褥垫层需要使用与设计要求相符的匹配碎石，具体厚度为30厘m。
3.2试验结果分析
首先分析荷载量以及沉降值。借助常规方式测量单桩复合地基结构的荷载量与沉降值只能够绘制一条关系线，分析复合地基结构应力及沉降值的关系。而通过使用设计出的试验系统，能够同时绘制出三条曲线，对各因数的关系进行充分分析。具体来说，通过测量负荷量及沉降量能够判断等效褥垫层变形情况，展现出褥垫层在荷载作用下对桩土的协调作用，切实反映出复活地基的实际工作状态。借助试验手段，还能够获得更为精准的复合地基承载力特征值以及单桩竖向抗压承载力特征值、桩尖土承载力特征值，为后续复合地基结构的设计与施工方案编制提供重要理论依据。
通过试验结果表明，单桩与单桩之间的土体刚性不同，后续施工期间的变形量也存在一定差距，桩间土的变形量通常会大于桩体结构的变形值。在试验环节中的复合地基变形主要包括褥垫层变形，因此具体数值会比常规试验的沉降值更大。试验结构能够真实反映出单桩符合地基在实际施工期间的受力形式，因此试验结构的全面性与精准度更为显著。
其次，分别单桩负荷地基中的桩土受力分配情况。在复合地基加载过程中，如果低级压力小于150kPa，复合地基、桩体结构以及桩间土的分配比例基本相同，桩分单比例为30%、桩间土的比例为70%。在复合地基加载大于200kPa的情况下，桩体结构分担的比例较小，桩间土需要承受住更大的荷载力，与复合地基基本运行情况相符。
最后，分析桩土应力比值。借助传感器设备能够统一测量出桩体、桩间土、复合地基结构的荷载与沉降值，并根据测量结果总结出复合地基结构的压力分配情。通过具体试验发现，复合地基压力小于50kPa的情况下，复合地基、桩体与桩间土基本承受的压力值相同。在复合地基承载压力值大于200kPa的情况下，轴体压力值进一步增大，桩间土的压力减小。复合地基的压力与加载值成正比关系，桩间土的应力需要大于复合地基以及桩间土压值，确保桩体结构能够充分发挥出应有作用，及时发现存在于单桩地基施工期间的各类问题，对实际施工方案以及施工流程进行切实优化。
总结：总而言之，通过设计单桩复合地基静载和试验系统，能够有效测量出桩体、装桩间土以及复合地基的载荷沉降关系。在桩体、桩间土以及复合地基加载过程中，应当着重测量桩土应力比，切实保障测量结果的全面性与精准度。在试验中发现，水泥土搅拌桩复合地基的桩土应力比值在1.2~1.4以内，低于规范推荐的1.5~4。试验装置具备多参数检验功能，能够对后续单桩复合地基施工期间的垫层结构力学性能展开进一步分析。
参考文献：
[1]李兴兵,李辉,吉锋,强成仓,邱成春.EHP桩复合地基承载特性现场载荷试验研究[J].土工基础,2020,34(06):721-724.
[2]王石高,丁励.岩溶地区复合地基设计与探讨[J].工程建设,2020,52(12):34-41.
[3]董宏波,钱宏春.钉形水泥搅拌桩单桩承载性状试验研究[J].建筑技术,2020,51(11):1334-1337.
[4]张治庆,郑明刚.地基处理中素砼桩的应用及对检测结果的判定与处理[J].建筑技艺,2019(S1):180-181.
[5]杨伟峰.高压旋喷桩复合地基在高层住宅中的应用[J].福建建材,2019(03):60-62.
