第章 复合地基处理方法

第三篇复合地基处理方法均质地基处理方法复合地基处理方法软土按人工地基类型均质加固部分第六章复合地基基本理论一、复合地基的定义与分类1.定义

天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。2.复合地基的分类复合地基水平向增强体复合地基竖向增强体复合地基加筋土地基桩体复合地基桩体复合地基散体材料桩复合地基粘结材料桩复合地基碎石桩砂桩矿渣桩特点：桩身材料无粘聚力，单独不能成桩，需依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。（1）按增强体方向和材料性质分类粘结材料桩柔性桩（半）刚性桩土桩灰土桩石灰桩水泥土搅拌桩粉体喷射搅拌桩旋喷桩CFG桩树根桩特点：桩体有较强粘聚力，但模量和刚度远比混凝土小，在大荷载作用下会变形过量甚至断桩。刚度较一般柔性桩大，但明显小于一般混凝土桩复合地基常用的形式水平向增强复合地基竖直向增强复合地基斜向增强复合地基长短桩复合地基（2）按基础刚度和垫层分类刚性基础下复合地基柔性基础下复合地基无垫层有垫层（柔性）有垫层（刚性）无垫层

刚性基础与柔性基础下复合地基承载性状不同：柔性基础下复合地基的桩土荷载分担比要比刚性基础下的复合地基小，而其沉降要比刚性基础大。二、复合地基特点及形成条件1.复合地基特点

（1）加固区是由基体和增强体两部分组成，是非均质、各向异性的。

——区别于均质地基。

（2）在荷载作用下，基体和增强体共同直接承担荷载的作用。

——区别于桩基础。2.复合地基的形成条件

形成条件：在荷载作用下，增强体与天然地基土体通过变形协调共同承担荷载作用。刚性基础EpEs1可压缩层Es2

Ep>Es1Ep>Es2结论：复合地基刚性基础EpEs1不可压缩层Ep>Es1分析结果：难以形成复合地基。垫层Es2EpEs1不可压缩层刚性基础Ep>Es1Ep>Es2结论：复合地基刚性基础EpEs1相对好土层Es2

最软弱土层Ep>Es1Es2>Es1根据Ep、Es1、Es2之间的大小关系分析判断复合地基的组成：天然地基土桩体砂石垫层垫层是保证形成复合地基的措施，但不是必要条件。（一）作用机理1.挤密作用

砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩等在施工过程中，由于振动、挤压、排土等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。石灰桩具有吸水、发热和膨胀特性，对桩间土同样起到挤密作用。

2.加速固结作用碎石桩、砂桩具有良好的透水性，可以加速地基的固结，水泥土类和混凝土类桩在一定程度上也可以加速地基固结。

3.置换作用三、复合地基作用机理与破坏模式4.垫层和加筋作用垫层作用主要是指在较厚的软弱土层中，桩体没有打穿该软弱土层，这样，整个复合地基对于没有加固的下卧层起到垫层的作用，经垫层的扩散作用将建筑物传到地基上的附加应力减小，作用于下卧层的附加应力趋于均匀，从而使下卧层的附加应力在允许范围之内，这样就提高了地基的整体抵抗力，减少了沉降。加筋作用主要是指厚度不大的软弱土层，桩体可穿过整个软弱土层达到其下的硬层上面．此时，桩体在外荷载的作用下就会产生一定的应力集中现象，从而使桩间土承担的压力相应减小，其结果与天然地基相比，复合地基的承载力会提高，压缩量会减小，稳定性会得到加强，沉降速率会加快，还可用来改善土体的抗剪强度，加固后的复合桩土层将可以改善土坡的稳定性，这种加固作用即通常所说的加筋作用。（二遵）复葵合地固基破舒坏模抱式破坏旷过程事：（1）桩锋间土推首先土破坏追引起刃复合烧地基课全面孕破坏咳；（2）桩剃体首叙先破紫坏引危起复赶合地籍基全留面破兔坏；（3）桩各体与撒桩间箭土同效时发沿生破阔坏。1.复合坦地基疑置换言率（m）：桩体昌横截浆面积神（Ap）与取该桩法体所眨承担践的加汇固面塑积（A）的弃比值齐，m=睁Ap/A。2.布桩她形式竭与面扔积置浸换率旁的关泥系正方形布置：等边三角形布置：网格状布置：四、症复合纤地基卡的常诉用概再念（一高）面疫积置假换率（二小）桩进土应联力比1．桩土雷应力颠比（n）：在某扭一荷车载作息用下另，单梳位面选积上债桩体仪和土杠体所昏受竖柜向平宿均应祸力之傅比。2．影拘响桩魔土应蠢力比串的因踩素（1）荷载龟水平毕；（2）复合镜地基窄面积婶置换否率：m增大偷，n减小撞。钢或钢筋砼桩CFG桩水泥搅拌桩（含水泥5%～12%）石灰桩碎石桩>5020～503～122.5～51.3～4.4（3）桩土庸模量净比：桩土葵模量广比增栗大，薪桩土祝应力烧比近傅于线陵性增障长。（4）原上地基锈土强毫度：原地扩基土胖强度槽越高找，n越小贵；原乔地基绝土强新度低店，n越大抗；（5）桩斥长：桩土应应力鼓比n，随警桩长损增大拌而增绕大，柄但达掩到临测界值Lc后，n值几上乎不多再增潮大；（6）时讲间：n随时穴间的僚延续暴逐渐唐增大争，这岁是由推于桩违间土押的固仓结和率蠕变冬使荷荒载向嫂桩体衡集中比。桩土扮荷载粉分担当比：桩、位土分敞担荷胃载的驾比例区。式中Pp——桩承净担的奏荷载届；Ps——桩间寺土承蛾担的蓄荷载押；P——总荷境载。（三款）桩浪土荷贪载分你担比桩土折荷载观分担叶比和物桩土牌应力危比的见关系梅：（1）已乡丰知桩炒土荷竟载分撞担比（2）已里知桩垮土应童力比（四销）复费合模膨量定义势：复合重模量切表征浇复合怜土体灰抵抗灿变形敌的能凳力，草数值盒上等请于某扛一应誉力水恩平时朵复合艘地基休应力处与复贷合地测基相丹对变稀形之扭比。式中Ep——桩体哨压缩理模量完；Es——桩间跑土压咏缩模混量；Esp——复合巴模量馆；n——桩土伍应力受比；m——置换道率。或实际店工程声中，宇桩的站模量丙直接但测定凤比较和困难启。实赚用中至可通寇过假谋定桩容土模渴量比膀等于竹桩土固应力父比，启或者红采用欠复合粘地基禽承载竞力的系提高善系数鸟计算持复合列模量蚕。（1）桩奸土应还力比膛等于病桩土弹模量版比式中Es′——加固抬后桩骄间土饺模量肚。（α——桩间秋土承薯载力午提高绕系数贫）则（2）按丈承载括力提堪高系拼数计纹算式中ζ—禽—承载代力提嫂高系助数由：得从而五、忌竖向灵增强揉体复蹄合地祖基承星载力（一捧）复师合地客基承监载力葛由静捏载荷村试验毁确定荷载天试验欲的操墙作与悔天然营地基榨时相遗同。眨当实馆际基概础埋枝深与抄和压腾板差络别大插时，当应作码宽、轰深度查修正貌。（二填）经织验公故式估哀算法竖向番增强孕体复轮合地累基承遭载力旦计算卧通常冠有两厕种思且路：（1）先旺分别发确定颠桩体幻玉的承魂载力惑和桩铺间土乖承载伸力，煮根据砍一定提的原误则叠挑加这信两部致分承辟载力答得到裳复合医地基拘的承翠载力块；（2）把氏桩体次和桩哲间土沈组成纷的复步合地为基作季为整判体来捞考虑令，通世过地遣基滑串弧稳汽定分杆析法研确定壳复合等地基滨极限释承载貌力。式中ppf——单桩疏极限窝承载泄力；psf——天然团地基友承载绞力；K1——反映悉复合奔地基晒中桩刘体实湾际极支限承某载力修与单拢桩极塑限承训载力飞不同钢的修狱正系数鹊，一阀般大改于1.渠0；K2——反映叹复合急地基喜中桩抹间土胳实际衬承载简力与旅天然画地基庸极限证承载均力不此同的止修正系流数，共根据装具体罪工程芬情况单确定宅，可销能大才于1.皱0，也腰可能覆小于1.萝0；λ1——复合培地基骑破坏售时，授桩体熊发挥溪其极梅限强降度的露比例参。若判桩体道先达违到极瞎限强度都继而纳引起纽奉复合宇地基扬破坏懒，则紧为1.絮0，若璃桩间取土比忽桩体武先达张到极限强巴度，垂则小饮于1.民0；λ2——复合货地基魄破坏匀时，恩桩间威土发模挥其墙极限口强度稼的比墨例。闯一般惰情况统下，仁复合地日基中热往往预桩体肚先达名到极我限强撤度，毙其值仿通常妙在0.穿4～1.呼0之间鼻；m——复合湾地基汉面积职置换要率。1．采巡寿用单漂桩及闷桩间煌土承疤载力心计算桩间县土桩体式中fsp发k——复合诱地基林的承彻载力要特征病值；fpk——桩体梦的竖坏向承耀载力旅特征垮值；fsk——桩间壶土加焦固后拢承载弦力特垄征值段；β——桩间霜土承迟载力弃折减遭系数扯。若能穴有效和确定河复合布地基墓中桩欣体和便桩间卸土的忽实际词承载探力，废而且圆破坏刘模式贸是桩宋体先乐破坏冻继而鱼引起找复合贝地基虏全面辈破坏金，则被可采辨用下忠式计木算：石灰桩振冲桩夯实水泥土桩水泥土搅拌桩高压喷射注浆法CFG桩1.05～1.210.9～10.1～0.4（桩端土好）0.5～0.9（桩端土差）0.5～0.9（摩擦桩）0.0～0.5（端承桩）0.75～0.95桩间袍土承翅载力肯折减士系数（1）桩脾体承魄载力鹊特征厘值的蔬确定a．对讲粘结渗材料宁桩复挨合地赢基，辅桩体仆承载津力特消征值筝可采枝用类醉似摩狡擦桩大承载熄力特延征值写以及提根据歪桩身烘材料间强度垫分别舌计算音，取挤小值迟。式中α——桩端巧天然闲地基西土的肃承载邪力折茫减系膛数，纠不同昏的桩考取值不场同；li——按土库层划爹分的执各段筋桩长役，对撕柔性堪桩，峰桩长收大于率临界桩长铜时，摔计算秋桩长酬取临夹界桩饭长值胜；η——桩身杠强度扔折减光系数嫩，0.政2～0.蓝33。（2）对揉散体砌材料闲桩复涨合地鉴基，仙桩体日极限券承载猜力主妈要取情决于睬桩侧该土体怀所能旬提供敏的最挪大侧塌限力之。式中Kp——桩体毒材料撇的被维动土怪压力敞系数竿；σru——桩间具土能冒提供寨的侧旁向极地限应鹊力。计算稿桩侧重土体旁所能络提供嚷的最济大侧挎限力宣常用城如下虾方法门：Br图au分ns（19滚78年）驾计算笛式、劳圆筒松形孔匠扩张惰理论惑、Hu致gh劈燕es和Wi防th精er茂s（19胁74）计径算式河、Wo斑ng奖H质.Y版.（19滨75）计蕉算式加、寸被动偏土压寨力法者等。复合们地基越承载百力汇针总α可取0.4～0.6；β=0.1～0.9；η=0.20～0.30（干法），η=0.25～0.33（湿法）fspk=m·Ra/Ap+β·(1-m)fsk

水泥土搅拌法β=0～0.5；η=0.33高压喷射注浆法β=0.9～1.0；η=0.20～0.30（干法）η=0.25～0.33（湿法）夯实水泥土桩法β=0.75～0.95；η=0.33fspk=m·Ra/Ap+β·(1-m)fskCFG桩法柔性桩和刚性桩柱锤冲扩桩法砂石桩法桩土应力比n，在无实测资料时，可取2～4，原土强度低取大值，原土强度高取小值。振冲法