第三篇復(fù)合地基處理方法均質(zhì)地基處理方法復(fù)合地基處理方法軟土按人工地基類型均質(zhì)加固部分第六章復(fù)合地基基本理論一、復(fù)合地基的定義與分類1.定義天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體（天然地基土體）和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。2.復(fù)合地基的分類復(fù)合地基水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基加筋土地基樁體復(fù)合地基樁體復(fù)合地基散體材料樁復(fù)合地基粘結(jié)材料樁復(fù)合地基碎石樁砂樁礦渣樁特點(diǎn)：樁身材料無(wú)粘聚力，單獨(dú)不能成樁，需依靠周圍土體的圍箍作用才能形成樁體。（1）按增強(qiáng)體方向和材料性質(zhì)分類粘結(jié)材料樁柔性樁（半）剛性樁土樁灰土樁石灰樁水泥土攪拌樁粉體噴射攪拌樁旋噴樁CFG樁樹根樁特點(diǎn)：樁體有較強(qiáng)粘聚力，但模量和剛度遠(yuǎn)比混凝土小，在大荷載作用下會(huì)變形過(guò)量甚至斷樁。剛度較一般柔性樁大，但明顯小于一般混凝土樁復(fù)合地基常用的形式水平向增強(qiáng)復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基斜向增強(qiáng)復(fù)合地基長(zhǎng)短樁復(fù)合地基（2）按基礎(chǔ)剛度和墊層分類剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基無(wú)墊層有墊層（柔性）有墊層（剛性）無(wú)墊層剛性基礎(chǔ)與柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基承載性狀不同：柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基的樁土荷載分擔(dān)比要比剛性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基小，而其沉降要比剛性基礎(chǔ)大。二、復(fù)合地基特點(diǎn)及形成條件1.復(fù)合地基特點(diǎn)（1）加固區(qū)是由基體和增強(qiáng)體兩部分組成，是非均質(zhì)、各向異性的。

——區(qū)別于均質(zhì)地基。（2）在荷載作用下，基體和增強(qiáng)體共同直接承擔(dān)荷載的作用?！獏^(qū)別于樁基礎(chǔ)。2.復(fù)合地基的形成條件形成條件：在荷載作用下，增強(qiáng)體與天然地基土體通過(guò)變形協(xié)調(diào)共同承擔(dān)荷載作用。剛性基礎(chǔ)EpEs1可壓縮層Es2

Ep>Es1Ep>Es2結(jié)論：復(fù)合地基剛性基礎(chǔ)EpEs1不可壓縮層Ep>Es1分析結(jié)果：難以形成復(fù)合地基。墊層Es2EpEs1不可壓縮層剛性基礎(chǔ)Ep>Es1Ep>Es2結(jié)論：復(fù)合地基剛性基礎(chǔ)EpEs1相對(duì)好土層Es2

最軟弱土層Ep>Es1Es2>Es1根據(jù)Ep、Es1、Es2之間的大小關(guān)系分析判斷復(fù)合地基的組成：天然地基土樁體砂石墊層墊層是保證形成復(fù)合地基的措施，但不是必要條件。（一））作用用機(jī)理理1.擠密作作用砂樁、、土樁樁、石石灰樁樁、碎碎石樁樁等在在施工工過(guò)程程中，，由于于振動(dòng)動(dòng)、擠擠壓、、排土土等原原因，，可對(duì)對(duì)樁間間土起起到一一定的的密實(shí)實(shí)作用用。石石灰樁樁具有有吸水水、發(fā)發(fā)熱和和膨脹脹特性性，對(duì)對(duì)樁間間土同同樣起起到擠擠密作作用。。2.加速固固結(jié)作作用碎石樁樁、砂砂樁具具有良良好的的透水水性，，可以以加速速地基基的固固結(jié)，，水泥泥土類類和混混凝土土類樁樁在一一定程程度上上也可可以加加速地地基固固結(jié)。。3.置換作作用三、復(fù)復(fù)合地地基作作用機(jī)機(jī)理與與破壞壞模式式4.墊層和和加筋筋作用用墊層作作用主主要是是指在在較厚厚的軟軟弱土土層中中，樁樁體沒(méi)沒(méi)有打打穿該該軟弱弱土層層，這這樣，，整個(gè)個(gè)復(fù)合合地基基對(duì)于于沒(méi)有有加固固的下下臥層層起到到墊層層的作作用，，經(jīng)墊墊層的的擴(kuò)散散作用用將建建筑物物傳到到地基基上的的附加加應(yīng)力力減小小，作作用于于下臥臥層的的附加加應(yīng)力力趨于于均勻勻，從從而使使下臥臥層的的附加加應(yīng)力力在允允許范范圍之之內(nèi)，，這樣樣就提提高了了地基基的整整體抵抵抗力力，減減少了了沉降降。加筋作作用主主要是是指厚厚度不不大的的軟弱弱土層層，樁樁體可可穿過(guò)過(guò)整個(gè)個(gè)軟弱弱土層層達(dá)到到其下下的硬硬層上上面．．此時(shí)時(shí)，樁樁體在在外荷荷載的的作用用下就就會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生一一定的的應(yīng)力力集中中現(xiàn)象象，從從而使使樁間間土承承擔(dān)的的壓力力相應(yīng)應(yīng)減小小，其其結(jié)果果與天天然地地基相相比，，復(fù)合合地基基的承承載力力會(huì)提提高，，壓縮縮量會(huì)會(huì)減小小，穩(wěn)穩(wěn)定性性會(huì)得得到加加強(qiáng)，，沉降降速率率會(huì)加加快，，還可用用來(lái)改改善土土體的的抗剪剪強(qiáng)度度，加加固后后的復(fù)復(fù)合樁樁土層層將可可以改改善土土坡的的穩(wěn)定定性，，這種種加固固作用用即通通常所所說(shuō)的的加筋筋作用用。（二））復(fù)合合地基基破壞壞模式式破壞過(guò)過(guò)程：：（1）樁間間土首首先破破壞引引起復(fù)復(fù)合地地基全全面破破壞；；（2）樁體體首先先破壞壞引起起復(fù)合合地基基全面面破壞壞；（3）樁體體與樁樁間土土同時(shí)時(shí)發(fā)生生破壞壞。1.復(fù)合地地基置置換率率（m）：樁體橫截面積（Ap）與該樁體所承擔(dān)的的加固面積（A）的比值，m=Ap/A。2.布樁形式與面積置置換率的關(guān)系正方形布置：等邊三角形布置：網(wǎng)格狀布置：四、復(fù)合地基的常常用概念（一）面積置換率率（二）樁土應(yīng)力比比1．樁土應(yīng)力比（n）：在某一荷載作用下下，單位面積上樁樁體和土體所受豎豎向平均應(yīng)力之比比。2．影響樁土應(yīng)力比比的因素（1）荷載水平；（2）復(fù)合地基面積置換換率：m增大，n減小。鋼或鋼筋砼樁CFG樁水泥攪拌樁（含水泥5%～12%）石灰樁碎石樁>5020～503～122.5～51.3～4.4（3）樁土模量比：樁土模量比增大，，樁土應(yīng)力比近于于線性增長(zhǎng)。（4）原地基土強(qiáng)度：：原地基土強(qiáng)度越高高，n越?。辉鼗翉?qiáng)強(qiáng)度低，n越大；（5）樁長(zhǎng)：樁土應(yīng)力比n，隨樁長(zhǎng)增大而增增大，但達(dá)到臨界界值Lc后，n值幾乎不再增大；；（6）時(shí)間：n隨時(shí)間的延續(xù)逐漸漸增大，這是由于于樁間土的固結(jié)和和蠕變使荷載向樁樁體集中。樁土荷載分擔(dān)比：：樁、土分擔(dān)荷載的的比例。式中Pp——樁承擔(dān)的荷載；Ps——樁間土承擔(dān)的荷載載；P——總荷載。（三）樁土荷載分分擔(dān)比樁土荷載分擔(dān)比和和樁土應(yīng)力比的關(guān)關(guān)系：（1）已知樁土荷載分分擔(dān)比（2）已知樁土應(yīng)力比比（四）復(fù)合模量定義：復(fù)合模量表征復(fù)合合土體抵抗變形的的能力，數(shù)值上等等于某一應(yīng)力水平平時(shí)復(fù)合地基應(yīng)力力與復(fù)合地基相對(duì)對(duì)變形之比。式中Ep——樁體壓縮模量；Es——樁間土壓縮模量；；Esp——復(fù)合模量；n——樁土應(yīng)力比；m——置換率?；?qū)嶋H工程中，樁的的模量直接測(cè)定比比較困難。實(shí)用中中可通過(guò)假定樁土土模量比等于樁土土應(yīng)力比，或者采采用復(fù)合地基承載載力的提高系數(shù)計(jì)計(jì)算復(fù)合模量。（1）樁土應(yīng)力比等于于樁土模量比式中Es′——加固后樁間土模量量。（α——樁間土承載力提高高系數(shù)）則（2）按承載力提高系系數(shù)計(jì)算式中ζ——承載力提高系數(shù)由：得從而五、豎向增強(qiáng)體復(fù)復(fù)合地基承載力（一）復(fù)合地基承承載力由靜載荷試試驗(yàn)確定荷載試驗(yàn)的操作與與天然地基時(shí)相同同。當(dāng)實(shí)際基礎(chǔ)埋埋深與和壓板差別別大時(shí)，應(yīng)作寬、、深度修正。（二）經(jīng)驗(yàn)公式估估算法豎向增強(qiáng)體復(fù)合地地基承載力計(jì)算通通常有兩種思路：：（1）先分別確定樁體體的承載力和樁間間土承載力，根據(jù)據(jù)一定的原則疊加加這兩部分承載力力得到復(fù)合地基的的承載力；（2）把樁體和樁間土土組成的復(fù)合地基基作為整體來(lái)考慮慮，通過(guò)地基滑弧弧穩(wěn)定分析法確定定復(fù)合地基極限承承載力。式中ppf——單樁極限承載力；；psf——天然地基承載力；；K1——反映復(fù)合地基中樁樁體實(shí)際極限承載載力與單樁極限承承載力不同的修正正系數(shù)，一般大于1.0；K2——反映復(fù)合地基中樁樁間土實(shí)際承載力力與天然地基極限限承載力不同的修修正系數(shù)，根據(jù)具體體工程情況確定，，可能大于1.0，也可能小于1.0；λ1——復(fù)合地基破壞時(shí)，，樁體發(fā)揮其極限限強(qiáng)度的比例。若若樁體先達(dá)到極限限強(qiáng)度繼而引起復(fù)合合地基破壞，則為為1.0，若樁間土比樁體體先達(dá)到極限強(qiáng)度，則小于1.0；λ2——復(fù)合地基破壞時(shí)，，樁間土發(fā)揮其極極限強(qiáng)度的比例。。一般情況下，復(fù)復(fù)合地基中往往樁體體先達(dá)到極限強(qiáng)度度，其值通常在0.4～1.0之間；m——復(fù)合地基面積置換換率。1．采用單樁及樁間間土承載力計(jì)算樁間土樁體式中fspk——復(fù)合地基的承載力力特征值；fpk——樁體的豎向承載力力特征值；fsk——樁間土加固后承載載力特征值；β——樁間土承載力折減減系數(shù)。若能有效確定復(fù)合合地基中樁體和樁樁間土的實(shí)際承載載力，而且破壞模模式是樁體先破壞壞繼而引起復(fù)合地地基全面破壞，則則可采用下式計(jì)算算：石灰樁振沖樁夯實(shí)水泥土樁水泥土攪拌樁高壓噴射注漿法CFG樁1.05～1.210.9～10.1～0.4（樁端土好）0.5～0.9（樁端土差）0.5～0.9（摩擦樁）0.0～0.5（端承樁）0.75～0.95樁間土承載力折減減系數(shù)（1）樁體承載力特征征值的確定a．對(duì)粘結(jié)材料樁復(fù)復(fù)合地基，樁體承承載力特征值可采采用類似摩擦樁承承載力特征值以及及根據(jù)樁身材料強(qiáng)強(qiáng)度分別計(jì)算，取取小值。式中α——樁端天然地基土的的承載力折減系數(shù)數(shù)，不同的樁取值不同；li——按土層劃分的各段段樁長(zhǎng)，對(duì)柔性樁樁，樁長(zhǎng)大于臨界界樁長(zhǎng)時(shí)，計(jì)算樁長(zhǎng)長(zhǎng)取臨界樁長(zhǎng)值；；η——樁身強(qiáng)度折減系數(shù)數(shù)，0.2～0.33。（2）對(duì)散體材料樁復(fù)復(fù)合地基，樁體極極限承載力主要取取決于樁側(cè)土體所所能提供的最大側(cè)側(cè)限力。式中Kp——樁體材料的被動(dòng)土土壓力系數(shù)；σru——樁間土能提供的側(cè)側(cè)向極限應(yīng)力。計(jì)算樁側(cè)土體所能能提供的最大側(cè)限限力常用如下方法法：Brauns（1978年）計(jì)算式、圓筒筒形孔擴(kuò)張理論、、Hughes和Withers（1974）計(jì)算式、WongH.Y.（1975）計(jì)算式、被動(dòng)動(dòng)土壓力法等。復(fù)合地基承載力匯匯總α可取0.4～0.6；β=0.1～0.9；η=0.20～0.30（干法），η=0.25～0.33（濕法）fspk=m·Ra/Ap+β·(1-m)fsk

水泥土攪拌法β=0～0.5；η=0.33高壓噴射注漿法β=0.9～1.0；η=0.20～0.30（干法）η=0.25～0.33（濕法）夯實(shí)水泥土樁法β=0.75～0.95；η=0.33fspk=m·Ra/Ap+β·(1-m)fskCFG樁法柔性樁和剛性樁柱錘沖擴(kuò)樁法砂石樁法樁土應(yīng)力比n，在無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可取2～4，原土強(qiáng)度低取大值，原土強(qiáng)度高取小值。振沖法散體材料樁名稱樁型備注

初步設(shè)計(jì)時(shí)承載力估算公式地基處理方法

2．將樁體和樁間土土組成的復(fù)合地基基作為整體考慮，，常用穩(wěn)定分析法法計(jì)算。圓弧分析法中，假假設(shè)的滑弧常經(jīng)過(guò)過(guò)加固區(qū)和未加固固區(qū)。地基的強(qiáng)度度應(yīng)分區(qū)計(jì)算。未加固區(qū)采用天然然土體強(qiáng)度指標(biāo)，，加固區(qū)采用復(fù)合合土體綜合強(qiáng)度指指標(biāo)，