第三篇篇復復合地地基處處理方方法均質地地基處處理方方法復合地地基處處理方方法軟土土按人工工地基基類型型均質加加固部部分第六章章復復合地地基基基本理理論一、復復合地地基的的定義義與分分類1.定義天然地地基在在地基基處理理過程程中部部分土土體得得到增增強，，或被被置換換，或或在天天然地地基中中設置置加筋筋材料料，加加固區區是由由基體體（天天然地地基土土體））和增增強體體兩部部分組組成的的人工工地基基。2.復合地地基的的分類類復合地基水平向向增強強體復復合地地基豎向增增強體體復合合地基基加筋土土地基基樁體復復合地地基樁體復復合地地基散體材材料樁樁復合合地基基粘結材材料樁樁復合合地基基碎石樁樁砂樁礦渣樁樁特點：：樁身身材料料無粘粘聚力力，單單獨不不能成成樁，，需依依靠周周圍土土體的的圍箍箍作用用才能能形成成樁體體。（1）按增增強體體方向向和材材料性性質分分類粘結材材料樁樁柔性樁樁（半））剛性性樁土樁灰土樁樁石灰樁樁水泥土土攪拌拌樁粉體噴噴射攪攪拌樁樁旋噴樁樁CFG樁樹根樁樁特點：：樁體體有較較強粘粘聚力力，但但模量量和剛剛度遠遠比混混凝土土小，，在大大荷載載作用用下會會變形形過量量甚至至斷樁樁。剛度較較一般般柔性性樁大大，但但明顯顯小于于一般般混凝凝土樁樁復合地地基常常用的的形式式水平向增強復合地基豎直向增強復合地基斜向增強復合地基長短樁復合地基（2）按基基礎剛剛度和和墊層層分類類剛性基基礎下下復合合地基基柔性基基礎下下復合合地基基無墊層層有墊層層（柔柔性））有墊層層（剛剛性））無墊層層剛性基基礎與與柔性性基礎礎下復復合地地基承承載性性狀不不同：：柔性性基礎礎下復復合地地基的的樁土土荷載載分擔擔比要要比剛剛性基基礎下下的復復合地地基小小，而而其沉沉降要要比剛剛性基基礎大大。二、復復合地地基特特點及及形成成條件件1.復合地地基特特點（1）加固固區是是由基基體和和增強強體兩兩部分分組成成，是是非均均質、、各向向異性性的。。——區別于于均質質地基基。（2）在荷荷載作作用下下，基基體和和增強強體共共同直直接承承擔荷荷載的的作用用。——區別于于樁基基礎。。2.復合地地基的的形成成條件件形成條條件：：在荷載載作用用下，，增強強體與與天然然地基基土體體通過過變形形協調調共同同承擔擔荷載載作用用。剛性基基礎EpEs1可壓縮縮層Es2Ep>Es1Ep>Es2結論：：復合合地基基剛性基礎EpEs1不可壓壓縮層層Ep>Es1分析結結果：：難以以形成成復合合地基基。墊層Es2EpEs1不可壓縮層剛性基礎Ep>Es1Ep>Es2結論：：復合合地基基剛性基礎EpEs1相對好好土層層Es2最軟弱弱土層層Ep>Es1Es2>Es1根據Ep、Es1、Es2之間的大小小關系系分析析判斷斷復合地地基的的組成成：天然地地基土土樁體砂石墊墊層墊層是是保證證形成成復合合地基基的措措施，，但不不是必必要條條件。。（一））作用用機理理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程程中，，由于于振動動、擠擠壓、、排土土等原原因，，可對對樁間間土起起到一一定的的密實實作用用。石石灰樁樁具有有吸水水、發發熱和和膨脹脹特性性，對對樁間間土同同樣起起到擠擠密作作用。。2.加速固結作用用碎石樁、砂樁樁具有良好的的透水性，可可以加速地基基的固結，水水泥土類和混混凝土類樁在在一定程度上上也可以加速速地基固結。。3.置換作用三、復合地基基作用機理與與破壞模式4.墊層和加筋作作用墊層層作作用用主主要要是是指指在在較較厚厚的的軟軟弱弱土土層層中中，，樁樁體體沒沒有有打打穿穿該該軟軟弱弱土土層層，，這這樣樣，，整整個個復復合合地地基基對對于于沒沒有有加加固固的的下下臥臥層層起起到到墊墊層層的的作作用用，，經經墊墊層層的的擴擴散散作作用用將將建建筑筑物物傳傳到到地地基基上上的的附附加加應應力力減減小小，，作作用用于于下下臥臥層層的的附附加加應應力力趨趨于于均均勻勻，，從從而而使使下下臥臥層層的的附附加加應應力力在在允允許許范范圍圍之之內內，，這這樣樣就就提提高高了了地地基基的的整整體體抵抵抗抗力力，，減減少少了了沉沉降降。。加筋筋作作用用主主要要是是指指厚厚度度不不大大的的軟軟弱弱土土層層，，樁樁體體可可穿穿過過整整個個軟軟弱弱土土層層達達到到其其下下的的硬硬層層上上面面．．此此時時，，樁樁體體在在外外荷荷載載的的作作用用下下就就會會產產生生一一定定的的應應力力集集中中現現象象，，從從而而使使樁樁間間土土承承擔擔的的壓壓力力相相應應減減小小，，其其結結果果與與天天然然地地基基相相比比，，復復合合地地基基的的承承載載力力會會提提高高，，壓壓縮縮量量會會減減小小，，穩穩定定性性會會得得到到加加強強，，沉沉降降速速率率會會加加快快，，還可可用用來來改改善善土土體體的的抗抗剪剪強強度度，，加加固固后后的的復復合合樁樁土土層層將將可可以以改改善善土土坡坡的的穩穩定定性性，，這這種種加加固固作作用用即即通通常常所所說說的的加加筋筋作作用用。。（二二））復復合合地地基基破破壞壞模模式式破壞壞過過程程：：（1）樁樁間間土土首首先先破破壞壞引引起起復復合合地地基基全全面面破破壞壞；；（2）樁樁體體首首先先破破壞壞引引起起復復合合地地基基全全面面破破壞壞；；（3）樁樁體體與與樁樁間間土土同同時時發發生生破破壞壞。。1.復合合地地基基置置換換率率（（m）：：樁體體橫橫截截面面積積（（Ap）與該該樁樁體體所所承承擔擔的的加加固固面面積積（（A）的比比值值，，m=Ap/A。2.布樁樁形形式式與與面面積積置置換換率率的的關關系系正方形布置：等邊三角形布置：網格狀布置：四、、復復合合地地基基的的常常用用概概念念（一一））面面積積置置換換率率（二二））樁樁土土應應力力比比1．樁土土應應力力比比（（n）：：在某某一一荷荷載載作作用用下下，，單單位位面面積積上上樁樁體體和和土土體體所所受受豎豎向向平平均均應應力力之之比比。。2．影影響響樁樁土土應應力力比比的的因因素素（1）荷載載水水平平；；（2）復合合地地基基面面積積置置換換率率：：m增大大，，n減小小。。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）樁土土模模量量比比：：樁土土模模量量比比增增大大，，樁樁土土應應力力比比近近于于線線性性增增長長。。（4）原原地地基基土土強強度度：：原地地基基土土強強度度越越高高，，n越小小；；原原地地基基土土強強度度低低，，n越大大；；（5）樁樁長長：：樁土土應應力力比比n，隨隨樁樁長長增增大大而而增增大大，，但但達達到到臨臨界界值值Lc后，，n值幾幾乎乎不不再再增增大大；；（6）時時間間：：n隨時時間間的的延延續續逐逐漸漸增增大大，，這這是是由由于于樁樁間間土土的的固固結結和和蠕蠕變變使使荷荷載載向向樁樁體體集集中中。。樁土土荷荷載載分分擔擔比比：：樁、、土土分分擔擔荷荷載載的的比比例例。。式中中Pp———樁承承擔擔的的荷荷載載；；Ps———樁間間土土承承擔擔的的荷荷載載；；P———總荷荷載載。。（三三））樁樁土土荷荷載載分分擔擔比比樁土土荷荷載載分分擔擔比比和和樁樁土土應應力力比比的的關關系系：：（1）已已知知樁樁土土荷荷載載分分擔擔比比（2）已知樁樁土應力力比（四）復復合模量量定義：復合模量量表征復復合土體體抵抗變變形的能能力，數數值上等等于某一一應力水水平時復復合地基基應力與與復合地地基相對對變形之之比。式中Ep——樁體壓縮縮模量；；Es——樁間土壓壓縮模量量；Esp——復合模量量；n——樁土應力力比；m——置換率。。或實際工程程中，樁樁的模量量直接測測定比較較困難。。實用中中可通過過假定樁樁土模量量比等于于樁土應應力比，，或者采采用復合合地基承承載力的的提高系系數計算算復合模模量。（1）樁土應應力比等等于樁土土模量比比式中Es′——加固后樁樁間土模模量。（α——樁間土承承載力提提高系數數）則（2）按承載載力提高高系數計計算式中ζ——承載力提提高系數數由：得從而五、豎向向增強體體復合地地基承載載力（一）復復合地基基承載力力由靜載載荷試驗驗確定荷載試驗驗的操作作與天然然地基時時相同。。當實際際基礎埋埋深與和和壓板差差別大時時，應作作寬、深深度修正正。（二）經經驗公式式估算法法豎向增強強體復合合地基承承載力計計算通常常有兩種種思路：：（1）先分別別確定樁樁體的承承載力和和樁間土土承載力力，根據據一定的的原則疊疊加這兩兩部分承承載力得得到復合合地基的的承載力力；（2）把樁體體和樁間間土組成成的復合合地基作作為整體體來考慮慮，通過過地基滑滑弧穩定定分析法法確定復復合地基基極限承承載力。。式中ppf——單樁極限限承載力力；psf——天然地基基承載力力；K1——反映復合合地基中中樁體實實際極限限承載力力與單樁樁極限承承載力不不同的修修正系數，一一般大于于1.0；K2——反映復合合地基中中樁間土土實際承承載力與與天然地地基極限限承載力力不同的的修正系數，，根據具具體工程程情況確確定，可可能大于于1.0，也可能能小于1.0；λ1——復合地基基破壞時時，樁體體發揮其其極限強強度的比比例。若若樁體先先達到極極限強度繼而而引起復復合地基基破壞，，則為1.0，若樁間間土比樁樁體先達達到極限強度，，則小于于1.0；λ2——復合地基基破壞時時，樁間間土發揮揮其極限限強度的的比例。。一般情情況下，，復合地基中中往往樁樁體先達達到極限限強度，，其值通通常在0.4～1.0之間；m——復合地基基面積置置換率。。1．采用單單樁及樁樁間土承承載力計計算樁間土樁體式中fspk——復合地基基的承載載力特征征值；fpk——樁體的豎豎向承載載力特征征值；fsk——樁間土加加固后承承載力特特征值；；β——樁間土承承載力折折減系數數。若能有效效確定復復合地基基中樁體體和樁間間土的實實際承載載力，而而且破壞壞模式是是樁體先先破壞繼繼而引起起復合地地基全面面破壞，，則可采采用下式式計算：：石灰樁振沖樁夯實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樁間土承承載力折折減系數數（1）樁體承承載力特特征值的的確定a．對粘結結材料樁樁復合地地基，樁樁體承載載力特征征值可采采用類似似摩擦樁樁承載力力特征值值以及根根據樁身身材料強強度分別別計算，，取小值值。式中α——樁端天然然地基土土的承載載力折減減系數，，不同的的樁取值不同；；li——按土層劃劃分的各各段樁長長，對柔柔性樁，，樁長大大于臨界界樁長時，，計算樁樁長取臨臨界樁長長值；η——樁身強度度折減系系數，0.2～0.33。（2）對散體體材料樁樁復合地地基，樁樁體極限限承載力力主要取取決于樁樁側土體體所能提提供的最最大側限限力。式中Kp——樁體材料料的被動動土壓力力系數；；σru——樁間土能能提供的的側向極極限應力力。計算樁側側土體所所能提供供的最大大側限力力常用如如下方法法：Brauns（1978年）計算算式、圓圓筒形孔孔擴張理理論、Hughes和Withers（1974）計算式式、WongH.Y.（1975）計算式式、被被動土壓壓力法等等。復合地基基承載力力匯總α可取0.4～0.6；β=0.1～0.9；η=0.20～0.30（干法），