復(fù)合地基理論

1、復(fù)合地基理論 Theories of Composite Foundation環(huán)境與資源學(xué)院1 1 發(fā)展概況發(fā)展概況復(fù)合地基（復(fù)合地基（Composite Foundation）一詞,國(guó)外最早見于1962年。復(fù)合地基的概念已成為很多地基處理方法的理論分析及公式建立的基礎(chǔ)和根據(jù)。它已廣泛地運(yùn)用于如碎石樁、砂樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁和石灰樁等加固地基的理論分析中。初期 后來 主要指天然地基中設(shè)置碎石樁而形成的碎石樁復(fù)合地基 深層攪拌法和高壓噴射注漿法的應(yīng)用，人們開始重視水泥土樁復(fù)合地基的研究 復(fù)合地基定義 復(fù)合地基復(fù)合地基是天然地基在地基處理過程中部分土體得到加強(qiáng)，或被置換或者在地基土中設(shè)置加筋材

2、料，由原來地基和增強(qiáng)體共同承載并協(xié)調(diào)變形的地基。我國(guó)復(fù)合地基技術(shù)發(fā)展： 1990年 河北承德，由中國(guó)建筑學(xué)會(huì)地基基礎(chǔ)專業(yè)委員會(huì)黃熙齡院士主持召開了我國(guó)第一次我國(guó)第一次以復(fù)合地基為專題的學(xué)術(shù)討論會(huì)。應(yīng)用領(lǐng)域 高等級(jí)公路房屋建筑鐵路堆場(chǎng)機(jī)場(chǎng)堤壩工業(yè)廠房地基房屋建筑粉噴樁復(fù)合地基水下的碎石樁復(fù)合地基碎石樁復(fù)合地基強(qiáng)夯置換復(fù)合地基碼頭機(jī)場(chǎng)2 2 復(fù)合地基的分類與形成條件復(fù)合地基的分類與形成條件（1）根據(jù)地基中增強(qiáng)體的方向可分為水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基和豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基。均質(zhì)人工地基水平向增強(qiáng)復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基（2）根據(jù)復(fù)合地基工作機(jī)理可作下述分類；水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基剛性樁復(fù)合地基柔性樁復(fù)合地基

3、粘結(jié)材料樁復(fù)合地基散體材料樁復(fù)合地基豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基復(fù)合地基復(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)合地基天然地基復(fù)合地基樁基 的區(qū)別天然地基復(fù)合地基樁基礎(chǔ)水泥土樁體與樁間水泥土樁體與樁間土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系復(fù)合地基的二次屈服現(xiàn)象復(fù)合地基的二次屈服現(xiàn)象 復(fù)合地基猶似鋼筋混凝土，其中地基中的樁體有如混復(fù)合地基猶似鋼筋混凝土，其中地基中的樁體有如混凝土中的鋼筋。凝土中的鋼筋。 它的實(shí)質(zhì)就是考慮樁、土的共同作用，為了實(shí)現(xiàn)這它的實(shí)質(zhì)就是考慮樁、土的共同作用，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，采用了墊層的方法；一目的，采用了墊層的方法； 這無(wú)疑較之僅僅認(rèn)為荷載由樁體來承擔(dān)

4、要經(jīng)濟(jì)和合這無(wú)疑較之僅僅認(rèn)為荷載由樁體來承擔(dān)要經(jīng)濟(jì)和合理。理。復(fù)合地基形成條件復(fù)合地基形成條件 3 3 破壞模式破壞模式 1對(duì)于不同的樁型，有不同的破壞模式。2對(duì)于同一樁型，當(dāng)其樁身強(qiáng)度不同時(shí)，也會(huì)有不同的破壞模式。3對(duì)于同一樁型，當(dāng)土層條件不同時(shí)，也將發(fā)生不同的破壞模式。非均質(zhì)粘性土中碎石樁破壞機(jī)理4 4 復(fù)合地基承載力計(jì)算復(fù)合地基承載力計(jì)算（樁體復(fù)合地基） 4.1樁體復(fù)合地基承載力計(jì)算模式 樁、土承載力進(jìn)行疊加 sfpfcfpmKmpKp)1 (2211樁樁土土 ppf樁極限承載力（kPa） psf天然地基限承載力（kPa）K1復(fù)合地基中樁實(shí)際極限承載力與單樁極限承載力不同的修正系數(shù) K2

5、 樁間土與天然地基承載力不同的修正系數(shù) 1 反映樁的極限承載力發(fā)揮程度的系數(shù) 2 反映樁間土的極限承載力發(fā)揮程度的系數(shù) m復(fù)合地基置換率 復(fù)合地基的承載力要求通過現(xiàn)場(chǎng)載荷實(shí)驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)可以用公式估算：對(duì)散體樁復(fù)合地基：sfpfcfpmmpp)1 ( 復(fù)合地基容許承載力：復(fù)合地基容許承載力：Kppcfcc安全系數(shù) 對(duì)粘結(jié)性的樁體復(fù)合地基：對(duì)粘結(jié)性的樁體復(fù)合地基：skpafspfmARmf)1 (,樁間土發(fā)揮程度 4.2 4.2 樁體極限承載力計(jì)算樁體極限承載力計(jì)算 1、粘結(jié)材料樁極限承載力計(jì)算（1）根據(jù)樁身材料強(qiáng)度計(jì)算 qpfp樁體極限抗壓強(qiáng)度 （2）根據(jù)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力計(jì)算 ppia

6、pfARALfSp/ )(二者中取小值為單樁極限承載力 2、散體材料樁極限承載力計(jì)算 樁周土可能發(fā)揮的對(duì)樁體的側(cè)限能力對(duì)散體材料樁復(fù)合地基極限承載力起關(guān)鍵作用。通常有兩類方法： ppsupspfKKCKqzp2)(1）、側(cè)向極限應(yīng)力法 2）、被動(dòng)土壓力法 prupfKpBrauns（1978）計(jì)算式 圓孔擴(kuò)張理論計(jì)算式 Wong.H.Y.（1975）計(jì)算式 Hughes和Withers（1974）計(jì)算式 常用方法常用方法4.3 樁間土極限承載力計(jì)算 1、樁間土極限承載力影響因素 （1）成樁時(shí)的擠密作用 （2）振動(dòng)、擾動(dòng)引起的孔壓升高，土體強(qiáng)度下降，而后的觸變恢復(fù)。 （3）樁體材料對(duì)樁間土的影響

7、。（吸水、放熱、離子交換等） （4）樁體透水時(shí)的排水固結(jié)作用。 以上因素大多是使樁間土極限承載力高于天然地基承載力 2、樁間土極限承載力計(jì)算方法、樁間土極限承載力計(jì)算方法 通常樁間土極限承載力取相應(yīng)的天然地基極限承載力值。通常樁間土極限承載力取相應(yīng)的天然地基極限承載力值。不具備載荷試驗(yàn)資料時(shí)，常用不具備載荷試驗(yàn)資料時(shí)，常用Skempton極限承載力公式計(jì)算：極限承載力公式計(jì)算： DLDLBNCpcusf)2 . 01)(2 . 01 (Nc承載力系數(shù)，當(dāng)=0時(shí)，取5.14 4.3 復(fù)合地基加固區(qū)下臥層承載力驗(yàn)算 Rppcz0 下臥層的承載力驗(yàn)算最重要的環(huán)節(jié)就是下臥層頂面壓力的確定，常用的方法：

8、 1、壓力擴(kuò)散法 2、等效實(shí)體法 3、改進(jìn)Geddes法4.4 復(fù)合地基抗滑穩(wěn)定性計(jì)算spfspc復(fù)合地基抗滑穩(wěn)定分析包括復(fù)合地基抗剪強(qiáng)度參數(shù) ,的確定及抗剪強(qiáng)度計(jì)算；1、抗剪強(qiáng)度參數(shù)確定，一般采用Priebe(1978)計(jì)算式：sppspspmmfsptan)1 (tantanspspcscs復(fù)合地基內(nèi)摩擦角復(fù)合地基粘聚力樁間土或原狀粘聚力樁間土或原狀土摩擦角spspcmc)1 (1) 1(mnnpp應(yīng)力集中系數(shù)2、復(fù)合地基抗剪強(qiáng)度：2costan)()1 (pppsspzpmcmZ-自地面起計(jì)算滑動(dòng)面深度p樁體的有效重度m-置換率5 5 復(fù)合地基沉降計(jì)算復(fù)合地基沉降計(jì)算 5.1 復(fù)合地基沉降計(jì)算 21sss加固區(qū)壓縮量 下臥層壓縮量 1、加固區(qū)壓、加固區(qū)壓縮量計(jì)算方縮量計(jì)算方法法 分層總和法分層總和法樁身壓縮量法樁身壓縮量法復(fù)合模量法復(fù)合模量法應(yīng)力修正法應(yīng)力修正法（1）復(fù)合模量法（Ecs法） sspscsEmmEE)1 ( （2）應(yīng)力修正法（Es法）pnmppss) 1(1 2、樁身壓縮量法（Ep法）pnmnpppp) 1(1 2、下臥層壓縮量計(jì)算方法仍然用分層總和法 （1）應(yīng)力擴(kuò)散法 （2）等效實(shí)體法求下臥層頂面的附加壓力時(shí)常采用：在下臥層的承載力驗(yàn)算中已經(jīng)講過了謝 謝4.4 下臥層地基強(qiáng)度驗(yàn)算式中假想實(shí)體基礎(chǔ)底面壓力(kPa)；基礎(chǔ)底面積(m2)；假想