地基處理之復(fù)合地基

1、6 6 復(fù)合地基基本理論復(fù)合地基基本理論 6 61 1 復(fù)合地基的定義與分類復(fù)合地基的定義與分類 6 62 2 復(fù)合地基的常用型式復(fù)合地基的常用型式 6 63 3 復(fù)合地基的常用概念復(fù)合地基的常用概念 6 64 4 豎向增強體復(fù)合地基承載力計算豎向增強體復(fù)合地基承載力計算 6 65 5 水平向增強體復(fù)合地基承載力計算水平向增強體復(fù)合地基承載力計算 6 66 6 復(fù)合地基沉降計算方法復(fù)合地基沉降計算方法6 61 1 復(fù)合地基的定義與分類復(fù)合地基的定義與分類 當(dāng)天然地基不能滿足建當(dāng)天然地基不能滿足建( (構(gòu)構(gòu)) )筑物對地基的要求時，筑物對地基的要求時，需要進行地基處理，形成人工地基，以保證建需要

2、進行地基處理，形成人工地基，以保證建( (構(gòu)構(gòu)) )筑物的安全與正常使用。筑物的安全與正常使用。 經(jīng)過處理形成的人工地基通常有三種類型：經(jīng)過處理形成的人工地基通常有三種類型： 均質(zhì)地基、復(fù)合地基和樁基。均質(zhì)地基、復(fù)合地基和樁基。 人工地基中的人工地基中的雙層地基雙層地基是指天然地基經(jīng)地基處理是指天然地基經(jīng)地基處理形成的均質(zhì)加固區(qū)的形成的均質(zhì)加固區(qū)的厚度厚度與荷載作用與荷載作用面積面積或者與或者與其相應(yīng)持力層和壓縮層厚度相比較小時，在荷載其相應(yīng)持力層和壓縮層厚度相比較小時，在荷載作用影響區(qū)內(nèi)，地基由兩層性質(zhì)相差較大的土體作用影響區(qū)內(nèi)，地基由兩層性質(zhì)相差較大的土體組成，如圖所示。組成，如圖所示。樁

3、基樁基 復(fù)合地基：是指天然地基在地基處理過程中部分復(fù)合地基：是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強或置換，或在天然地基中設(shè)置加筋土體得到增強或置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)由材料，加固區(qū)由基體基體( (天然地基土體或樁改良的天然地基土體或樁改良的天然地基土體天然地基土體) )和和增強體增強體兩部分組成的人工地基。兩部分組成的人工地基。上部結(jié)構(gòu)的荷載由基體和增強體共同承擔(dān)。上部結(jié)構(gòu)的荷載由基體和增強體共同承擔(dān)。 復(fù)合地基根據(jù)地基中增強體的方向可分為水平向復(fù)合地基根據(jù)地基中增強體的方向可分為水平向增強體復(fù)合地基和堅向增強體復(fù)合地基兩類，增強體復(fù)合地基和堅向增強體復(fù)合地基兩類， 豎向

4、增強體習(xí)慣上稱為樁，有時也稱為柱。豎向增強體習(xí)慣上稱為樁，有時也稱為柱。 豎向增強體復(fù)合地基通常稱為樁體復(fù)合地基。豎向增強體復(fù)合地基通常稱為樁體復(fù)合地基。 復(fù)合地基工作機理可做如下分類：復(fù)合地基工作機理可做如下分類： 樁體復(fù)合地基具有以下兩個基本的特點：樁體復(fù)合地基具有以下兩個基本的特點： (1)(1)加固區(qū)是由基體和增強體兩部分組成，是非均質(zhì)的和加固區(qū)是由基體和增強體兩部分組成，是非均質(zhì)的和各向異性的；（均質(zhì)）各向異性的；（均質(zhì)） (2)(2)在荷載作用下，基體和增強體共同承擔(dān)荷載的作用。在荷載作用下，基體和增強體共同承擔(dān)荷載的作用。（樁基）（樁基）6 62 2 復(fù)合地基的常用型式復(fù)合地基的

5、常用型式 在工程實踐中應(yīng)用的復(fù)合地基型式很多，在工程實踐中應(yīng)用的復(fù)合地基型式很多，可從下述三個方面來分類：可從下述三個方面來分類： 增強體設(shè)置方向；增強體設(shè)置方向； 增強體材料；增強體材料； 基礎(chǔ)剛度以及是否設(shè)置墊層；基礎(chǔ)剛度以及是否設(shè)置墊層； 增強體長度。增強體長度。6 63 3 復(fù)合地基的常用概念復(fù)合地基的常用概念 1 1復(fù)合地基面積置換率復(fù)合地基面積置換率 2 2復(fù)臺地基樁土應(yīng)力比復(fù)臺地基樁土應(yīng)力比 3 3復(fù)合地基樁土荷載分擔(dān)比復(fù)合地基樁土荷載分擔(dān)比 4 4復(fù)合模量復(fù)合模量 1 1復(fù)合地基面積置換率復(fù)合地基面積置換率 豎向增強體復(fù)合地基中，豎向增強體習(xí)慣上稱為樁體，豎向增強體復(fù)合地基中，

6、豎向增強體習(xí)慣上稱為樁體，基體稱為樁間土體。若樁體的橫截面積為基體稱為樁間土體。若樁體的橫截面積為A Ap p，該樁體所承，該樁體所承擔(dān)的加固面積為擔(dān)的加固面積為A Ae e。，則復(fù)合地基面積置換率的定義為。，則復(fù)合地基面積置換率的定義為 實際工程中，由于地基土性質(zhì)的變化、上部結(jié)構(gòu)荷載的實際工程中，由于地基土性質(zhì)的變化、上部結(jié)構(gòu)荷載的不均勻性以及基礎(chǔ)平面尺寸等因素的影響，不可能在整不均勻性以及基礎(chǔ)平面尺寸等因素的影響，不可能在整個基礎(chǔ)下部是等間距布樁。對只在基礎(chǔ)下布樁的復(fù)合地個基礎(chǔ)下部是等間距布樁。對只在基礎(chǔ)下布樁的復(fù)合地基，樁的截面面積之和與基，樁的截面面積之和與基礎(chǔ)基礎(chǔ)總面積相等的復(fù)合土體

7、面總面積相等的復(fù)合土體面積之比，稱為平均面積置換率。積之比，稱為平均面積置換率。epAAm 2 2復(fù)合地基樁土應(yīng)力比復(fù)合地基樁土應(yīng)力比實際工程中，即使是單一樁型的復(fù)合地基，由于樁處在基礎(chǔ)下的部實際工程中，即使是單一樁型的復(fù)合地基，由于樁處在基礎(chǔ)下的部位不同或樁距不同，樁土應(yīng)力比位不同或樁距不同，樁土應(yīng)力比n n也不同。將基礎(chǔ)下樁的也不同。將基礎(chǔ)下樁的平均樁頂平均樁頂應(yīng)應(yīng)力與樁間土力與樁間土平均應(yīng)力平均應(yīng)力之比定義為之比定義為平均樁土應(yīng)力比平均樁土應(yīng)力比?；A(chǔ)下的平均樁土應(yīng)力比是反映樁土荷載分擔(dān)的一個參數(shù)?；A(chǔ)下的平均樁土應(yīng)力比是反映樁土荷載分擔(dān)的一個參數(shù)。樁體材料剛度越大，樁土應(yīng)力比就越大；樁

8、體材料剛度越大，樁土應(yīng)力比就越大；樁越長，樁土應(yīng)力比就越大；樁越長，樁土應(yīng)力比就越大；面積置換率越小，樁土應(yīng)力比就越大。面積置換率越小，樁土應(yīng)力比就越大。 3 3復(fù)合地基樁土荷載分擔(dān)比復(fù)合地基樁土荷載分擔(dān)比 4 4復(fù)合模量復(fù)合模量6 64 4 豎向增強體復(fù)合地基承載力計算豎向增強體復(fù)合地基承載力計算 樁體復(fù)合地基中，散體材料樁、柔性樁和剛性樁的荷載樁體復(fù)合地基中，散體材料樁、柔性樁和剛性樁的荷載傳遞機理是不同的。樁體復(fù)合地基上傳遞機理是不同的。樁體復(fù)合地基上基礎(chǔ)剛度基礎(chǔ)剛度大小、是大小、是否設(shè)置否設(shè)置墊層墊層、墊層的厚度墊層的厚度等都對復(fù)合地基受力性狀有較等都對復(fù)合地基受力性狀有較大影響，在樁

9、體復(fù)合地基承載力計算中都要考慮這些因大影響，在樁體復(fù)合地基承載力計算中都要考慮這些因素的影響。因此，樁體復(fù)合地基的承載力計算比較復(fù)雜。素的影響。因此，樁體復(fù)合地基的承載力計算比較復(fù)雜。 樁體復(fù)合地基承載力計算的兩種思路：樁體復(fù)合地基承載力計算的兩種思路： (1)(1)分別確定樁體的承載力和樁間土的承載力，根據(jù)一定分別確定樁體的承載力和樁間土的承載力，根據(jù)一定的原則疊加兩部分得到復(fù)合地基的承載力；的原則疊加兩部分得到復(fù)合地基的承載力； (2)(2)將樁體和樁間土組成的復(fù)合地基作為整體來考慮，確將樁體和樁間土組成的復(fù)合地基作為整體來考慮，確定復(fù)合地基的極限承載力。定復(fù)合地基的極限承載力。 (1)(

10、1)疊加疊加sfpfcfpmmpp)1 ( 極限承載力極限承載力承載力特征值承載力特征值sfpfcfpmkmpkp)1 (2211 (2)(2)整體整體ppcpsscspsctgzpmtgzpCmmm22cos)(cos)()1 ()1 (TSK mtgmtgtgmCmCCpscpsc)1 ()1 (復(fù)合土體綜合強度指標(biāo)可采用面積比法計算。復(fù)合土體內(nèi)復(fù)合土體綜合強度指標(biāo)可采用面積比法計算。復(fù)合土體內(nèi)聚力聚力C Cc c和內(nèi)摩擦角表達式可用下述兩式表示：和內(nèi)摩擦角表達式可用下述兩式表示： c6 65 5 水平向增強體復(fù)合地基承載力計算水平向增強體復(fù)合地基承載力計算ffqqq0)(0000ctgB

11、ZBvDqf000cos)cos(sinrC)()sin(cos000000ctgZvvCACDr視粘聚力視粘聚力能量消散率增量能量消散率增量承載力增量承載力增量6 66 6 復(fù)合地基沉降計算方法復(fù)合地基沉降計算方法S=sS=s1 1+s+s2 2 S S1:1:加固區(qū)沉降（加固區(qū)沉降（復(fù)合模量法、應(yīng)力復(fù)合模量法、應(yīng)力修正法、樁身壓縮法修正法、樁身壓縮法） S S2:2:下臥層沉降（下臥層沉降（分層總和法分層總和法） 加固區(qū)沉降加固區(qū)沉降 1 1、復(fù)合模量法復(fù)合模量法icsiiHEpS1spcsEmmEE)1 ( 加固區(qū)沉降加固區(qū)沉降 2 2、應(yīng)力修正法（應(yīng)力修正法（E ES S法）法）ssinisiisinisisiSHEpHEpS1111) 1(11nmspnmppss) 1(1 加固區(qū)沉降加固區(qū)沉降 3 3、樁身壓縮模量法樁身壓縮模量法（E Ep p法）法）pSS1 Sp Sp為樁