地基處理之復(fù)合地基處理方法

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）作用機(jī)理1.擠密作用

砂樁、土樁、石灰樁、碎石樁等在施工過(guò)程中，由于振動(dòng)、擠壓、排土等原因，可對(duì)樁間土起到一定的密實(shí)作用。石灰樁具有吸水、發(fā)熱和膨脹特性，對(duì)樁間土同樣起到擠密作用。2.加速固結(jié)作用碎石樁、砂樁具有良好的透水性，可以加速地基的固結(jié)，水泥土類和混凝土類樁在一定程度上也可以加速地基固結(jié)。3.置換作用三、復(fù)合地基作用機(jī)理與破壞模式4.墊層和加筋作用墊層作用主要是指在較厚的軟弱土層中，樁體沒有打穿該軟弱土層，這樣，整個(gè)復(fù)合地基對(duì)于沒有加固的下臥層起到墊層的作用，經(jīng)墊層的擴(kuò)散作用將建筑物傳到地基上的附加應(yīng)力減小，作用于下臥層的附加應(yīng)力趨于均勻，從而使下臥層的附加應(yīng)力在允許范圍之內(nèi)，這樣就提高了地基的整體抵抗力，減少了沉降。加筋作用主要是指厚度不大的軟弱土層，樁體可穿過(guò)整個(gè)軟弱土層達(dá)到其下的硬層上面．此時(shí)，樁體在外荷載的作用下就會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而使樁間土承擔(dān)的壓力相應(yīng)減小，其結(jié)果與天然地基相比，復(fù)合地基的承載力會(huì)提高，壓縮量會(huì)減小，穩(wěn)定性會(huì)得到加強(qiáng)，沉降速率會(huì)加快，還可用來(lái)改善土體的抗剪強(qiáng)度，加固后的復(fù)合樁土層將可以改善土坡的穩(wěn)定性，這種加固作用即通常所說(shuō)的加筋作用。（二）復(fù)合地基破壞模式破壞過(guò)程：

（1）樁間土首先破壞引起復(fù)合地基全面破壞；（2）樁體首先破壞引起復(fù)合地基全面破壞；（3）樁體與樁間土同時(shí)發(fā)生破壞。1.復(fù)合地基置換率（m）：樁體橫截面積（Ap）與該樁體所承擔(dān)的加固面積（A）的比值，m=Ap/A。2.布樁形式與面積置換率的關(guān)系

正方形布置：等邊三角形布置：網(wǎng)格狀布置：四、復(fù)合地基的常用概念（一）面積置換率（二）樁土應(yīng)力比1．樁土應(yīng)力比（n）：在某一荷載作用下，單位面積上樁體和土體所受豎向平均應(yīng)力之比。2．影響樁土應(yīng)力比的因素（1）荷載水平；（2）復(fù)合地基面積置換率：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)力比近于線性增長(zhǎng)。（4）原地基土強(qiáng)度：原地基土強(qiáng)度越高，n越小；原地基土強(qiáng)度低，n越大；（5）樁長(zhǎng)：樁土應(yīng)力比n，隨樁長(zhǎng)增大而增大，但達(dá)到臨界值Lc后，n值幾乎不再增大；（6）時(shí)間：n隨時(shí)間的延續(xù)逐漸增大，這是由于樁間土的固結(jié)和蠕變使荷載向樁體集中。樁土荷載分擔(dān)比：樁、土分擔(dān)荷載的比例。式中Pp

——樁承擔(dān)的荷載；

Ps——樁間土承擔(dān)的荷載；

P——總荷載。（三）樁土荷載分擔(dān)比樁土荷載分擔(dān)比和樁土應(yīng)力比的關(guān)系：（1）已知樁土荷載分擔(dān)比（2）已知樁土應(yīng)力比（四）復(fù)合模量

定義：復(fù)合模量表征復(fù)合土體抵抗變形的能力，數(shù)值上等于某一應(yīng)力水平時(shí)復(fù)合地基應(yīng)力與復(fù)合地基相對(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?；?/p>

實(shí)際工程中，樁的模量直接測(cè)定比較困難。實(shí)用中可通過(guò)假定樁土模量比等于樁土應(yīng)力比，或者采用復(fù)合地基承載力的提高系數(shù)計(jì)算復(fù)合模量。（1）樁土應(yīng)力比等于樁土模量比式中Es′——加固后樁間土模量。（α——樁間土承載力提高系數(shù)）則（2）按承憶載力提渡高系數(shù)帶計(jì)算式中ζ——承載力還提高系搜數(shù)由：得從而五、尊豎向蠶增強(qiáng)丈體復(fù)奏合地?cái)y基承相載力（一虛）復(fù)蓮合地弄基承偉載力叢由靜貍載荷店試驗(yàn)求確定荷載黃試驗(yàn)銹的操散作與太天然葡地基掀時(shí)相舒同。片當(dāng)實(shí)撈際基睛礎(chǔ)埋丙深與旬和壓覽板差莫?jiǎng)e大斗時(shí)，全應(yīng)作抵寬、居深度商修正禁。（二慣）經(jīng)畏驗(yàn)公善式估晚算法豎向賣增強(qiáng)續(xù)體復(fù)浴合地障基承緊載力岸計(jì)算挨通常罪有兩燭種思燒路：（1）先分貢別確定概樁體的工承載力枕和樁間直土承載塘力，根疫據(jù)一定盞的原則撤疊加這個(gè)兩部分盲承載力漸得到復(fù)籌合地基形的承載撤力；（2）把宜樁體界和樁洲間土董組成雞的復(fù)克合地巡壽基作戲?yàn)檎祗w來(lái)成考慮妨，通慶過(guò)地口基滑忙弧穩(wěn)霞定分逐析法需確定運(yùn)復(fù)合禮地基漠極限償承載多力。式中ppf——單樁粉極限米承載禍力；psf——天然該地基棚承載殺力；K1——反映復(fù)階合地基惕中樁體蔬實(shí)際極百限承載瓣力與單瞎樁極限株承載力溫不同的庫(kù)修正系數(shù)，落一般大六于1.受0；K2——反映復(fù)傷合地基蓋中樁間道土實(shí)際刺承載力薄與天然挺地基極限限承載階力不同天的修正系弦數(shù)，勾根據(jù)烤具體揮工程扔情況釀確定劃，可頑能大農(nóng)于1.0，也柄可能災(zāi)小于1.0；λ1——復(fù)合絲式地基停破壞勻時(shí)，嬌樁體掀發(fā)揮版其極扒限強(qiáng)蠻度的被比例梅。若資樁體機(jī)先達(dá)劈燕到極沈限強(qiáng)度繼棍而引起該復(fù)合地啞基破壞嚼，則為1.山0，若沒樁間限土比厲樁體小先達(dá)帝到極限強(qiáng)憲度，概則小謀于1.勻0；λ2——復(fù)合以地基相破壞偏時(shí)，纖樁間豪土發(fā)端揮其糟極限例強(qiáng)度慶的比炊例。血一般特情況怎下，臂復(fù)合地歡基中滔往往例樁體率先達(dá)尤到極稍限強(qiáng)戀度，犯其值群通常軌在0.漫4～1.0之間；m——復(fù)合剛地基澆面積渡置換蕩率。1．采用逃單樁及乒樁間土箱承載力鉤計(jì)算樁間土樁體式中fspk——復(fù)合龜?shù)鼗舻某朽l(xiāng)豐載力濃特征制值；fpk——樁體的斧豎向承遣載力特硬征值；fsk——樁間土束加固后泰承載力厚特征值還；β—爸—樁間土億承載力吩折減系筑數(shù)。若能體有效評(píng)確定檢復(fù)合互地基羞中樁鹿體和柄樁間礙土的腔實(shí)際今承載女力，慈而且恨破壞農(nóng)模式估是樁辨體先幣破壞關(guān)繼而除引起宗復(fù)合桌地基剛?cè)嫠⑵茐姆?，則多可采綠用下諷式計(jì)丙算：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樁間奮土承件載力雄折減拒系數(shù)（1）樁體戲承載力蘭特征值鼓的確定a．對(duì)粘貍結(jié)材料灶樁復(fù)合頸地基，規(guī)樁體承逃載力特指征值可里采用類林似摩擦側(cè)樁承載葬力特征原值以及族根據(jù)樁遞身材料區(qū)強(qiáng)度分信別計(jì)算惹，取小威值。式中α——樁端摘天然額地基濟(jì)土的撤承載奶力折愁減系士數(shù)，贈(zèng)不同玻的樁區(qū)取值不穗同；li——按土攤層劃照分的灰各段志樁長(zhǎng)槐，對(duì)練柔性或樁，否樁長(zhǎng)腹大于賊臨界樁長(zhǎng)停時(shí)，電計(jì)算叢樁長(zhǎng)垃取臨畢界樁蠶長(zhǎng)值瓣；η—嘉—樁身變強(qiáng)度渾折減獅系數(shù)迷，0.2～0.襖33。（2）對(duì)禁散體減材料厚樁復(fù)擋合地表基，膚樁體色極限茅承載傲力主敘要取食決于擺樁側(cè)陜土體學(xué)所能漆提供撫的最芒大側(cè)勵(lì)限力縣。式中Kp——樁體材零料的被虎動(dòng)土壓昨力系數(shù)蔽；σru——樁間畜土能辮提供嫂的側(cè)辦向極靈限應(yīng)份力。計(jì)算養(yǎng)樁側(cè)墻土體法所能速提供身的最狀大側(cè)獸限力磁常用醒如下宣方法紅：Bra許uns（19嶄78年）批計(jì)算界式、殼圓筒島形孔卡擴(kuò)張慌理論最、Hug互hes和Wi叼th硬er扯s（19層74）計(jì)算贏式、Won腸gH勿.Y.（197主5）計(jì)算腸式、分被動(dòng)土捕壓力法勸等。復(fù)合貌地基雷承載再力匯店總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．將樁妙體和樁械間土組抬成的復(fù)嬸合地基積作為整槍體考慮律，常用泄穩(wěn)定分基析法計(jì)濃算。圓弧框分析加法中截，假灰設(shè)的搏滑弧哥常經(jīng)臂過(guò)加鞋固區(qū)軍和未禾加固津區(qū)。阻地基貝的強(qiáng)返度應(yīng)熄分區(qū)奸計(jì)算遞。未加固陽(yáng)區(qū)采用青天然土投體強(qiáng)度嚇指標(biāo)，殊加固區(qū)橋采用復(fù)協(xié)合土體材綜合強(qiáng)廟度指標(biāo)達(dá)，也可緩分別采趣用樁體釀和樁間昂土的強(qiáng)國(guó)度指標(biāo)漂計(jì)算。六、復(fù)澡合地成基沉燃降