復(fù)合地基理論與設(shè)計(jì)

1、,14 復(fù)合地基理論,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)合地基定義的爭(zhēng)論,復(fù)合地基是指兩種剛度（或模量）不同的材料（樁體和樁間土）所組成，在相對(duì)剛性基礎(chǔ)上兩者共同分擔(dān)上部荷載并協(xié)調(diào)變形（包括剪切變形）的地基。,砂石樁復(fù)合地基或水泥土樁復(fù)合地基,根據(jù)樁體的剛

2、度,樁體與基礎(chǔ)不相連,與樁體剛度無關(guān),樁和樁間土共同承擔(dān)荷載,根據(jù)其工作狀態(tài),復(fù)合地基計(jì)算簡(jiǎn)圖,1 復(fù)合地基的分類,（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,雙層地基,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；,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,地基復(fù)合地基樁基 的區(qū)別,復(fù)合地基中不存在類似樁基中的群樁效應(yīng)。,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。它的實(shí)質(zhì)就是考慮樁、土的共同作用，這無疑較之僅僅認(rèn)為荷載由樁體來承擔(dān)要經(jīng)濟(jì)和合理

3、。,形成條件,2 復(fù)合地基性狀,2.1 作用機(jī)理,樁體作用,墊層作用,加速固結(jié)作用,擠密作用,加筋作用,墊層的作用： 理論研究和試驗(yàn)研究表明，基礎(chǔ)和復(fù)合地基加固區(qū)之間設(shè)置墊層不僅可保證各類增強(qiáng)體與樁間土形成復(fù)合地基共同承擔(dān)上部荷載，而且可以有效改善復(fù)合地基中淺層的受力狀態(tài)，如減小樁土荷載分擔(dān)比、提高樁間土的抗剪強(qiáng)度、提高增強(qiáng)體承受豎向荷載的能力等。,2.2 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,水泥土樁體與樁間土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,復(fù)合地基的

4、二次屈服現(xiàn)象,（1）面積置換率,2.3 設(shè)計(jì)參數(shù),樁體的橫截面積(Ap)與該樁體所承擔(dān)的復(fù)合地基面積(Ae)之比稱為復(fù)合地基面積置換率(m)，,等邊三角形布樁：,正方形布樁：,矩形布樁：,（2）樁土應(yīng)力比,樁土應(yīng)力比是指復(fù)合地基中樁體的豎向平均應(yīng)力與樁間土的豎向平均應(yīng)力之比。,（3）復(fù)合壓縮模量,在復(fù)合地基計(jì)算中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將其視為一均質(zhì)的復(fù)合土層，那么與原非均質(zhì)復(fù)合土層沉降量等價(jià)的均質(zhì)復(fù)合土層的壓縮模量稱為復(fù)合壓縮模量,3.1 復(fù)合地基承載力確定,復(fù)合地基承載力一般應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基荷載試驗(yàn)確定，應(yīng)按地基處理規(guī)范的附錄進(jìn)行。,3 復(fù)合地基承載力的確定,初步設(shè)計(jì)時(shí)也可按復(fù)合求和法估算。,復(fù)

5、合求和法,應(yīng)力復(fù)合法,變形復(fù)合法,應(yīng)力復(fù)合法,應(yīng)力復(fù)合法認(rèn)為復(fù)合地基在達(dá)到其承載力的時(shí)候，復(fù)合地基中的樁與樁間土也同時(shí)達(dá)到各自的承載力,變形復(fù)合法,變形復(fù)合法認(rèn)為復(fù)合地基在達(dá)到其承載力的時(shí)候，復(fù)合地基中的樁與樁間土并不同時(shí)達(dá)到各自的承載力，樁的承載力全部發(fā)揮而土的承載力并未全部發(fā)揮,式中：,應(yīng)力復(fù)合法,砂石樁復(fù)合地基,石灰樁復(fù)合地基,其它柔性樁復(fù)合地基,變形復(fù)合法,水泥土攪拌樁復(fù)合地基,CFG樁復(fù)合地基,旋噴樁復(fù)合地基,其它半剛性、剛性樁復(fù)合地基,砂石樁復(fù)合地基,樁土應(yīng)力比n一般取24，原土強(qiáng)度低取大值，原土強(qiáng)度高取小值。,CFG樁復(fù)合地基,樁間土折減系數(shù)取0.750.95。天然地基承載力較高

6、時(shí)取大值。,水泥土攪拌樁復(fù)合地基,樁間土折減系數(shù)取值：當(dāng)樁端土未經(jīng)修正的承載力特征值大于樁周土的承載力特征值的平均值時(shí)，可取0.10.4，差值大時(shí)取低值；當(dāng)樁端土未經(jīng)修正的承載力小于樁周土的承載力特征值的平均值時(shí)，可取0.50.9，差值大或設(shè)褥墊層時(shí)均取高值,旋噴樁復(fù)合地基,樁間土折減系數(shù)取值取00.5，承載力較低時(shí)取低值。,3.2 復(fù)合地基承載力的修正,經(jīng)處理后的地基，僅根據(jù)基礎(chǔ)埋深對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行修正 。,變形計(jì)算深度,復(fù)合地基變形計(jì)算深度的確定方法與天然地基相同,4 復(fù)合地基變形計(jì)算,若zn小于加固深度H1 ，則zn=H1,若zn大于加固深度H1,地基（包括加固區(qū)和下臥層）壓縮變形量計(jì)算通常采用分層總和法或建筑地基規(guī)范提供的方法，表達(dá)式為,s=ss = s,加固區(qū)土層的復(fù)合壓縮模量Esp,1.資料分析,5 復(fù)合地基一般設(shè)計(jì)過程,2.復(fù)合地基處理方案的確定,3.選擇樁截面尺寸,4.加固深度選擇,5.加固范圍的確定,6