复合地基
复合地基
4、垫层效应：复合地基的复合土层宏观上可视为一个 深厚的复合垫层，具有应力扩散效应。 5、加筋效应：水平向增强体复合地基，在荷载的作用 下，发生竖向压缩变形，同时产生侧向位移。复合地基 中的加筋材料，将阻碍地基土侧向位移，防止地基土侧 向挤出，提高复合地基中水平向的应力水平，改善应力 条件，增强土的抗剪能力。 6、协作效应：增强体与周围土体协调变形、共同工作、 相得益彰。如竖向增强体复合地基，桩体强度高，刚度 大，约束土体侧向变形，改善土体的应力状态，使土体 在较高应力状态下不致发生剪切破坏。同时，土体也约 束桩体的侧向变形，保持桩体的形状，提高桩的强度和 稳定性。
由于增强体设置方向不同、增强体的材料组成差 异、基础刚度以及垫层情况不同、增强体长度不一
定相同，复合地基的形式非常复杂，要建立可适用
于各种类型复合地基承载力和沉降计算的统一公式 是困难的，或者说是不可能的。在进行复合地基设 计时一定要因地制宜，不能盲目套用一般理论，应
该以一般理论作指导，结合具体工程进行精心设计。
刚性基础下垫层作用机理
B1
A1
B2
A2
A—土体，B—桩体
A1处竖向应力比A2处的应力小。
柔性垫层作用：发挥桩间土的 B1处竖向应力比B2处应力大。 承载潜能，减小桩体中应力
路堤下垫层作用
土工格栅 加筋垫层
刚性垫层作用：有利于发挥桩的承 载潜能，提高复合地基承载力
五、复合地基的破坏模式
复合地基有多种破坏模式，它与复合地基的 类型，增强体的材料性质，增强体的布置形式、 长度，地基土的性质等因素有关。复合地基的 破坏模式是建立复合地基承载力和沉降计算理 论的依据。 1、竖向增强体复应用的复合地基型式很多，可从下 述三个方面来分类： （1）增强体设置方向； （2 ）增强体材料； （3 ）基础刚度以及是否设置垫层。 复合地基中增强体除竖向设置和水平向设置外， 还可斜向设置，如树根桩复合地基。在 形成复合地基时，竖向增强体可以采用同一长度， 也可采用长短桩形式，长桩和短桩可采用 同一材料制桩，也可采用不同材料制桩。采用不同 材料制桩时即形成多元复合地基。在深厚软土地基 中采用多元复合地基既可有效提高地基承载力，又 可减小沉降，且具有较好的技术效果和经济效益。
14 地基处理技术——复合地基理论
散体材料桩复合地基较易发生整体 剪切破坏，柔性桩复合地基在一定条
件下也可能发生此类破坏。
14.2 复合地基性状
❖14.2.2 复合地基桩体的破坏模式
（4）滑动破坏
在荷载作用下复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏。 在滑动面上，桩体和桩间土均发生剪切破坏。
及复合地基效果的检验。
14.3.2 复合地基承载力计到
单桩承载力特征值。
认为复合地基在达到承载力的时候，复合地基中
的桩和桩间土同时达到各自的承载力，表达式如下：
fspk mfpk (1 m) fsk (14 2) 或fspk [1 m(n 1)] fsk (14 3)
基础宽度的地基承载力修正系数应取0； 基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0。
对复合地基，当在受力范围内仍存在软弱下卧层 时，应验算下卧层的地基承载力。
14.3 复合地基承载力计算
❖14.3.1 复合地基承载力概念
复合地基承载力确定的两种方法：
采用理论公式计算，进行复合地基初步设计时采用； 通过现场载荷试验得到：用于复合地基详细设计以
当桩端土未经修正的承载力特征值小于桩周土的承
载力特征值的平均值时，可取0.5~0.9，差值大时或 设置褥垫层时均取高值。
14.3.3 规范中两种计算方法的应用
❖ 1.计算方法选择的具体规定如下
（5）对于旋喷桩复合地基，采用变形复合法；桩 间土折减系数，在无实测资料或经验时，取0~0.5，
承载力低时取低值。
14.3.3 规范中两种计算方法的应用
❖ 2.关于单桩承载力fpk规定如下
（1）可采用单桩承载力计算公式计算得到，不同 类型桩，计算公式不同；
复合地基加固法
复合地基加固法第一节复合地基基本理论一、复合地基的定义和分类（一）定义复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到加强或被置换，或在天然地基中设置加筋材料。
加固区是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。
在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载。
根据地基中增强体方向又可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基（桩体复合地基）。
复合地基通常由桩（增强体）、桩问土（基体）和褥垫层组成（如图5 -1所示）。
（二）桩体复合地基分类桩体复合地基可以根据其增强体的不同特性进行分类如下：1、按增强体材料：分为散体材料（砂石、矿渣、渣土等）、石灰、灰土、水泥土、混凝土与土工合成材料等。
2、按增强体黏结性：分为无黏结性（散体材料）和黏结性两大类，其中黏结性的又可根据黏结性的大小分为：低黏结强度（石灰、灰土等）、中等黏结强度（水泥土）、高黏结强度（混凝土、CFG桩等）。
3、按增强体相对刚度：分为柔性（如石灰、灰土）、半刚性（水泥土）、刚性（混凝土、CFG桩等）。
4、按增强体方向：分为竖向、斜向和水平向（如加筋土复合地基）三种。
5、按增强体形式：分为单一型（桩身材料、断面尺寸、长度一样）（如图5-1a所示）、复合型（如混凝土芯水泥土组合桩复合地基）（如图5-2a所示）、多桩型（如碎石——CFG桩复合地基等）（如图5—2b所示）、长短桩结合型（如图5-2 c所示）。
上述分类疗法汇总见表5-l。
对于增强体刚度与黏结性大小的划分，目前工程上尚无统一的定量标准，上述定性划分原则仅供参考。
如水泥土桩，桩身刚度与黏结性会因桩身水泥土强度不同而有较大变化，当水泥掺入量较低时，可能属于低黏结强度的柔性桩，而对于高强度的水泥土，力学特性又会接近于低标号混凝土，亦有文献将散体材料桩并入柔性桩进行分析，或将灰土桩、生石灰桩等低黏结强度桩视为散体材料桩。
按照复合地基增强体工程特性进行的分类表5-1续表注：桩的刚柔是相对的，不能只由桩体模量确定。
第四章复合地基
桩基础
端承桩
土层
土层 土层
岩层
摩擦桩
复合地基
土层
二、复合地基的效用 ①桩体效用
桩体复合地基中桩体的刚度比桩间土体的大，在荷载作 用下，为了保持桩体和桩间土之间变形协调，地基中的应 力将按材料模量分配。因此，桩体上产生应力集中现象， 使桩体承担较大比例的荷载，桩间土承担的荷载相应减小。 这样就使复合地基承载力较原天然地基承载力有所提高， 地基沉降量减小。随着桩体刚度的提高，其桩体效用发挥 更加明显。
区别于桩基础
区别于天然地基
浅基础
复合地基
桩基础
Shallow Foundation Composite Foundation Pile Foundation
二、复合地基的分类
柔性桩复合地基（碎石桩、砂桩） 竖向增强体复合地基 半刚性桩复合地基（石灰桩、深层搅拌桩） 复合地基 刚性桩复合地基（混凝土类桩） 水平向增强体复合地基
1)用桩体强度指标和桩间土强度指标
2)用复合土体综合强度指标
四、复合地基沉降 复合地基总沉降量 s是加固区的沉降量 s1 和 加固区下卧层的沉降量 s2两部分之和。
4.1 加固区沉降量s1的计算 1）复合模量法 将复合地基中增强体和基体两部分组成的非均质加固 区视为一分层均质的复合土体，采用复合模量代替原非均 质加固土体的模量。
3.2 应力比公式
3.3 复合土体稳定分析法
在圆弧分析法计算中，假设的圆弧滑动面往往经过加固区 和未加固区。地基土的强度应分区计算。加固土和未加固 土采用不同的强度指标，未加固区采用天然地基土体强度 指标。加固区土体强度指标可采用复合土体综合强度指标， 也可分别采用桩体和桩间土的强度指标计算。
复合地基
f p,k nf s ,k
f sp ,k [1 m(n 1)] / n f p,k
f p,k nf s,k
2、柔性桩复合地基
f sp ,k f p,k m (1 m) f s,k
桩间土承载力折减系数，对摩擦桩取0.5～1.0， 对摩擦支撑桩取0.1～0.4。
3、挤密作用
砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩和CFG桩在施工过程中，由于 振动挤密、排土等原因，对土体起到一定密实作用。 石灰桩：桩体的吸水和膨胀作用对桩间土同样起到挤密作用。 4、加筋作用： 提高土体 f 增强土体抗滑能力
二、破坏模式及其影响因素 1、破坏模式： 桩间土先破坏、桩体破坏（多见）、桩和桩间土共同破坏 （2）膨胀破坏：在荷载作 用下，桩间土不能提供足够 的围压来阻止桩体产生过大 侧向变形，从而产生桩体的 破坏。 （1）刺入破坏： 桩体刚度大，地基强度低， 桩体应力集中远大于地基 承载力。
Ss S p
Es E p
Fs Fp
2、加速固结作用： k (1 e0 ) 固结系数： C v a w
采用砂桩和碎石桩时，砂和碎石桩使地基的渗透系数k增大， 加速了饱和土体的固结。 水泥土桩减小了地基的压缩系数 a，a的减小幅度大于k，同 样能提高固结系数，加快土体固结。
c(i-1)
e1i e2i hi zi hi 1 e1i i 1 E si
n
)/2 )/2
计算下限
σ σ
ci
Δ pi=(σ zi+σ σ z=0.2或0.1σ
c
z(i-1)
c
加固区的计算方法：
复合模量法
将桩和土视为一复合体，采用复合压缩模量法 来评价复合土体的压缩量：
第2章 复合地基理论
地基处理
2.2 复合地基的作用机理与破坏模式
（1）复合地基的作用机理 ①桩体作用；②加速固结作用；③振密、挤密作用 ④加筋作用；⑤垫层作用
（2）复合地基的破坏模式
地基处理
2.3 复合地基的有关设计参数
（1）面积置换率
f. 时间 ②桩土应力比n的计算公式 a. 模量比公式
b. Baumann（1974）公式
c. Priebe公式
地基处理
2.3 复合地基的有关设计参数
d. Rowe剪胀理论的改进公式
如不考虑桩间土的剪胀性则式（2-9）变为:
e. 据复合地基和天然地基载荷试验p-s曲线推算公式
（3）复合模量
地基处理
2.4 复合地基承载力
（1）散体材料桩桩体承载力计算
①侧向极限应力法 ②被动土压力法 ③Brauns计算式 桩体极限承载力为：
根据极限承载力可由式（2-16）得出承载力标准值：
地基处理
2.4 复合地基承载力
（2）柔性桩桩体承载力
①按桩体材料强度计算
单桩竖向承载力标准值： ②按土的支持力计算 （3）刚性桩桩体承载力 （4）复合地基承载力
（3）桩身压缩量法
地基处理
Thank you
地基处理
复合地基置换率m为：
复合地基置换率分别为：
地基处理
2.3 复合地基的有关设计参数
（2）桩土应力比 桩土应力比n为： ①影响桩土应力比的因素 a. 荷载水平
b. 桩土模量比
地基处理
2.3 复合地基的有关设计参数
c. 复合地基面积置换率 d. 原地基土强度 e. 桩长
复合地基
种类
复合地基一般分为水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰 土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基。 一般情况下复合地基的处理方式参 照地区土质情况设定。
螺杆平面及空间合适的刚度梯度，从而获得了高强度的复合地基。
（2）螺杆桩复合地基中形成了土的三维应力状态，使土的强度高于其自身承载力的基本值，从而使土的参与 工作系数大于1，这是任何其它类型复合地基无法实现的。
（3）螺杆桩复合地基中优化的竖向刚度，使之形成了三层地基，从而减小了复合地基的沉降。特别是它有效 地解决了建筑物或构筑物的不均匀沉降问题。
（4）螺杆桩复合地基的设计可以有效降低地震力对结构的影响，同时，即使在建筑物过大水平位移情况下， 仍可以有效的传递垂直荷载，并由于加固后消除了可液化土层，从而可以广泛地应用于地震区。
谢谢观看
（8）螺杆桩复合地基中螺杆桩可用常规的建材，因此有材料来源广泛、材料廉价的特点。
（1）、大幅度节省投资 与普通桩基和其它类型复合地基相比，可节约造价。 （2）、强度高 处理后的螺杆桩复合地基可用于高层与超高层建筑。 （3）、工期短、工艺简单 平均施工工期比普通钻孔桩桩基础缩短三分之一以上。 （4）、沉降小 据对已完工项目的沉降观测统计：沉降量在5—25㎜，特别是它有效地解决了不均匀沉降问题。 （5）、应用范围 可应用于高层建筑、多层建筑、机场、大型储罐、堆场、路基、桥梁基础等多种建设工程。 （6）、适用多种土层
复合地基
介绍
01 种类
目录
02 螺杆桩
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加 固区是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下，基体 和增强体共同承担荷载的作用。根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复 合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。
第九章复合地基理论
▪ 复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地 基，复合地基属于地基范畴，而桩基属于基 础范畴，所以两者又有其本质区别。
➢ 复合地基与桩基比较
① 桩身材料与强度。复合地基中桩有散体材料
桩、柔性桩、半刚性桩和刚性桩；桩基中的桩均
为刚性桩； ② 桩与上部结构的连接方式。复合地基中桩体与 基础不是直接相连的，它们之间通过垫层（碎石 或砂石垫层）来过渡；而桩基中桩体与基础直接 相连，两者形成一个整体。如图所示。
s Ps / P
▪ 式中：
Pp ——桩承担的荷载；
▪
Ps ——桩间土承担的荷载；
▪
P ——总荷载。
▪ 当平均面积置换率已知后，桩土荷载分担比和桩土
应力比可以相互表示。
▪ 当测得了桩土荷载分担比 p 、 s 后，可求得桩
顶平均应力：
p
P p
Ap
P p
mA
▪ 桩间土平均应力为：
s
P s
As
P s
a.桩基础
b.复合地基
复合地基——桩基的区别
复合地基的常用形式分类
在工程实践中应用的复合地基型式很多，可 从下述三个方面来分类： ①增强体设置方向； ②增强体材料； ③基础刚度以及是否设置垫层等。
▪ （1）按增强体设置方向：竖向、水平向及斜 向
▪ （2）按增强体材料：①土工合成材料，如土 工格栅、土工织物等；②砂石桩；③石灰桩 、水泥土桩等；④CFG桩和低强度混凝土桩 等；⑤两种以上竖向增强体（多元复合地基 ）；⑥水平向和竖向增强体（柱网复合地基 ）
斜向增强体复合地基
▪ （3）按基础刚度和垫层设置：①刚性基础， 设垫层；②刚性基础，不设垫层；③柔性基 础，设垫层；④柔性基础，不设垫层。
复合地基
水泥土桩体与桩间 土应力应变关系
复合地基的二次屈服现象
4 复合地基承载力计算（桩体复合地基）
4.1桩体复合地基承载力计算模式
复合地基的承载力特征值的估算：
f spk
Ra = mf pk + b (1- m) f sk = m + b (1- m) f sk Ap
4.2 桩体极限承载力计算
1、粘结材料桩极限承载力计算
（1）成桩时的挤密作用 （2）振动、扰动引起的孔压升高，土体强度下降，而后的触变恢复。 （3）桩体材料对桩间土的影响。（吸水、放热、离子交换等） （4）桩体透水时的排水固结作用。
以上因素大多是使桩间土极限承载力高于天然地基承载力
2、桩间土极限承载力计算方法 通常桩间土极限承载力取相应的天然地基极限承载力值。 除载荷试验或查规范外，常用Skempton极限承载力公式计算：
水 下 的 碎 石 桩 复 合 地 基
碎石桩复合地基
强夯置换复合地基
码头
机场
2 复合地基的分类与形成条件
（1）根据地基中增强体的方向可分为水平向增强体复合地基 和竖向增强体复合地基。
均质人工地基
双层地基
水平向增强 复合地基
竖直向增强 复合地基
（2）根据复合地基工作机理可作下述分类；
散体材料桩复合地基 柔性桩复合地基 竖向增强体复合地基 粘结材料桩复合地基 半刚性桩复合地基 复合地基 刚性桩复合地基 水平向增强体复合地基
初期
主要 指天 然地基 中 设 置碎石 桩而 形成的 碎 石桩复合地基
后来
深层搅拌法和高压喷
射注浆法的应用，人们开 始重视水泥土桩复合地基
的研究
复合地基定义的争论
第三章5复合地基理论简述
2019/10/15
12
碎石桩破坏机理
四、应力特征 1、 复合地基设计参数（p164）
⑴ 面积置换率（m）
m AP A
⑵桩土应力比（n）
n P S
AP A
σP σS
桩
体
⑶ 复合模量
——与原非均质复合土体等价的均质复合土
201体9/10的/15 模量。
13
2、桩土应力比（n）
⑴ 桩土应力比的影响因素 与荷载水平 桩土模量比、 桩土面积置换 率、软地基土 的强度、桩长 固结时间和垫 层情况等因素 有关。
相等，即：
S P △S
则有 P EP P
S ES S
σP σS
桩
故
2019/10/15
n P EP S ES
体
19
五、复合地基承载力计算
⒈ 复合地基承载力公式及修正
假定竖向增强体（桩）与桩间土等应变，且
二者同时达到极限状态，复合地基极限承载力是 二者的简单叠加，用面积加权平均法，其简化计 算公式为：
S=S1+S2
式20中19/1：0/15S1、S2—分别为加固区复合土层和下卧层的压缩量。26
⒈ 加固区压缩量（S1）的计算
目前有三种计算方法：复合模量法、应力修 正法和桩身压缩量法。
复合模量法（Ec法）：
将复合地基加固区视为均一化复合土或分层 均一化复合土。引入复合压缩模量Ec，采用分层 总和法计算加固区的压缩量，即：
2019/10/15
3
复合地基中桩体与基础往往不是直接相连，它们 之间通过褥垫层过渡；桩基中桩体与基础直接相 连，二者形成一个结构整体。
增强体
褥垫层
桩基
第七章 复合地基
复合地基
按成桩所采用的材料可分为： 1．散体土类桩——如碎石桩、砂桩等， 2．水泥土类桩——如水泥土搅拌桩、旋喷桩等， 3．混凝土类桩——树根桩、CFG桩等。CFG桩是碎石桩的
按成桩后桩体的强度(或刚度)可分为： 1．柔性桩——散体土类桩属于此类桩， 2．半刚性桩——水泥土类桩， 3．刚性桩——混凝土类桩。
密砂石校法、土桩、灰土桩法、夯实水泥土桩法、孔内夯扩桩 法。 5．加筋，包括加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度桩复合地基 法、钢筋混凝土桩复合地基法。 6．冷、热处理，包括冻结法、烧结法。
复合地基与双层地基
图1－3复合地基与双层地基 a)复合地基；b)双层地基
复合地基与双层地基在荷载作用下的性状有较大区别，在复合地基计 算中直接应用双层地基计算方法是不妥当的，有时是偏不安全的
复合地基
指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被
置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然 地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成的人
工地基。在荷裁作用下，基体和增强体共同承担荷裁的作用。
根据地基中增强体的方向又可分为水平向增强体复合地基和竖 向增强体复合地基。
如何设置增强体以保证增强体与天然地基土体能够共同承 担上部结构荷载是有条件的，这也是在地基中设置增强体 能否形成复合地基的条件
B
值，则 A 值增大，而 B 值减小。理论上当 E1 / E2 趋向∞时，双层地基中 B 点 坚向应 B 趋向零，而复合地基 A 点竖向应力 A 是不断增大的。由上述分析 可以看出复合地基与双层地基在荷载作用下地基性状的差别是很大的。
复合地基，一般可认为由两种刚度(或模量)不同的材 料(桩体和桩间土)所组成，在相对刚性基础下两者共 同分担上部荷载并协调变形(包括剪切变形)的地基。
《复合地基技术规范》课件
展望未来发展方向
加强基础理论研究
深入研究复合地基的力学性能 和变形机理，为未来技术的发
展提供理论支撑。
探索新型复合地基
针对不同工程需求，研发新型 复合地基，提高地基处理效果 和工程安全性。
推广智能化监测技术
利用物联网、大数据等先进技 术，实现对复合地基的实时监 测和预警，提高工程管理的智 能化水平。
外观质量
复合地基表面平整，无裂缝、起 皮等明显缺陷。
尺寸偏差
复合地基的尺寸偏差应在允许范 围内。
承载力
复合地基的承载力应满足设计要 求，且在规定荷载下的沉降量不
超过允许值。
06
《复合地基技术规范》实 施建议与展望
实施建议
制定详细的实施计划
加强培训与宣传
为确保《复合地基技术规范》的顺利实施 ，应制定详细的实施计划，明确责任分工 和时间节点。
分类
根据增强体的不同，复合地基可以分为散体材料复合地基、柔性材料复合地基 和刚性材料复合地基。
复合地基的优点与局限性
承载力提高
通过在地基中增加增强体，可以 提高地基的承载能力。
变形控制
复合地基可以有效控制地基的变 形，减少不均匀沉降。
复合地基的优点与局限性
施工简便
复合地基的施工方法相对简单，易于 操作。
强化国际交流与合作
积极参与国际学术交流和技术 合作，引进国外先进技术和管 理经验，推动我国复合地基技
术的发展。
与其他相关规范的协调性
1 2
确保与国家标准的协调一致
《复合地基技术规范》应与国家相关标准保持协 调一致，避免出现标准冲突和重复。
促进与其他行业规范的衔接
《复合地基技术规范》应与其他相关行业规范进 行衔接，确保不同行业之间的协同合作。
岩土工程知识复合地基常采用的方法
岩土工程知识复合地基常采用的方法一.复合地基：部分土体被增强或被置换形成增强体，由提升体和周围土共同承担荷载的地基。
增强体和周围地基土协作变形，共同承担互相合作上部结构传下来的荷载。
二.复合地基分类复合地基根据地基中增强体的设置方向可水平分为向增强体复合地基和竖向增强体复合地基几大类两大类。
1.水平向增强体复合地基就是在地基中水平向各种加筋材料，如土工织物、金属材料、土工格栅、竹筋等形成的复合地基。
加筋材料的作用是约束地基土侧向位移，增强土的抗剪能力，防止地基土侧向挤出。
2.增强体复合地基中的竖向增强体习惯上称之为桩，因此又称为桩体复合地基。
竖向增强体复合地基根据竖向增强体的性质和成桩后的刚度分为三类：柔性桩复合地基、半刚性桩复合地基和刚性桩复合地基。
三.复合地基常采用的方法：(1)振冲置换法;(2)强夯置换法;(3)砂石桩置换法;(4)石灰桩法;(5)深层搅拌法;(6)高压喷射注浆法;(7)振冲密实法;(8)挤密砂石桩法;(9)土桩;(10)灰土桩法;(11)夯实水泥土桩法;(12)孔内夯扩桩法;(13)低强度桩复合地基法令;(14)钢筋混凝土桩复合地基法四.褥垫层下工夫竖向增强体和基础间铺设的一层碎石垫层称为褥垫层，厚度一般为300-400mm，具有如下作用：(1)调整桩土应力比：褥垫层使一部分基础荷载传到桩间土上，保证桩土共同承担荷载，调整桩土间压强比。
特别是当桩身刚度较大时，设了褥垫层之后，桩土应力比减小，桩间土的应力增大，更稳定以利于改善浅层桩体的强度和稳定，发挥桩间土的潜力。
褥垫层越厚，桩土应力比越小，反之亦然。
(2)排水作用：能缩短排水路径，加速软土的固结。
(3)应力扩散作用：褥垫层泥水是由砂砾或碎石材料经夯压密实形成的，具备较高的抗剪强度，具有一定的应力扩散作用。
复合地基与桩基的区别(1)承载特性桩基上部荷载全部由桩土石方承担，复合地基上部荷载由桩和桩间土共同承担。
(2)构造特征五.作用机理在地基复合施工阶段的作用机理主要表现为挤密效应和排水固结效应，工作阶段的作用机理主要表现为桩体效应、坎氏效应和加筋效应。
第4章复合地基
第4章 复合地基第四章 复合地基主要内容 主要内容4.1 概述 4.2 复合地基的承载力 4.3 复合地基沉降4.1 概述第4章 复合地基一、复合地基的概念4.1 概述复合地基composite subgrade ：部分土体被增强或 被置换形成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷 载的地基。
增强体和周围地基土协调变形，共同承担上 部结构传下来的荷载。
二、复合地基分类复合地基根据地基中增强体的设 置方向可分为水平向增强体复合地基 和竖向增强体复合地基两大类。
4.1 概述第4章 复合地基水平向增强体复合地基就是在地基中水平向铺设各种加筋 材料，如土工织物、金属材料、土工格栅、竹筋等形成的复合 地基。
加筋材料的作用是约束地基土侧向位移，增强土的抗剪 能力，防止地基土侧向挤出。
竖向增强体复合地基中的竖向增强体习惯上称之为桩，因 此又称为桩体复合地基。
竖向增强体复合地基根据竖向增强体 的性质和成桩后的刚度分为三类：柔性桩复合地基、半刚性桩 复合地基和刚性桩复合地基。
柔性桩复合地基 竖向增强体复合地基 半刚性桩复合地基 复合地基 水平向增强体复合地基 刚性桩复合地基4.1 概述第4章 复合地基三、复合地基与桩基的区别 1、承载特性 桩基上部荷载全部由桩承担，复合地基上部荷载由桩和桩 间土共同承担。
2、构造特征4.1 概述第4章 复合地基四、复合地基作用机理复合地基在施工阶段的作用机理主要表现为挤密效应和 排水固结效应，工作阶段的作用机理主要表现为桩体效应、 垫层效应和加筋效应。
①挤密效应：竖向增强体复合地基在施工过程中将桩位 处的土部分或全部的挤压到桩侧，使桩间土体挤压密实。
②排水固结效应：增强体透水性强，是良好的排水通 道，能有效地缩短排水距离，加速桩间饱和软粘土的排水固 结。
③桩体效应：复合地基中桩体刚度大，强度高，承担的 荷载大，能将荷载传到地基深处，从而使复合地基承载力提 高，地基沉降量减小。
复合地基简述
L/d
桩的长径比L/d与n的关系曲线
n随着L增加而增大，但当桩长达到某一值时，n值基本上不再
增加。为此，存在一有效桩长Lo的概念。
碎石桩复 合地基n 与t的关系 曲线
建筑物施工过程中碎石桩 复合地基实测n与t的变化 情况Biblioteka 四、桩体复合地基承载力计算
1、复合地基极限承载力pcf ：
在桩体未有贯穿整个软弱土层时的复合地基中，垫层 的作用尤其明显。 3）加速固结作用 除碎石桩和砂桩具有良好的透水性，可加速地基的固 结外，水泥土类、混凝土类桩也可加速地基的固结。 Cv=k(1+e。)/γw· a t=2.47H2/Cv 式中：Cv－固结系数；k－渗透系数；e。－天然孔隙比； γw－水的重度；a－压缩系数；H－土层固结的厚 度；T－最终沉降完成所需时间。 水泥土类桩使k降低，同时使a减小，而且后者的减小 幅度要前者为大。
二、作用机理和破坏模式
1、作用机理
1）桩体作用 由于桩体的强度较桩间土为大，在刚性基础等量变形 时，地基中的应力将按材料的模量进行分布，在桩体上产 生应力集中现象，大部分荷载由桩体承担，桩间土上应力 减少。 2）垫层作用 桩与桩间土组成的复合层，由于其性能优于原天然地 基，它可起到类似垫层的换土、均匀地基应力、增大应力 扩散角的作用。
2、确定桩体极限承载力ppf
a. 桩体极限承载力ppf 可通过现场试验确定（首 选）。 b. 无试验资料时，对刚性桩复合地基和柔性桩复 合地基，桩体极限承载力可采用类似摩擦桩极 限承载力计算式计算，其表达式为：
p pf ( fSa Li Ap R) / AP
按上式计算桩体极限承载力外，尚需计算桩身 材料强度允许的单桩极限承载力，即：
复合地基
采用第二种思路，复合地基承载力确定的核心是确定 复合地基的抗剪强度ps，一般可按桩体和基体均发挥抗剪 强度，由此可得到
ps m p(1 m) s
(1 m)[c s ( s p s z ) cos2 tan s ] m[c p (n s p p z ) cos2 tan p ]
复合地基概论
基本概念 复合地基承载力 复合地基沉降
基本概念
复合地基是指天然地基经加固处理，部分土 体得到加强，或被置换，或在天然地基中设置加 筋材料，形成的基体（天然土体）和增强体复合 而成的人工地基。 复合地基是人工地基加固的主要形式之一， 应用十分广泛。
根据增强体的性质和布置方向，又可将复合地基 进一步分为
下卧层沉降S2的计算中，土的变形规律和指标均与 传统分层总和法相同。 下卧层的附加应力的计算，方法不尽相同。 常见的方法是首先算出加固区底面附加应力pb，再 按Boussenessq弹性理论求解下卧层中的附加应力，pb 的计算以应力扩散法和等效实体法最具代表性。 近年来，有人尝试采用Boussenessq解和Mindlin解 积分相耦合方法计算下卧层附加应力，显然这需已知桩 体的荷载传递规律，应用起来并不十分方便。 此外，有限单元法等数值计算方法，应用于复合地 基沉降计算，但参数确定缺少简单、有效方法，直接应 用于工程设计尚有困难。
柔性桩（散体材料桩）复合地基
竖向增强体
复合地基 半刚性桩（水泥搅拌桩）复合地基 水平向增强体 加筋体复合地基
复合地基中， 人工增强体存在，区别于天然地基 增强体与基体共同承担荷载的特性，不同于桩基础。 由于其组成和受力的复杂性，相对天然地基和桩基础， 复合地基工作机理和计算理论的研究相对更加不完善， 甚至可以说复合地基理论体系尚在形成和发展中。
复合地基
根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。
1、复合地基，不用细说拿刚性桩CFG桩复合地基来说。
其为地基，基础下传力与基础传给天然地基模式相同。
由增强体与桩间土共同作用，顶设散粒褥垫层。
其工作模式是浅基础工作模式。
A!fRpN2、复合桩基：为深基础，工作模式是上部荷载通过桩结点传递给深层土。
一般组成为单一承台与承台下多根桩组成。
桩与承台为刚性连接，考虑群桩折减与承台作用。
所谓刚性桩复合地基就是用钢筋混凝土桩或素混凝土桩这样的刚性桩作为增强体与周围土体共同承担上部荷载而形成的复合地基。
是近几年来涌现出的新的地基处理方式之一。
主要区别是基础通过褥垫层传载给增强体与桩间土，复合桩基是承台直接传载给桩与桩间土。
复合桩基属于复合地基的一部分,复合地基基本是通过加强或置换天然地基来提高地基承载力和减少沉降.设置褥垫层作用是让桩产生刺入变形,并把力协调传给桩和桩间土。
上海地区,土质很软,虽然埋身1.5左右的持力层对多层建筑来说可提供足够的承载力(80kpa),但是为了控制沉降,一般也会打一些长度16m左右的小方桩.我们管这个也叫复合桩基.复合地基与复合桩基相同的地方是两个都利用了浅层土体的承载力。
不同的就是前面提到的，复合地基是对软土本身的加固，在软土中设置了若干加强体，桩体与软土共同承担上部荷载；而复合桩基的桩则是将上部荷载传递到较深较好的土层中。
从荷载传递机理来说，复合地基与复合桩基有很大的区别。
从名字上就很能说明问题，复合地基主要是地基指的是加强体加固后整个地基。
而复合桩基是指桩基，指的是桩基的计算中考虑承台下土的贡献后的桩基。
不考虑与基础的连接,对摩擦型桩与CFG桩在竖向抗压承载理论是一致的!应该从传力路径上区别：复合桩基较复合地基传力更明确。
复合桩基：上部荷载-承台-桩-桩间土。
复合地基的基本概念
（3）高粘结强度桩复合地基。比如CFG桩复合地基。
桩体粘结强度的变化，对复合地基的工作性状影响很大。按桩体材料粘结强 度分类，有助于对复合地基个性的认识和系列化的研究。
复合地基中的桩体为同一种材料的称为单一桩型复合地基。这类复合地基可 以是桩径相同，而桩距和桩长不同。比如如图所示②、④土层为相对硬土层，考 虑到复合地基中桩距既不宜过大、也不宜过小的原则，当全部采用短桩方案时， 承载力和变形不能满足设计要求，当全部采用长桩设计方案时，设计又过于保守。 此是可以采用长、短桩相结合的复合地基方案。
mn 1 m(n 1)
Ps
s
As
P(1 m) 1 m(n 1)
s
Ps P
1m 1 m(n 1)
由于不设置褥垫层，复合地基桩间土承载力很难发挥，许多学者认 为，这样的人工地基不能划归复合地基，同时建议在基础和桩之间设 置一定厚度的褥垫层并相应提高桩间土承载力发挥系数。
尤为重要的是，对水泥土桩复合地基，基础下设置一定厚度的褥垫 层，还可以改善复合地基桩土相互作用性状。由于褥垫层的变形调整 作用，桩间土表面沉降大于桩顶沉降，在桩的上部形成负摩擦区，负 摩擦力对于桩基础是不利的，但对复合地基，桩有阻止桩间土下沉的 作用，减小桩间土的沉降变形。
承载能力。
3
（2）桩体材料的室内三轴试验表明，水泥土抗压强度随围压 的增加而有
所增加，可提高桩体抗压强度，尤其可增强桩顶部位抵抗受压破坏的能力。
15
通过以上的讨论可以得到如下认识：
（1）由增强体（桩）、桩间土构成的复合土体与基础之间应设置一定厚度的 褥垫层（褥垫层材料一般为散体材料，如砂、碎石等），以保证桩土共同承担荷 载。特别是对于中、高粘结强度桩、褥垫层是复合地基中不可缺少的一个组成部 分。
复合地基重点
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3.3 复合地基承载力 一、散体材料桩桩体承载力计算 散体材料桩在承受荷载时，将对桩周土产生水平方向的侧挤力，一旦侧挤力超过桩周土的侧限阻力，桩体将发生破坏。因此，桩周土可能发挥的侧限能力决定了散体材料桩的极限承载力。目前确定桩体承载力的方法除了荷载试验和经验的计算图表外，还有很多计算公式。这些公式基本上是根据鼓胀破坏模式推导出来的，主要有以下几种： 1、侧向极限应力法 散体材料桩在荷载作用下，桩体发生鼓胀，桩周土进入塑性状态，由侧向极限应力即可算出单桩极限承载力。侧向极限应力法的一般表达式如下：
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（2）柔性桩复合地基承载力式中：β—桩间土承载力折减系数，对摩擦型桩取β =0.5~1.0,对摩擦支承型桩取β =0.1~0.4。（3）对刚性桩复合地基：两种计算公式
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本章要点:
1、熟练掌握复合地基概念；2、掌握复合地基设计参数：（1）复合地基置换率为：m=Ap/A（2）桩土应力比n及影响因素3、熟练掌握复合地基承载力的主要确定方法(1)复合地基载荷试验;(2)复合求和法；（掌握公式用法：后面还要介绍）（3）稳定分析法。4、了解复合地基分类；5、了解复合地基中不同桩体桩的承载力确定：试验法、计算2）鼓胀破坏模式见图3.1-1 (b)。在荷载作用下，桩间土不能提供足够的围压来阻止桩体发生过大的侧向变形，从而产生桩体的鼓胀破坏。桩体发生鼓胀破坏引起复合地基全面破坏。散体材料桩复合地基较易发生这类破坏。在一定的条件下，柔性桩复合地基也可能产生这类型式的破坏。 （3）整体剪切破坏模式见图3.1-1（c）。在荷载作用下，复合地基产生图中所示的塑性区，在滑动面上桩体和土体均发生剪切破坏。散体材料桩复合地基较易发生这类型式的整体剪切破坏，柔性桩复合地在在一定条件下也可能发生这类破坏。 （4）滑动破坏模式见图3.1-1（d）。在荷载作用下，复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏。在滑动面上，桩体和桩间土均发生剪切破坏。各种复合地基都可能发生这类型式的破坏。