试论复合地基的应用

工 程 技 术
技 术 论 坛
２ ０ １ ５ 年３ 月 ・ ２ ３ ７・
试论 复合 地基 的应用
高 尚 爽 哭
摘 要 ： 复合地基技 术 已成为一种 常用的地基基础 型式。使用 复合 地基 可以更充分地利 用 自然基 金会和加 强双方 的潜力， 增强机体 可以调 节长度 ，刚度，以及 置换 率等复合地基的设计参数 。如 承载能力和控制 ，以满足 需要 结算费用，它有更 大的灵 活性 。复合地 基工程 需要 更多的经验 以寻 求实践发展 ，需要我 们不 断探 索其 理论， 以及加 强工程研究记 录，尽 可能达到设 计、 研 究、施工、业主单位 的共 同发展 与进步 。 ．
关键 词 ： 复合 地基 ； 地 基 处理 技 术 ； 应用
引 言
复合地基 是指天然 地基在地基处理后部分地基 中土体或本 身增 强或置换 以加 强体 而形成 的由基体和增强体组成 的人工地 基 。经过地基 处理后 的人工地基大致可分三类 ： 均质地基、多 层地 基和复合地基 。 １复 合地基概述 常见 的复合地 基处理形式有 水泥粉煤灰碎石 桩复合地基 、 碎石桩 复合地基 、水泥土桩复合地基 、 低强度桩复合地基、夯 实水泥土桩复合地基 、 钢筋混凝 土桩 复合地基 及加 筋土地基等 。 其 中采用 螺旋压灌桩 、沉管灌注桩 、静压预制桩等刚性桩与桩 间土共 同承担荷载者称为刚性桩复合地基 ，采用桩土共 同承担 荷载 的减沉桩 、疏桩基础实质上也是一种刚性桩复合地基，只 不过后两者 的桩常常被设计为发挥至接近桩的极承载力限。 般 的，在如下两种情况下可考虑采用复合地基 ： （ １ ）天然地基承载力满足要求 ，沉降过大 ，可采用少量桩 以减小沉 降 （ 称为减沉桩或控沉疏桩基础 ） ； （ ２ ）天然地基承载力与沉降均不能满足要求，采用适量桩 补充天然地基承载力不足 ，同时将沉降减少至沉降限定值以 内 （ 称为协力疏桩基础 ） 。 ２复合地基的基本原理 ‘ 复合地基根据地基 中增强体的方向可分为竖向增强体复合 地 基 和 水 平 向增 强 体 复 合 地 基 两 类 。 竖 向 增 强体 复合 地基 习惯 上称为桩体复合地基 。竖 向增强体复合地基根据增强体性质又 可分为散体材料桩复合地基 、柔性桩复合地基和刚性桩复合地
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桩 的优 点，将其融合 ，对 施工 中的水 泥掺量和配 比进行调 整， 使得桩体强度等级在 Ｃ ５～ Ｃ ２ ０ 之 间发生来 回变化 。 优点及作用 ： 水泥粉煤灰碎石桩法与其他方法相 比，优点 显著，施工工艺简单易行，施 工材料用量少、污染小 ；且受力 特性较相似于水泥搅拌时产生 的特性 。其对加固软弱地基 ，作 用较为 明显 ，与 碎石桩相 比，Ｃ Ｆ Ｇ桩 复合地基 的桩土应力大 ， 由于 Ｃ Ｆ Ｇ桩具 是有一定粘 结强度 的混合料 ，因此 在荷载作 用 下，Ｃ Ｆ Ｇ桩 的压缩 性小 于其周 围软土 ，桩体便 承载 了更为集 中的应力 ； 而 且 ， 水 泥粉 煤灰 碎 石 桩 法 其 挤 密 性 能 、 置换 作 用 效果好 ，使得复合土耳其 的承 载力 大大 提高。 适 用地基 ： 在 复合地基 的施 工中，要根据现场条件 ，合理 选 用适 合的施工 工艺。水 泥粉煤灰碎石桩法 一般适用 于处 理黏 性 土 、粉 土 、砂 土和 己 自重 固 结 的 素填 土 等 地 基 条 件 。对 于 地 下水位 以上的黏性土、粉 土、素填 土、中等密 实以上 的砂 土地 基 等，宜选 用长 螺旋 钻孔 灌注成桩 ； 对 于粉土 、黏性土及 素填 土 地 基 等 ， 宜选 用 振 动 沉 管灌 注 成 桩 。 ３ ． ３石灰桩法 方法概述 ： 石灰桩 的主要 固化剂为生石灰 ，将其与粉煤灰 或火 山灰 、炉渣 、矿渣 、黏性土等材料混合，按 比例混合均匀 ， 成孔后在桩孔 中用机械或人工分层振压 、夯实形成密实 的石灰 桩 。石灰桩 的强度可 以在外加剂 的掺和下进一步得到加强 。在 随 荷 载 时 ，石 灰 桩 会 产 生 应 力 集 中 的现 象 ，要 保 证 石 灰 桩 复 合 土耳其 的桩土应力 比，控制在 ２ ． ５～ ５ ． ０ 内。 施工处理 ： 在石灰桩 的施工 中，要注意施工顺序 ，保证先 外排后 内排 、先周边后 中间的顺序 ； 如果对原建筑 的地基进行 加 固，还要注意将施工 区与水源、生活 区等 间隔开来 ，避免污 染和危险 。在选材上 ，要选用新鲜 的生石灰块 ，掺和料要保持 适 当的含水量 ； 且桩位 的偏差不宜过大 ，石灰桩 的固定禁止 由 边 向另一边平行移动 。 适用地基 ： 石灰桩法适用 的地基类型包括饱和黏性土 、淤 泥 、淤泥质土 、素填土和杂填土等地基 。另外，对于地下水位 以上的土层 ，要适 当增加掺合料的含水量 ，并减少生石灰的用 量。 ３ ． ４水泥搅拌法 方法概述 ： 水 泥 搅 拌 法 用 于 加 固饱 和 和 软 黏 土 低 地 基 ，它 是将水泥或石灰作为 固化剂，在机械 操作下，将地基深处的软 土 和 固化 剂 搅 拌 ，使 软 土 在 一 系 列 反 应 下 具 备 整 体 性 和 水 稳 定 性 ，从而提高地基强度 ，增大变形模量 。 施工处理 ： 施工前 ，一定要进行工艺性试桩，保 证试桩数 量大于等于 ２ 根 ； 施工场地 要确 保平整性 ，及时清 除影 响施 工 的防碍物 品，要对搅拌头和机械进行专人监控，保持搅拌机底 盘 的水平和 导 向架 的竖 直，保证 搅拌桩 的垂 直偏差 不得大 于
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基。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
复合地基有两个基本特点 ： （ １ ）加固区是由基体和增 强体 两部分组成 ，是非均质和各 向异性的 ； （ ２ ）在荷 载作 用下，基 体和增强体共 同承担荷载 。前一特征使其区别于浅基 础 （ 均质 地基 ） ，后一特 征使其 区别 于桩基础 。从荷载传 递机理看 ，竖 向增强体复合地基介于浅基础和桩基础 之间。 在荷载作用下 ，增强体与基体通过变形 协调共 同承担荷载 作用是形成复合地基的基本条件。在承台荷 载作 用下 ，开始增 强体和土体 中应力大小大致按两者的模 量比分配 ，随着土体蠕 变，土 中应力可能进一步向增强体转移 。特 别是 当地基土体 中 超 孔 隙 水 压 力 消 散 、 土 体 固 结 后桩 间土 承 担 的荷 载 更 小 。 ３ 复 合 地 基 处 理 方 法 应 用 在 工 程 项 目的 施 工 中， 主 要 复 合地 基 处 理方 法 有 灰 土 挤 密 桩法和土挤密桩法、水泥粉煤灰碎 石桩 法、石灰桩法和水泥搅 拌法等。 ３ ． １灰土挤密桩法和土挤 密桩 法 方法概述 ： 灰土挤密桩法和土挤 密桩法 即在施工 时采用柔 性桩土桩或灰土桩，将其与桩间土共 同组成 复合地基 。先在地 基上打入钢 套管或振动沉 管，或者利用爆破 等手段打洞成 孔， 然后在 打好 的孔中分层依 次填入素土或灰土 。 适 用地 基 ： 灰土挤密桩法和土挤密桩法主要适用于处理地 下水位 以上的湿陷性黄土、素土和杂填土等地基类型 ，在遇到 具体复合地基时，还要对 其进 行具体分析 ，对主要 目标是消除 地 基土的湿 陷性时，宜采 取土挤密桩法 ； 对主要 目标是提高地 基 土的承载力或加强水稳 性时，宜采用灰土挤密桩法 。 ３ ． ２水泥粉煤灰碎石桩法 方法概述 ：水泥粉煤 灰碎石桩 简称 Ｃ Ｆ Ｇ桩 ，即在碎 石桩