4.复合地基理论与设计

经修正的承载力小于桩周土的承载力特征值的平
均值时，可取0.5~0.9，差值大或设褥垫层时均取 高值
地基处理
西南科技大学
旋喷桩复合地基
桩间土折减系数β 取值取0~0.5，承载力较低时取 低值。
地基处理
西南科技大学
3.2 复合地基承载力的修正
经处理后的地基，仅根据基础埋深对地基承载力特征值进
行修正 。
3 复合地基承载力的确定
3.1 复合地基承载力确定
复合地基承载力一般应通过现场复合地基荷载试验确定，
应按《地基处理规范》的附录进行。
初步设计时也可按复合求和法估算。 应力复合法 复合求和法 变形复合法
地基处理 西南科技大学
应力复合法
应力复合法认为复合地基在达到其承载力的时候，复合地 基中的桩与桩间土也同时达到各自的承载力
f spa f spk d m d 0.5
地基处理
西南科技大学
4 复合地基变形计算
变形计算深度 复合地基变形计算深度的确定方法与天然地基相同
0.025 si s n
i 1
n
地基处理
西南科技大学
若zn小于加固深度H1 ，则zn=H1
s s1
若zn大于加固深度H1
§14
复合地基理论
复合地基（Composite Foundation）一词,国外最早见于1962年。 复合地基的概念已成为很多地基处理方法的理论分析及公式建立的 基础和根据。它已广泛地运用于如碎石桩、砂桩、水泥土搅拌桩、 旋喷桩和石灰桩等加固地基的理论分析中。
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
载并协调变形（包括剪切变形）的地基。
复合地基计算简图
1 复合地基的分类
（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 粘结材料桩复合地基 柔性桩复合地基 半刚性桩复合地基 刚性桩复合地基
确定
6. 桩体承载力
的确定
7. 复合地基承载 力特征值的确定 8.确定面积置换率
11.其它验算 12.绘制施工图
西南科技大学
复合地基承载力检测（载荷试验
桩体的横截面积(Ap)与该桩体所承担的复合地基面积(Ae)之比称为复合 地基面积置换率(m)，
d2 m 2 Ae de
Ap
地基处理
西南科技大学
等边三角形布桩：de 1.05s 正方形布桩： 矩形布桩：
地基处理
de 1.13s
de 1.13 s1s2
西南科技大学
（2）桩土应力比
桩土应力比是指复合地基中桩体的竖向平均应力与桩间土 的竖向平均应力之比。
地基处理 西南科技大学
砂石桩复合地基
桩土应力比n一般取2~4，原土强度低取大
值，原土强度高取小值。 CFG桩复合地基 桩间土折减系数β 取0.75~0.95。天然地基承载
力较高时取大值。
地基处理
西南科技大学
水泥土搅拌桩复合地基
桩间土折减系数 β 取值：当桩端土未经修正的承
载力特征值大于桩周土的承载力特征值的平均值 时，可取0.1~0.4，差值大时取低值；当桩端土未




加固区土层的复合压缩模量Esp
Espi ζEsi

f spk f ak
5 复合地基一般设计过程
1.资料分析 2. 复合地基处 理方案的确定 3. 选择桩截面 尺寸 4. 加固深度选 择
地基处理
5. 加固范围的
9. 确 定 复 合 地 基桩的平面布 置和桩间距 10. 复合地基承 载力验算
f spk mf pk (1 m) f sk
f spk [1 m(n 1)] f sk
地基处理 西南科技大学
变形复合法 变形复合法认为复合地基在达到其承载力的时候，复合地 基中的桩与桩间土并不同时达到各自的承载力，桩的承载 力全部发挥而土的承载力并未全部发挥
Ra 1 m f sk Ap
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
砂石桩复合地基或水泥土桩复合地基 桩体与基础不相连
桩和桩间土共同承担荷载
?
根据桩体的刚度
与桩体刚度无关 根据其工作状态
复合地基是指两种刚度（或模量）不同的材料（桩体和 桩间土）所组成，在相对刚性基础上两者共同分担上部荷
形成条件
2 复合地基性状
2.1 作用机理
桩体作用
垫层作用
加速固结作用
挤密作用
加筋作用
垫层的作用：
理论研究和试验研究表明，基础和复合地基加固 区之间设置垫层不仅可保证各类增强体与桩间土 形成复合地基共同承担上部荷载，而且可以有效 改善复合地基中浅层的受力状态，如减小桩土荷 载分担比、提高桩间土的抗剪强度、提高增强体 承受竖向荷载的能力等。
p Ep n s Es
地基处理
西南科技大学
（3）复合压缩模量 在复合地基计算中，为了简化计算，将其视为一均质的复 ຫໍສະໝຸດ Baidu土层，那么与原非均质复合土层沉降量等价的均质复合 土层的压缩模量称为复合压缩模量
Esp mEp (1 m)Es
Esp [1 m(n 1)]Es
地基处理 西南科技大学
2.2
破坏模式
1．对于不同的桩型，有不同的破坏模式。 2．对于同一桩型，当其桩身强度不同时，也会有不同的破坏模式。 3．对于同一桩型，当土层条件不同时，也将发生不同的破坏模式。
非均质粘性土中碎石桩破坏机理
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
2.3 设计参数
（1）面积置换率
复合地基常用的形式
水平向增强 复合地基
竖直向增强 复合地基
斜向增强复 合地基
长短桩复合 地基
地基——复合地基——桩基 的区别
天然地基
复合地基
桩基础
复合地基中不存在类似桩基中的群桩效应。
复合地基犹似钢筋混凝土，其中地基中的桩体有如混凝
土中的钢筋。它的实质就是考虑桩、土的共同作用，这 无疑较之仅仅认为荷载由桩体来承担要经济和合理。
s s1 s 2
地基（包括加固区和下卧层）压缩变形量计算通常采 用分层总和法或《建筑地基规范》提供的方法，表达 式为
s=ψss’ = ψs
m n p0 p0 z z z z i j j 1 i i 1 i 1 j j 1 E E i 1 j 1 spi sj
f spk m
式中： ssp / ss
Ra u p q si l pi p q p Ap
i 1 n
地基处理
西南科技大学
砂石桩复合地基 应力复合法 石灰桩复合地基
其它柔性桩复合地基
水泥土搅拌桩复合地基 变形复合法 CFG桩复合地基 旋喷桩复合地基 其它半刚性、刚性桩复合地基