复合地基理论简介
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p = p p m + ps ( 1 − m )
p = [m ( n − 1) + 1] ⋅ ps
复合地基应力状态
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
L
四、复合地基承载力计算：2
p cf = K 1 λ 1 m p p f + K 2 λ 2 (1 − m ) p sf
桩的强度发挥度 桩间土强度发挥度 处理后桩间土修正系数 反映复合地基中桩的实际承载力与单桩的 承载力不同的修正系数，一般＞1.0。
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
§5.6 复合地基稳定性验算
稳定性验算方法：瑞典条分法，或Bishop法 抗剪强度参数确定：分算法，或合算法
路堤
路堤地基
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
1、龚晓南.复合地基理论及工程应用. 北京:中国建筑工业出版社,2002. 2、龚晓南.复合地基设计和施工指南. 北京:中国建筑工业出版社,2003.
刚性基础下，变形协调
P PP PS S
ES EP
n = pp ps
应力集中系数： pp n μp = = p 1 + ( n − 1) m 应力降低系数 ps 1 μs = = p 1 + ( n − 1) m
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
L
一、设计计算参数___复合模量 Ec
P PP PS S
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
§5.2 复合地基的特点与形成条件
复合地基的特点
增强体与地基土体共同承担荷载并协调变形。 共同承担荷载并协调变形
复合地基形成条件
① 碎石桩复合地基形成条件 ② 有垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件 ③ 无垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
§5.6 复合地基破坏形式
a. 桩鼓出破坏 b. 桩刺入破坏
a) b) c)
c. 桩剪切破坏 d. 地基整体剪切 滑动破坏
路堤
路堤地基
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
§5.7 复合地基设计计算 一、设计计算参数 二、复合地基承载力计算 三、复合地基沉降计算 四、复合地基稳定性验算
常用地基处理方法
换土垫层法 ： 垫层法、强夯挤淤法 密实法(非饱和土)： 表层密实法、重锤夯实法、强夯法、
灰土桩法、振冲挤密桩法、夯实水泥土桩法
置换法(软土)：碎石桩法、石灰桩法、CFG桩法、筒桩法等 胶结法： 静压注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法 排水固结法： 堆载预压法、真空预压法、真空堆载预压法、
桩可向下刺入
承台
(桩密)
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
§5.3 复合地基与桩基础、浅基础的区别
浅基础
Shallow Foundation
复合地基
Composite Foundation
桩基础
Pile Foundation
∴ 复合地基是三种常用地基基础形式之一
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
§5.4 复合地基的分类
降低地下水位法、电渗排水法
复 合 地 基
加筋法： 土工织物法、加筋土法、土锚、土钉、树根桩法 热学原理法： 冻结法、烧结法
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第 5 讲 复合地基理论概论
§5.1 ～定义 §5.2 ～特点与形成条件 §5.3 ～与桩基和浅基础的区别 §5.4 ～分类 §5.4 ～加固机理 §5.5 ～破坏模式 §5.6 ～设计计算
Es Ep Ec
L
ES
EP
Ec = m ⋅ Ep + (1 − m ) Es＝[1 + m( n − 1)] Es
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四、复合地基承载力计算：1
pA = p p Ap + ps A − Ap
(
)
P PP PS S
ES EP A-A p Ap A
Ap ⎞ ⎛ p = pp + ps ⎜ 1 − ⎟ A A⎠ ⎝ Ap
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§5.1 复合地基的定义
垫层 复合体
复合地基
增强体
基体 地基土
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§5.1 复合地基的定义
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）和增强体两部分组成的人工地基。 ——龚晓南（1991）
① 水平向增强体～ ⎧按桩材性质分：散体材料桩～、柔性桩～、刚性桩～ ② 竖向增强体～⎨ ⎩按布桩形式分：变长度桩～、变直径桩～、变刚度桩～ ③ 斜向增强体～ ④ 组合型～
①
②
③
④
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§5.5 复合地基的加固机理
P S
ES EP
1、挤密作用
PS
PP
2、桩体作用
L
3、加速固结作用 4、加筋作用
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
一、设计计算参数___面积置换率 m
l
d
d
l
l l
d π 4 d = 2 ＝ 2 m= A de π 4 de Ap
2 2
de＝1.05 l，三角形布桩 de＝1.13 l，正方形布桩
一般 m = 0.1～0.4
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一、设计计算参数___桩土应力比 n
① 碎石桩复合地基形成条件
？
若 σ ru 2 > σ ru 1 则 p2 > p1
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② 有垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件
p p
有垫层
柔性桩 刚性桩
软土层
不 可 压 缩 层
软 土 层
不 可 压 缩 层
必然形成复合地基！
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③ 无垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件
p
低承台 无垫层 柔性桩 刚性桩
不可向下刺入
不 可 压 缩 层
p
可向下刺入
软 土 层
软土层
不 可 压 缩 层
视具体情况而定！
Questions：
1、刚性高承台桩可否构成复合地基？ 2、刚性低承台嵌岩桩可否构成复合地基？
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§5.3 复合地基与桩基础、浅基础的区别
(桩疏)
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五、复合地基沉降计算
s = s1 + s 2
加固区压缩量 下卧层压缩量
s
加固区
h
s2
下卧层
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z
S1 计 算
P
复合模量法（Ec 法）
PS
PP
应力修正法（Es 法）
L
桩身压缩量法（Ep 法）
ES
EP
Ec = m⋅ Ep + (1− m)Es＝[1+ m(n −1)] Es
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S
S2 计 算
按分层总和 法：
⎧ ① 压力扩散法 ⎪ 下卧层顶面处附加应力计算方法 ⎨ ② 等效实体法 ⎪ ③ 改进 Geddes 法 ⎩
Δpi S2 = ∑ Hi i =1 Esi
n
b
p
H
对于条形基础：
θ
f
pb
下பைடு நூலகம்层
θ
f
压力扩散 法：
b⋅ p pb = b + 2H tanθ H 等效实体法： pb = p − f b
p = [m ( n − 1) + 1] ⋅ ps
复合地基应力状态
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L
四、复合地基承载力计算：2
p cf = K 1 λ 1 m p p f + K 2 λ 2 (1 − m ) p sf
桩的强度发挥度 桩间土强度发挥度 处理后桩间土修正系数 反映复合地基中桩的实际承载力与单桩的 承载力不同的修正系数，一般＞1.0。
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§5.6 复合地基稳定性验算
稳定性验算方法：瑞典条分法，或Bishop法 抗剪强度参数确定：分算法，或合算法
路堤
路堤地基
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1、龚晓南.复合地基理论及工程应用. 北京:中国建筑工业出版社,2002. 2、龚晓南.复合地基设计和施工指南. 北京:中国建筑工业出版社,2003.
刚性基础下，变形协调
P PP PS S
ES EP
n = pp ps
应力集中系数： pp n μp = = p 1 + ( n − 1) m 应力降低系数 ps 1 μs = = p 1 + ( n − 1) m
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L
一、设计计算参数___复合模量 Ec
P PP PS S
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§5.2 复合地基的特点与形成条件
复合地基的特点
增强体与地基土体共同承担荷载并协调变形。 共同承担荷载并协调变形
复合地基形成条件
① 碎石桩复合地基形成条件 ② 有垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件 ③ 无垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件
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§5.6 复合地基破坏形式
a. 桩鼓出破坏 b. 桩刺入破坏
a) b) c)
c. 桩剪切破坏 d. 地基整体剪切 滑动破坏
路堤
路堤地基
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§5.7 复合地基设计计算 一、设计计算参数 二、复合地基承载力计算 三、复合地基沉降计算 四、复合地基稳定性验算
常用地基处理方法
换土垫层法 ： 垫层法、强夯挤淤法 密实法(非饱和土)： 表层密实法、重锤夯实法、强夯法、
灰土桩法、振冲挤密桩法、夯实水泥土桩法
置换法(软土)：碎石桩法、石灰桩法、CFG桩法、筒桩法等 胶结法： 静压注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法 排水固结法： 堆载预压法、真空预压法、真空堆载预压法、
桩可向下刺入
承台
(桩密)
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§5.3 复合地基与桩基础、浅基础的区别
浅基础
Shallow Foundation
复合地基
Composite Foundation
桩基础
Pile Foundation
∴ 复合地基是三种常用地基基础形式之一
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§5.4 复合地基的分类
降低地下水位法、电渗排水法
复 合 地 基
加筋法： 土工织物法、加筋土法、土锚、土钉、树根桩法 热学原理法： 冻结法、烧结法
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第 5 讲 复合地基理论概论
§5.1 ～定义 §5.2 ～特点与形成条件 §5.3 ～与桩基和浅基础的区别 §5.4 ～分类 §5.4 ～加固机理 §5.5 ～破坏模式 §5.6 ～设计计算
Es Ep Ec
L
ES
EP
Ec = m ⋅ Ep + (1 − m ) Es＝[1 + m( n − 1)] Es
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四、复合地基承载力计算：1
pA = p p Ap + ps A − Ap
(
)
P PP PS S
ES EP A-A p Ap A
Ap ⎞ ⎛ p = pp + ps ⎜ 1 − ⎟ A A⎠ ⎝ Ap
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§5.1 复合地基的定义
垫层 复合体
复合地基
增强体
基体 地基土
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§5.1 复合地基的定义
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）和增强体两部分组成的人工地基。 ——龚晓南（1991）
① 水平向增强体～ ⎧按桩材性质分：散体材料桩～、柔性桩～、刚性桩～ ② 竖向增强体～⎨ ⎩按布桩形式分：变长度桩～、变直径桩～、变刚度桩～ ③ 斜向增强体～ ④ 组合型～
①
②
③
④
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§5.5 复合地基的加固机理
P S
ES EP
1、挤密作用
PS
PP
2、桩体作用
L
3、加速固结作用 4、加筋作用
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一、设计计算参数___面积置换率 m
l
d
d
l
l l
d π 4 d = 2 ＝ 2 m= A de π 4 de Ap
2 2
de＝1.05 l，三角形布桩 de＝1.13 l，正方形布桩
一般 m = 0.1～0.4
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一、设计计算参数___桩土应力比 n
① 碎石桩复合地基形成条件
？
若 σ ru 2 > σ ru 1 则 p2 > p1
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
② 有垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件
p p
有垫层
柔性桩 刚性桩
软土层
不 可 压 缩 层
软 土 层
不 可 压 缩 层
必然形成复合地基！
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
③ 无垫层柔性与刚性桩复合地基形成条件
p
低承台 无垫层 柔性桩 刚性桩
不可向下刺入
不 可 压 缩 层
p
可向下刺入
软 土 层
软土层
不 可 压 缩 层
视具体情况而定！
Questions：
1、刚性高承台桩可否构成复合地基？ 2、刚性低承台嵌岩桩可否构成复合地基？
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§5.3 复合地基与桩基础、浅基础的区别
(桩疏)
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
五、复合地基沉降计算
s = s1 + s 2
加固区压缩量 下卧层压缩量
s
加固区
h
s2
下卧层
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
z
S1 计 算
P
复合模量法（Ec 法）
PS
PP
应力修正法（Es 法）
L
桩身压缩量法（Ep 法）
ES
EP
Ec = m⋅ Ep + (1− m)Es＝[1+ m(n −1)] Es
湖南大学陈昌富制作（2012.3）
S
S2 计 算
按分层总和 法：
⎧ ① 压力扩散法 ⎪ 下卧层顶面处附加应力计算方法 ⎨ ② 等效实体法 ⎪ ③ 改进 Geddes 法 ⎩
Δpi S2 = ∑ Hi i =1 Esi
n
b
p
H
对于条形基础：
θ
f
pb
下பைடு நூலகம்层
θ
f
压力扩散 法：
b⋅ p pb = b + 2H tanθ H 等效实体法： pb = p − f b