广义复合地基理论及工程应用
试论复合地基的应用
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
复合地基的作用
复合地基的作用复合地基是指结构工程中一种具有复合功能的地基。
它既能承受建筑物的重量和荷载，又能解决地基沉降和地震的问题，具有非常重要的作用。
以下是关于复合地基作用的生动、全面、有指导意义的文章。
复合地基是现代建筑工程中一种重要的技术创新。
它由土木工程师们结合地基工程学和地震工程学的理论与技术，通过多种材料和构造相互配合，使地基在承受楼房和荷载的同时，具备了防止地基沉降、改善地基土质和抵御地震的功能。
首先，复合地基能够有效承受建筑物的重量和荷载。
在建筑物的施工过程中，通过适当的地基处理，如深挖、压实或加入加固材料，可以提高地基的承载力和稳定性。
这样，即使是重型建筑物也能够安全地放置在复合地基上，有效避免了地基沉降和建筑物倾斜的问题。
其次，复合地基可以解决地基沉降的难题。
地基沉降是一个常见的问题，尤其是在软黏土地区。
通过采用复合地基技术，可以在地基土质中注入特殊的材料，如聚合物和水泥混合料，从而增加地基土的黏聚力和抗压强度。
这种方法不仅能够有效防止地基沉降，还能够提高地基的整体稳定性和抗震能力。
再次，复合地基对地震起到了重要的作用。
地震是一个有时无法预测的自然灾害，能够给建筑物和地基带来巨大的破坏。
而复合地基通过强化和加固地基结构，能够有效减轻地震对建筑物的影响。
这种地基在地震发生时能够通过承载和分散地震力量的方式，将地震释放到地下。
这样，地震对建筑物的影响减小，建筑物的倒塌风险也相应降低。
最后，复合地基还能够起到节省资源和环保的效果。
采用复合地基技术可以有效利用现有的地基资源，减少土地开挖和填方的使用。
此外，复合地基中的材料多为可再生和环保材料，如再生聚合物和再生混凝土。
这种地基结构不仅能够提高地基的质量和稳定性，还能够减少对环境的负面影响。
综上所述，复合地基在现代建筑工程中起到了非常重要的作用。
它不仅能够承受建筑物的重量和荷载，解决地基沉降的问题，还能够提高地基的抗震能力，节省资源和环保。
因此，在建筑设计和施工过程中，应当充分考虑复合地基技术的应用，以提高建筑物的质量和安全性。
复合地基理论及工程应用研究
2 复合地基理论的研究现状
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， 或在天然地墓 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， 复合地基 中增强体和基体是共同承担荷载的. 自20 实际60 年代， 国际上首次使用 “ 复 合地基” (ComPosite Foundation)一词以来， 复合地基理论已成为许多地基处理方法的理 论分析及公式建立的墓础和根据。且被大量 运用到如碎石桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、 石灰桩和灰土桩等加固地基的理论分析中。 近年来， 水泥粉煤灰碎石桩( CFG 桩) 、 树根 桩及疏桩基础也被引入复合地基理论范畴。 复合地基理论的研究已得到国内外岩土工程 界和学术界的重视。 复合地基的出现虽然才40 多年， 但其工
加剧 ， 甚至诱发地质病害。对工程地质特点 7结语 认识不足， 不能够及时预测和反馈地质病害， 地质勘察工作是山岭区高等级公路建设 只能被动地等待地质 病害的发生。在运营阶 成败的前期关键， 为此必须重视地质工作。 段， 地质工作目前还基本上是空白， 无法保证 山区高等级公路的安全顺畅。 参考文献 另 方面也是由于从事岩土工程的技术 【 JTJ 既 J I 碑一98， 公路工程地质勘察规范【 ， 1 5 人员本身能力有限所致。岩七工程在一定程 [2] JTG B01一 2003 ， 公路工程技术标淮1 5]. 度上属于经验学科， 技术人员的经验非常重 【 窦明健。 1 3 公路工程地质IM]， 人民交通出版 要， 由于技术人员水平参差不齐， 经常会出现 社. 错判、 漏判地质病害的现象。 公路行业以外的 4 1 ) 刘朝晖， 张映雪， 公路线形环境设计【 .北 Ml 地勘队伍往往对公路工程的特点及公路勘察 京: 人民交通出版社。 规范 了 解不够， 不能够有针对性的进行勘察， 资料经常不能满足设计要求。因此加强公路 岩土工程从业人员的技术水平是非常紧迫的 事情 。
复合地基技术在改造工程中的应用
复合地基技术在改造工程中的应用
复合地基技术是指利用一系列不同的地基加固措施的组合，以达到提高土层承载力、降低地基沉降、改善地基稳定性等目的的技术。
其基本原理是通过不同方式组合综合地使用，提高地基整体加固效果，以达到相应的土力学性能。
复合地基加固技术的应用非常灵活多样，主要包括以下几种：钢筋混凝土地基加固、灌注桩加固、土挡墙加固、砂浆土灌注加固、高压注浆加固、土钉加固等等。
每种加固技术的应用都是根据地质条件、建筑类型、所需的土壤力学参数等因素综合考虑选择的。
例如，在修建桥梁时，桥墩是其中关键部件。
当地基承载能力不足时，采用复合地基加固技术，将钢筋混凝土地基与灌注桩、土挡墙等综合使用，以提高桥梁的承载能力和稳定性，保证桥梁的安全运行。
另外，在城市中还存在着许多老旧住宅、办公楼等建筑，随着使用年限的增加，这些建筑的地基也出现了沉降、位移、开裂等问题，对于这类建筑，也可以采用复合地基技术进行加固。
通过对不同部位进行不同方式的加固，实现了对建筑结构的整体加固，保障了建筑的稳定使用。
《复合地基理论及工程应用》读后感
《复合地基理论及工程应用》读后感《复合地基理论及工程应用》读后感第一篇：《复合地基理论及工程应用》读后感《复合地基理论及工程应用》第二版，为龚晓南著，中国建筑工业出版社出版发行。
《复合地基理论及工程应用 (第 2版 )》全面地介绍了复合地基理论和工程实践方面的研究成果，在《复合地基理论及工程应用》(第一版 )的基础上对复合地基理论框架作了进一步完善，较系统地介绍了复合地基理论和实践的新发展。
全书共 16章：绪论，土和复合土的基本性状，复合地基荷载传递机理和位移场特点，复合地基的形成条件，复合地基在基础工程中的地位，复合地基常用形式及选用原则，桩体复合地基承载力，水平向增强体复合地基承载力，复合地基沉降计算，基础刚度对复合地基性状的影响，垫层对复合地基性状的影响，复合地基振动反应与地震响应，复合地基和上部结构共同作用分析，复合地基优化设计和按沉降控制设计，复合地基工程应用及实例，以及复合地基发展展望。
读完本书，我对复合地基有了进一步的了解和理解，目前在我国复合地基浅基础和桩基础，已经成为常用的三种基础形式。
复合地基在建筑工程、市政工程、道路工程以及堤坝工程中得到广泛应用。
复合地基已经不是陌生的词汇，但对复合地基，无论是学术界还是说工程界至今尚无统一的认识，复合地基是一个新概念。
复合地基的形式、组成复合地基增强体的材料、复合地基增强体的施工方法均对负荷地基的效用产生影响。
复合地基的效用主要有桩体作用、垫层作用、挤密作用、加速固结作用、加筋作用。
了解了土和复合土的基本性状，让我明明白了地基加固区的组成，对形成复合地基的常用增强体材料也有了进一步的理解，知道了复合地基的荷载传递机理以及复合地基的形成条件，学习了复合地基桩体承载力以及水平向增强体复合地基承载力、复合地基沉降计算。
通过复合地基工程应用及实例学习，知道了复合地基有初期的局限于采用散体材料加固软土地基（碎石桩复合地基）发展到各类柔性桩复合地基、刚性桩复合地基以及水平向复合地基（水泥土桩复合地基、低强度桩复合地基、桩网复合地基、钢筋混凝土桩复合地基、加筋土地基等），知道了各类复合地基的适用范围和优缺点。
复合地基技术在改造工程中的应用
复合地基技术在改造工程中的应用随着城市化进程的不断加快，城市建设和更新改造工程也日益频繁。
而在建设、改造工程中，地基工程是十分重要的一环。
地基支撑着整个建筑物，如果地基出现问题，将会影响到整个建筑物的稳定性和安全性。
复合地基技术就是一种在地基工程中广泛使用的技术，通过在原有地基的基础上，加以改进和升级，来提高地基的承载力和稳定性，逐步解决地基安全隐患问题。
本文将会详细介绍复合地基技术在城市改造工程中的应用。
1. 复合地基技术的原理和优势复合地基技术是在原有的地基上，通过加设钢筋网、注浆灌浆、预应力构件等方式，在地基上形成复合体的一种地基加固技术。
具体来说，复合地基技术分为四个步骤：首先是钢筋网的铺设，其次是注浆灌浆，第三步是预应力构件的预应力加固，最后是地面保护层的设置。
复合地基技术的优势主要体现在以下几个方面：（1）强度高：复合地基技术采用了多重加固方式，使得地基在钢筋网和预应力构件的加固下，强度大大提高。
经过采用的措施后，地基的承载能力明显提高，能够承受更大的荷载。
（2）耐久性好：采用复合地基技术加固后，原有地基的老化和松弛现象得到有效控制，固结时间更快，使得基础更加稳定。
（3）施工简便：复合地基技术不需要将原有地基全部拆除，只需在原地基的基础上进行加固，极大地简化了施工难度，并可快速完成施工。
（1）地铁沿线的建筑物：地铁往往会通过地下隧道经过城市中心，这些地下隧道的开挖对周围建筑物的地基有很大的影响。
为了防止地铁开挖给周边建筑物的地基带来损害，并增强地基的承载力，采用复合地基技术成为一种理想的选择。
（2）高耸的大桥和高层建筑：在城市改造中，随着高层建筑、桥梁的建设数量不断增长，对地基也提出了更高的要求。
采用复合地基技术铺设钢筋网和施加预应力构件，也能够有效使其承重力增强。
（3）企业工厂和场馆：工厂和场馆因为需要承载大量机器和设备，地基一旦出现问题，不仅会影响日常生产，而且还会威胁到员工的生命安全。
复合地基技术在改造工程中的应用
复合地基技术在改造工程中的应用随着城市化进程的不断推进，城市基础设施的改造和升级越来越成为一个重要的任务。
在土地利用和城市发展中，地基承载能力问题成为制约建设的一个难点问题。
而复合地基技术的出现则为地基处理提供了一种全新的解决方案。
复合地基技术是指将不同材料通过特殊工艺，将其结合在一起形成某种具有预期特性的材料。
其原理是利用复合材料的强度好、韧性高、耐久性强等优点，通过增加地基荷载能力、防止沉降、弥补基础缺陷等方式来提升基础的承载能力，从而达到改善土地利用效益和城市建设的目的。
复合地基技术在城市改造工程中应用广泛。
有很多针对不同城市基础设施改造和升级项目的应用，包括地铁、桥梁、道路、市政工程等。
首先，复合地基技术在地铁工程中的应用非常广泛。
地铁站建设的基础是地基，但地下建筑基础的设计受到了许多因素的限制，如建筑地质条件、地下水位、建筑面积等等。
这些限制条件严重影响了地下工程基础的设计来避免土壤沉降，因此往往需要针对地质条件、工程环境等情况，采用复合地基技术来处理地基，从而避免工程中出现不必要的安全隐患。
复合地基技术可以通过提升地基荷载能力来达到改善承载能力的目的，有效缓解地基沉降问题。
其次，在桥梁工程中广泛应用复合地基技术。
桥梁的建设和使用可能会造成地基沉降和结构变形等问题。
由于桥梁工程中经常涉及重载车辆的行驶，较大的车辆荷载很容易引起地基变形或沉降。
因此，复合地基技术可以在这些工程中发挥重要的作用，通过加固深基坑壁，提高基坑的承载力，避免桥梁工程出现塌陷或变形。
此外，在市政工程中也广泛应用复合地基技术，例如城市公路建设、公共停车场建设等。
这些项目往往需要大量的土方工作和严格的基础承载能力要求，复合地基技术的应用可以有效地提高基础承载能力，减少地基沉降问题，提高工程整体的可靠性和安全性，满足城市发展的需要。
总之，复合地基技术在城市改造工程中的应用具有广泛的适用性。
通过该技术的运用，可以有效提高基础的承载能力，预防地基沉降的发生，解决基础缺陷，保障各种城市建设工程的成功实施。
复合地基 适用范围
复合地基适用范围复合地基是一种常用的地基工程技术，适用于各种地质条件和建筑物类型。
本文将从复合地基的定义、适用范围、施工方法、优势和应用案例等方面进行详细介绍。
一、复合地基的定义复合地基是指在原有地基上采用不同的方法和材料进行加固改造，以提升地基的承载力、稳定性和抗沉降能力。
复合地基的主要目的是通过改变地基的物理性质，使其能够满足建筑物的要求，提高工程的安全性和可靠性。
二、适用范围复合地基适用于以下情况：1. 地质条件较差，地基承载力低的区域；2. 高层建筑、大型桥梁、重要工业设施等对地基要求较高的工程；3. 土地沉降较大或存在地震活动的地区；4. 地下水位较高的地方，需要进行抗渗处理。
三、施工方法复合地基的施工方法多种多样，常见的包括以下几种：1. 土石桩法：通过在地基中打入钢筋混凝土桩，增加地基的承载能力和稳定性。
2. 桩基处理法：在地基上进行预制桩或灌注桩的施工，增加地基的承载力和抗沉降能力。
3. 地基加固法：采用注浆、灌浆或喷浆等方法，改变地基的物理性质，提高地基的稳定性和抗沉降能力。
4. 地基加固墙法：在地基周围建立混凝土墙体或钢筋混凝土墙体，提高地基的稳定性和抗沉降能力。
四、优势复合地基具有以下优势：1. 提高地基的承载力和稳定性，增加建筑物的安全性和可靠性；2. 减少地基的沉降，延长建筑物的使用寿命；3. 降低地基改造的成本和施工周期，提高工程的经济效益；4. 对环境影响小，施工过程中产生的噪音、振动和污染较少。
五、应用案例复合地基在实际工程中有着广泛的应用，下面列举几个典型的案例：1. 上海中心大厦：该建筑采用了复合地基技术，通过打入数百根地基桩和进行地基加固墙施工，成功解决了地基承载力不足的问题。
2. 北京西站：为了满足高铁列车的运行要求，对北京西站进行了复合地基的改造，通过土石桩和地基加固墙的施工，提高了站台和轨道的稳定性。
3. 广州塔：为了确保塔楼的稳定性和安全性，对塔楼周围的地基进行了复合地基的处理，采用了桩基处理法和地基加固法等技术手段。
复合地基处理技术在土木工程中的应用
复合地基处理技术在土木工程中的应用土木工程是一门基础性极强的学科，它的发展离不开各种新技术的运用。
复合地基处理技术是近年来土木工程领域的一个重要技术创新，它在土壤加固和基础搭建方面发挥了巨大的作用。
本文将探讨复合地基处理技术在土木工程中的应用，包括复合地基处理技术的定义、原理以及在道路、桥梁和建筑物等方面的具体应用。
复合地基处理技术是一种以改良土壤性质为目标的土木工程技术。
它通过加入不同材料，如水泥、石子或聚合物混合物等，来提高土壤的强度和稳定性。
这项技术的核心原理是增加土壤的荷载传递能力，同时减少土壤的沉降和液化风险。
在道路建设方面，复合地基处理技术被广泛应用于道路的路基处理和加固工作中。
传统的道路路基往往容易发生沉降和塌陷等问题，而复合地基处理技术能够使道路路基更加坚固稳定。
通过混合水泥和石子，将其与原有的土壤进行混合填充，可以大大增加土壤的强度和稳定性，减少路面的坑洼和塌陷现象。
这不仅提高了道路的使用寿命，还能够减少修补和维护的成本。
桥梁是土木工程中一项重要的建设工程，复合地基处理技术在桥梁建设中的应用也是非常广泛的。
桥梁的主要支撑结构是桩基和墩基，而这两个基础的稳定性对整座桥梁的安全性至关重要。
复合地基处理技术能够有效地增加桥梁基础的强度和稳定性，减少桥梁在使用中出现的裂缝和变形。
通过在原有土壤中混入特殊的聚合物混合物，可以有效提高土壤的拔樁和承载能力，从而增强桥梁的整体稳定性。
而在建筑物的基础施工中，复合地基处理技术同样发挥了重要作用。
建筑物的基础是建造中最关键的一步，它直接决定了整个建筑物的安全和稳定。
复合地基处理技术能够改善土壤的物理性质，使其更适合承载建筑物的重量。
通过混合聚合物和水泥混凝土，可以提高土壤的粘聚力和抗剪强度，增加地基的整体稳定性。
这样就能够保证建筑物不易出现裂缝和沉降等问题，从而确保了建筑物的安全性和使用寿命。
综上所述，复合地基处理技术在土木工程中的应用是十分重要和广泛的。
复合地基技术在改造工程中的应用
复合地基技术在改造工程中的应用
复合地基技术是一种利用不同材料的特性和结合效应，对地基进行改造和加固的一种方法。
它能够有效地提高地基的承载能力和稳定性，解决地基沉降、巩固松软地层和防止地震等地基问题。
在改造工程中，复合地基技术可以应用于多个方面。
它可以用于处理地基沉降问题。
当地基发生沉降时，可以采用复合地基技术来增加地基的承载能力，恢复地基的平稳性。
这种技术通常是通过利用粘土、石灰和混凝土等材料来填充地基的空隙，提高地基的密实度和强度，从而达到减小地基沉降的效果。
复合地基技术还可以应用于地震工程中。
地震是一种严重的自然灾害，会造成地基的破坏和倒塌。
为了减轻地震对建筑物的影响，可以采用复合地基技术来加固地基，提高建筑物的抗震性能。
这可以通过在地基中加入钢筋和混凝土等材料来实现，以增加地基的抗震能力和稳定性，从而保护建筑物的安全。
复合地基技术在改造工程中的应用
复合地基技术在改造工程中的应用伴随着我国经济实力和科学技术水平的不断发展和进步，使得综合国力与国际地位也在不断的提高，给我国建筑行业带来了良好的发展契机。
通常情况下，在建筑行业当中，复合地基基础大多都是用在基础加固工程的施工当中。
改造工程当中的新增部分会对桩基础造成很大的压力，从而无法使用大型的基础设备来进行施工。
复合地基技术的有效应用，可以在很大程度上解决作业空间不足的问题。
本文将以复合地基技术在改造工程中的应用为主线，进行简要的分析和描述。
标签：复合地基；基础加固；改造工程从实际的角度来讲，复合地基的基础主要分为沉管砂石复合地基、水泥土搅拌桩复合地基、灰土挤密桩、水泥粉煤灰碎石桩复合地基以及旋喷桩复合地基等多种形式。
从实际的角度来讲，加固改造工程主要是在原有建筑物的基础上进行施工，从而使得操作空间受到了极大的限制，增加了施工的难度。
采用复合地基技术可以使这一问题得到有效的解决，从而使之具有极高的应用價值。
1、旋喷桩复合地基施工技术的应用从实际的角度来讲，级配砂石褥垫层和高压旋喷桩进行有效的结合，从而形成了旋喷桩复合地基。
正常情况之下，在进行施工之前应该根据结构承载力的实际要求来完成复合地基承载力的确定，并且要根据地质勘查相关文件来确定旋喷桩的单桩承载力。
在一般情况执行，褥垫层的厚度应该控制在二百到三百毫米。
从总体的角度来讲，复合地基的施工主要包括：试桩、成桩、加强钢管安装、检桩，最后在进行褥垫层的施工。
1.1旋喷桩试桩根据设计要求，进行高压旋喷桩施工的主要目的在于对成桩设备、工艺、旋喷桩长度等情况进行确定。
在进行试桩之前，应该根据地质勘查文件和结构的设计要求，选择出适用性最高的设备。
就高压旋喷桩设备而言，大体上可以分为单管、双管以及三管的高压旋喷桩设备。
在一般情况之下，如果没有抗渗要求，并且注浆压力和成孔的深度都能够符合实际情况，可以使用单管高压旋喷桩机。
进行试桩之时应该保证根据实际要求的注浆比例来进行施工注浆配合比的确定，将成桩不同阶段的施工压力进行明确的标注。
复合地基基本理论
第五章 复合地基基本理论
地基处理
二、复合地基的分类
按增强体的方向
水平向增强体复合地基
竖向增强体复合地基
水平向增强体复合地基主要指加筋土地基。加筋 材料主要是土工织物、土工膜、土工格栅和土工 格室等。
竖向增强体习惯上称为桩，有时也称为柱，竖向 增强体复合地基通常称为桩体复合地基。
第五章 复合地基基本理论
第五章 复合地基基本理论
地基处理
§5.1 概述
一、复合地基的定义
当天然地基不能满足建筑物对地基的要求时，需 要进行地基处理，形成人工地基，以保证建筑的 安全与正常使用。
经过处理形成的人工地基通常有三种类型：均质 地基、复合地基和桩基。
1. 均质地基：
（1）天然地基在地基处理过程中加固区土体性 质得到全面改良；
复合地基中增强体方向不同，复合地基性状也不 同。桩体复合地基中，桩体是由散体材料组成， 还是由粘结材料组成，以及粘结材料桩的刚度大 小，都将影响复合地基荷载传递性状。根据复合 地基工作机理可做如下分类：
第五章 复合地基基本理论
地基处理
复合地基
散体材料桩 竖向增强体
粘结材料桩 水平增强体
柔性桩：如灰土桩、 石灰桩等
就使复合地基承载力较原地基有所提高，沉降量有
所减小。随着桩体刚度增加，其桩体作用发挥得更
加明显。
第五章 复合地基基本理论
地基处理
§5.2 复合地基作用机理
2.垫层作用 桩与桩间土复合形成的复合地基或称复合层，
由于其性能优于原天然地基，它可起到类似垫层的 换土、均匀地基应力和增大应力扩散角等作用。在 桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中，垫层的作用 尤其明显。
第五章 复合地基基本理论
复合地基处理技术在高速公路工程中的应用
复合地基处理技术在高速公路工程中的应用随着城市化进程的加速和交通需求的增长，高速公路建设成为现代化城市发展的重要基础设施之一。
然而，由于地理条件的不同，包括地质、水文等因素，很多地区存在土壤松软、承载力低的问题，给高速公路工程的建设和运营带来了很大的挑战。
为了解决这一问题，复合地基处理技术应运而生，并在高速公路工程中得到广泛应用。
复合地基处理技术是指通过多种材料的叠加使用，对原有地基进行改良和加固。
其主要目的是提高地基承载力、改善地基的稳定性和抗沉降能力，从而保障高速公路工程的安全性和可持续发展。
复合地基处理技术主要包括加筋土壤地基、碾压复合地基和悬挂复合地基等。
其中，加筋土壤地基是一种常见而有效的处理技术。
通过在地基中设置钢筋、玻璃纤维等材料，可以提高土壤的抗剪强度和抗压强度，并增加土壤的整体稳定性。
此外，加筋土壤地基还可以防止地基的沉降和不均匀沉降，从而提高路面的平整度和使用寿命。
碾压复合地基是利用碾压机对原有地基和填料进行连续碾压，形成一层坚实而稳定的路基。
碾压复合地基可以采用不同类型的填料，如石子、砂土等，根据地质条件和设计要求进行选择。
通过碾压，填料与原有地基互相渗透和融合，形成一个具有相对较高的承载力和稳定性的地基。
此外，碾压复合地基还可以改善土壤的排水性能和抗冻融性能，减少地基的沉降和变形。
悬挂复合地基是一种较为先进的处理技术，主要应用于大跨度桥梁和高填方路段。
其原理是通过在原有地基下方设置支座，将地基悬挂起来，形成一个空间悬挂复合地基。
悬挂复合地基可以减少地基与上部结构的接触，降低地基的应力和变形。
同时，悬挂复合地基还可以提供更好的排水条件，防止水分渗透和土壤液化等问题的发生。
因此，它在地震、节理土和软土地区具有广泛的应用前景。
除了上述几种复合地基处理技术，还有一些其他的方法和材料可以用于高速公路工程中的地基处理。
例如，地基加固桩、地基喷射等技术可以通过增加地基的稳定性和强度来改善路基的承载能力。
例析建筑工程复合地基的应用
例析建筑工程复合地基的应用复合地基，按照土体的性状和桩体的材料以及成桩的工艺，其有着各种不同的效应。
（1）桩体效应：桩体效应指的是在复合地基中，桩体在强度和模量方面都要比土大，因此其承担荷载的能力自然也要比土大，由桩体的增强导致地基承载力的增强，因而减小了变形所产生的可能性，即为桩体效应。
（2）振密效应：振密效应指的是将相对比较松散的土和细沙使用一种名为非挤土振动成桩的工艺，这样可以增加桩间的土的密实度，也可以增加土的强度以及模量。
（3）排水效应：排水效应是指在复合地基中，桩体的排水性能很好，例如砂桩和碎石桩。
排水性比较强的桩体能够提高地基的荷载承担力。
一、复合地基的理论研究复合地基，指的是在地基的处理过程中，天然地基的部分土体得到了一定的增强或是被置换了，或者是在天然的地基当中，设置了加筋材料，因此加固区由天然地基的土体以及增强体共同组成的人工的地基。
“复合地基”这个词在20 世纪60 年代时是第一次在国际上得以使用，从那以后，复合地基理论便为地基的处理提供了一种理论分析，并且为建立公式提供了依据。
关于复合地基理论的研究深受学术界以及岩土工程界的重视。
在灰石桩、石灰桩、碎石桩、旋喷桩等加固地基的一系列理论分析当中，都应用到了复合地基理论。
最近几年，CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）和疏桩以及树根桩基础等也成为了复合地基理论的范畴之内。
虽然复合地基出现的时间并不是很长，但是复合地基的工程应用有着很久的历史渊源。
自从人类文明出现，便兴起了一种地基处理的技术。
人类最早的砂石桩出现于1835 年，出自于一位法国工程师之手。
继而，1933 年，德国人制作成功了振冲器，并且在1935 年应用于加固松散的粉砂地基，然后日本，美国和欧洲都使用了该振冲器。
1977 年，我国制造了第一台振动水冲器，并与同年九月份应用于软粘土地基的加固。
1992 年，建设部组织鉴定了CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基成套技术，继而其广泛应用于国内的各个建筑工程当中。
复合地基处理技术的研究与应用
复合地基处理技术的研究与应用在现代土木工程建设中，地基处理是至关重要的环节。
由于天然地基往往难以满足工程建设的要求，复合地基处理技术应运而生，并在各类建筑、道路、桥梁等工程中得到了广泛的应用。
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。
复合地基处理技术的目的在于提高地基的承载能力、减少地基的沉降变形、增强地基的稳定性，从而确保建筑物或构筑物的安全和正常使用。
常见的复合地基处理技术包括：水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、灰土挤密桩复合地基、碎石桩复合地基、CFG 桩复合地基等。
水泥土搅拌桩复合地基是通过特制的深层搅拌机械，将水泥浆或水泥粉等固化剂与地基土强制搅拌，使软土硬结而提高地基强度。
这种方法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于 120kPa 的粘性土地基。
在施工过程中，要严格控制水泥的掺入量、搅拌的均匀性以及桩体的垂直度等，以确保处理效果。
高压喷射注浆桩复合地基则是利用高压喷射流的冲击力切削破坏土体，将水泥浆与土粒强制搅拌混合，形成水泥土加固体。
该技术适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。
其优点是施工设备简单、施工速度快、加固效果好，但对施工工艺和参数的要求较高。
灰土挤密桩复合地基是利用成孔过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，然后将灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩。
这种方法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。
施工时要注意控制桩孔的直径、深度和间距，以及灰土的配合比和夯实质量。
碎石桩复合地基是通过振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔，再将碎石填入孔中形成密实的桩体。
它适用于处理松散砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。
碎石桩可以起到置换、排水和挤密的作用，从而提高地基的承载能力和减少沉降。
浅谈电力土建工程中推广复合地基理论在工程中的应用
浅谈电力土建工程中推广复合地基理论在工程中的应用随着我国加入WTO，国民经济迅速提升，电力与普通民众的生活联系越来越紧密，各电建施工企业的施工任务都非常繁重，目前电力工程地基对电力工程建设造价控制是影响非常大，因此在电力行业未来发展中地基处理技术将是一个十分重要的课题，本文主要针对电力工程土建地基技术进行分析讨论，仅供参考。
标签电力工程地基技术技术分析随着电力市场步入市场经济化，面对当前激烈的竞争形势，我国现代化建设的蓬勃发展，电力建设作为主力机组也进入高速发展的时期，电力土建工程建( 构) 筑物高、大、重、深的特点必将更为突出，对地基承载力和变形要求更高，特别是设备及管道对地基差异沉降要求更严。
今后多数厂址分布在沿海软土地区、内地山区和其他特种土地基上，不得不采取各种地基处理措施来满足建设需要。
一、采用变形控制及变形协调方法进行地基设计地基设计分强度设计和变形计算两部分，设计强度是可提高也可降低使用的，而建筑物变形值不应大于地基变形的容许值，这是一个非常重要的原则。
基础设计是否合理是根据地基变形结果来检验的，这就是变形控制理论的基本思想。
电力工程土建设计对地基变形的要求不同于一般工业与民用建筑，其特点是既要满足结构对地基变形的要求，又要满足设备及高温、高压管道对地基变形的要求。
所以，控制好地基的变形，对于电力工程尤为重要。
电力土建工程变形计算还应提高准确度。
过去计算沉降误差太大，是阻碍地基设计按变形控制理论推广的主要原因，如今由于“规范”沉降计算公式引起的误差，已由新“规范”通过经验修正系数调整了。
尽管如此，岩土工程师们还有可能忽视沉降计算中以下4 个问题，而产生新的误差，本文提示如下:1、计算沉降时要对不同深度分别按其自重应力加上附加应力的应力范围取Es 值，对于深部土层就要取较大应力范围内的模量值，其模量值提高了。
2、计算沉降的荷载只考虑标准荷载及准永久荷载( 如煤重) ，而不考虑风、地震等瞬间荷载，所以计算地基承载力与计算变形的荷载组合不同，这一区别往往在设计中被忽视。
复合地基理论工程应用研究
复合地基理论工程应用研究复合地基理论工程应用研究【摘要】在本文中，主要对复合地基理论的基本概念，以及复合地基进行了描述，并介绍了目前复合地基理论状况和分类，以及通过解决具体的工程计算和对实验结果进行了比较分析，对地基理论工程应用提出了一些建议。
【关键词】复合地基；理论研究；工程应用中图分类号：E951文献标识码：A一、复合地基情况概述由纵向钢筋（桩）和褥垫层以及地基土共同组成的复合地基，从上个世纪的70年代到现在，其技术在欧洲等发达国家不断发展，取得了显著的成效。
在这一方面，我国不断将国外先进技术引进和吸收，以复合地基理论为基础，加强发展符合我国国情的复合地基技术，现已被广泛应用于各种复合地基。
基础工程和建筑是基于地基开始。
在过去,由于技术的局限性,需要生产条件试图选择一个良好的基础工程和地质工程条件和上部作品关注。
过去的几年里,我国的经济持续快速发展,积极建设,扩大基础设施建设规模,对城市布局，现代工业，高层建筑，交通，地基与基础工程的发展的要求也越来越高，而且越来越多的天然基础工程需要人工处理。
为了使结构的承载能力和变形的要求得到满足，要经常使用结构物和门，以确保安全。
地基处理属于一个非常实用的学科，其实践和理论也在不断发展及完善，通过越来越多的学术和工程问题。
广泛分布在各种软土、地面处理成本往往占据很大比例的基础设施。
中国从1970年代开始,使用复合地基在软土加固。
复合地基理论能使其承载能力有所改善，使基础沉降和不均匀沉降量减少，同时还能使抗地震液化的能力得到提高，因此，它是一种有效的在现代能够快速加固软土地基的方法。
复合地基技术，其过程简单，方便，成本低，被广泛应用于地基处理工程和建筑工程中。
二、复合地基理论工程应用的历史以及研究介绍复合地基增强或更换部分土体是以天然地基为基础的，或将加筋材料设置在天然地基中，基体（天然地基土）和钢筋增强体两部分组成了加固区，二者对天然地基中的承载共同承担。
复合地基 适用范围
复合地基适用范围复合地基是一种常用的地基施工技术，适用范围广泛。
它可以在各种土质环境下使用，并可以满足不同建筑物的要求。
下面将详细介绍复合地基的适用范围及其优势。
复合地基适用于软弱土地。
在一些土质较差的地区，地基承载力不足，难以满足建筑物的需求。
复合地基通过在软弱土地上加固，提高了地基的承载能力，从而保证了建筑物的稳定性和安全性。
复合地基适用于高水位地区。
在高水位地区，地下水的压力会对地基产生巨大的影响，容易导致地基沉降和变形。
复合地基采用的特殊材料和工艺可以有效地抵抗水压，防止地基沉降，保证建筑物的稳定性。
复合地基适用于不同建筑类型。
不同的建筑物对地基的要求不同，有的需要较大的承载力，有的需要较好的抗震性能。
复合地基可以根据建筑物的特点和要求进行设计和施工，满足不同建筑物的需求。
复合地基的优势还包括施工周期短、成本低、可持续性好等。
相比传统的地基处理方法，复合地基的施工速度更快，可以大大缩短施工周期。
同时，由于采用了新型材料和工艺，复合地基的施工成本相对较低，能够节约建设资金。
此外，复合地基的环保性能好，可以有效减少对土地的破坏，具有较好的可持续性。
在具体的施工过程中，复合地基通常分为几个步骤。
首先是地质勘测，通过对土质和地下水等环境进行详细的调查，确定地基处理的方案和施工工艺。
然后是基坑开挖，根据设计要求进行基坑的开挖和整平。
接下来是地基处理，根据设计方案选择适当的材料和工艺进行地基处理，如加固、加压、加注等。
最后是地基验收，对施工后的地基进行检测和评估，确保地基符合设计要求。
复合地基作为一种常用的地基施工技术，适用范围广泛，并具有诸多优势。
它可以在软弱土地和高水位地区使用，满足不同建筑物的要求。
在施工过程中，需要进行地质勘测、基坑开挖、地基处理和地基验收等步骤。
通过合理的设计和施工，复合地基能够提高地基的承载能力和稳定性，保证建筑物的安全性和可靠性。
复合地基在工程中的应用
科技信息 Ｆ ＭＡ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ ＹＩ ＯＲ ＴＯＮ Ｎ
２０ ０ ７年
第２ ８期
复合地基在工程中的应用
张 涛 （ 汉大学 工程硕 士研 究生 湖北 武
【 摘
展。
武汉
１复 合地 基 的 定 义 ．
复 合 地 基 的 涵 义 随 着 实 践 的 发 展 有 一 个 发 展 的过 程 ， 期 ， 合 初 复 地 基 主要 指 碎 石 桩 复合 地 基 ． 们将 注 意力 主要 集 中在 散 体 材 料 桩 复 人 合 地基 的应 用 研究 上 。随 着 深层 搅 拌 法 的推 广 应 用 ， 们 开 始 重 视 水 人 泥 土 桩复 合 地 基 的研 究 。复 合 地 基 的概 念 发 生 了变 化 ， 由散 体 材 料 复 ３． 合 地 基 的破 坏 模 式 复 合 地基 逐 步 扩 展 到胶 结 材 料 桩 复 合 地基 。 着 减 少 沉 降桩 和桩 筏 基 础 随 的研究． 以及 土 工 合 成 材料 在 地 基 中的 广 泛 应 用 ， 们 将 复 合 地 基 概 人 复 合 地基 中桩 体 存 在 ４种 可 能 的 破 坏模 式 。 是 这 种 “ 能 ” 相 但 可 是 念 进 一 步 拓 宽 ．提 出 刚 性 桩 复 合 地 基 和 水 平 向增 强 体 复 合 地 基 的 概 对 的 ． 要 表 现为 ： 主 念。 （ ） 于不 同的 桩 型 ， 不 同的 破 坏 模式 。 碎石 类 桩 可 能 的破 坏 １对 有 如 《 土 工 程 治 理 手 册 》 林 宗 元 主 编 ） ， 合 地 基 的定 义 是 在 软 模 式 是鼓 胀 破 坏 。 钢 筋 混凝 土 短 桩 则 是 刺人 破 坏 。 岩 （ 中 复 而 弱 地 基 中采 用 置 换 或 增 强 的 方 法 ， 土 中 设 置 由散 体 材 料 （ 、 、 在 土 砂 石 （ ） 于 同一 桩 型 ， 其 桩 身 强 度 不 同 时 ， 会 有 不 同 的 破 坏 模 ２对 当 也 等 ） 胶 结 材 料 （ 灰 土 、 泥 土 等 ） 成 加 固桩 柱 体 （ 称 增 强 体 ） 与 式 。 当 水 泥 土 搅 拌 桩 的 水 泥 掺 人量 较 小 （ ５ ） ， 泥 土 轴 向 应 变 或 石 水 构 亦 ， ｄ＝ ％ 时 水 ４ ％） 此 桩 间土 （ 称 基体 或桩 周 土 ） 亦 一起 共 同承 受 建 筑 荷 载 ， 时 桩 间 土 土 质 很 大 时 （％～ ９ 应 力 达 到 峰值 并 产 生 塑性 破 坏 ， 后 在 较 大 应 变 范 有 在某 些 加 固 材 料设 置 过 程 中亦 受到 不 同程 度 的 改 善 ， 而 提 高 地 基 的 围 内缓 慢 下降 ，这 就 表 现 为桩 体 鼓 胀 破 坏 的特 性 。 但 当 ｄ 值 为 １％ 从 ５ 强度 与刚 度 ． 类 由 两 种不 同 强 度 的 介 质 组 成 的 的 人 工 地 基 ， 为 复 时 ， 泥 土 在 较 小 应 变 情 况 下 ， 力 便 达 到 峰值 ． 即 发 生 脆 性 破 坏 ． 这 称 水 应 随 这 又类 似 于桩 体 整 体 剪切 破 坏 的特 征 。 上两 种 破 坏 主 要 发生 在 （～ 以 ３ 合地基 。 笔 者 认 为 对复 合 地 基 的 定 义不 必 要 拘 限 于 文 字 的 统 一 ， 以 从 以 ５ Ｄ Ｄ： 的 直 径 ） 围 内 。而 当 桩体 含 水 泥 量 高 时 （ ２ ％ ）水 泥 土 可 ）（ 桩 范 ｄ＝ ５ ， 下几方面来认识。 首先 复 合 地 基 属 于地 基 范 畴 ， 属 于基 础 范 畴 ， 与 变 形及 膨 胀 量 均 很 小 ， 种 高强 度 的 水 泥 土 桩体 在有 软 弱 下 卧 层 时 就 不 其 这 上部 结 构 不 连 接 ， 是 一 种人 工 地 基 而 不 是 天 然 地 基 。 其 次 复 合 地 基 会 发生 刺 人 破 坏 。林琼 等人 通 过 室 内 模 型试 验 得 出 与此 类 似 的 结 论 ， 它 无 论 使用 什 么外 加 材料 ，其 目的 是 使 天 然 地 基 土 中部 分 土 体 得 到 增 即 长 桩 体 水 泥 掺 人量 较 小 （ １％ ） ， 的 承 载 力 基 本 上 与 桩 长 无 ｄ≤ ０ 时 桩 强 ． 被 置 换 ． 成 由天 然 地 基土 和 增 强 体 两 部 分 组 成 的 加 固 区 ， 者 关 ． 当掺 人 量 较 大 （ ０ ） ， 的承 载 力 随 桩 长 的增 加 而 提 高 。 或 形 二 而 ｄ ≥２ ％ 时 桩 通 常 无 明 显 “ 界” 再 者 上 部结 构荷 载 是 通 过 基础 同 时传 递 给 天 然地 边 。 （ ） 于 同一 桩 型 ， ３对 当土 层 条 件 不 同 时 ． 其破 坏 模 式 也 不同 。对 于 碎 基 土 体 和增 强体 的 ，即 由 加 固 区 承 担 上 部 结 构 通 过 基 础 传 递 来 的 荷 浅层 存 在 有 非 常 软 的 粘 土 的情 况 ． 石 桩将 在 浅层 发生 剪 切 或 鼓 胀 破 坏 ： 于较 深 层 存 在 有 局 部 非 常 软 的粘 土 的情 况 ． 石 桩 将 在 较 深层 对 碎 载 。 只要 同 时符 合 上 述 条件 ． 可 称 之 为 复合 地 基 。 便 发 生 局 部 鼓 胀 ； 于 较 深 层 存 在 有 较 厚 非常 软 的粘 土 的情 况 ， 石 桩 对 碎 ２ 复合 地 基 的作 用 ． 而 复 合 地 基 中增 强 体 的 作 用 比较 复 杂 ． 种 复 合 地 基 都具 备有 以 下 将 在较 深 层 发 生 鼓胀 破 坏 ． 上 段 碎 石桩 将 发 生 刺 人破 坏 。 各 由于 复 合 地 基 的破 坏 模 式 比较 复 杂 ． 般 可 认 为 取 决 于 桩 体 和桩 一 种 或 多 种作 用 ： 间 土 的破 坏 特 性 ． 中桩 体 的破 坏 特 性 是 主 要 的 。一 般 认 为 复 合 地 基 其 ２１桩 体作 用 ． 由于 复 合地 基 中桩 体 的 剐度 较 周 围 土 体 大 ． 刚性 基础 下 等量 变 中桩 体 进 入 极 限 状态 ， 判 定 复 合 地 基也 进 入 极 限状 态 。 在 就
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第29卷 第1期 岩 土 工 程 学 报 Vol.29 No.12007年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan., 2007广义复合地基理论及工程应用龚晓南摘 要通过分析浅基础指出复合地基的本质是桩和桩间土共同直接承担荷载接着分析了复合地基的形成条件以及满足形成条件的重要性复合地基与双层地基讨论了基础刚度和垫层对桩体复合地基性状的影响复合地基优化设计思路和复合地基按沉降控制设计思路复合地基承载力和沉降计算实用方法最后还对进一步应重视的研究方向提出建议广义复合地基理论基础刚度TU43文献标识码1000–4548(2007)01–0001–13作者简介男1984年获浙江大学岩土工程博士学位1988年春回国1993年聘为岩土工程博士生导师长期从事岩土工程教学研究方向地基处理技术岩土工程施工环境效应及对策E-mail:xngong@改革开放以后我国引进碎石桩等多种地基处理新技术2 岩 土 工 程 学 报 2007年着复合地基技术在我国土木工程建设中的推广应用发展了水泥土桩复合地基的概念水泥搅拌桩是黏结材料桩由碎石桩和水泥搅拌桩形成的两类复合地基的性状有较大的区别由散体材料桩复合地基扩展到柔性桩复合地基复合地基概念得到了进一步的发展如果将由碎石桩等散体材料桩形成的复合地基称为狭义复合地基我国地域辽阔我国是发展中国家1990年在河北承德会上交流有力地促进了复合地基技术在我国的发展提出了基于广义复合地基概念的复合地基定义和复合地基理论框架1996年中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会在浙江大学召开了全国复合地基理论和实践学术讨论会共同探讨发展中的问题近年来复合地基理论研究和工程实践日益得到重视高等级公路机场和堤坝等土木工程中得到广泛应用己取得良好的社会效益和经济效益[8-14]或被置换加固区是由基体1 复合地基的本质通过分析浅基础并获得浅基础对浅基础如图1所示如图2所示荷载通过基础传递给桩体对端承桩基础桩体主要通过桩端端承力将荷载传递给地基土体荷载通过基础先传递给桩体对桩体复合地基另一部分通过桩体传递给地基土体由上面分析可以看出从荷载传递路线的比较分析可看出复合地基的本质是桩和桩间土共同直接承担荷载图1 浅基础Fig. 1 Shallow foundation图2 桩基础Fig. 2 Pile foundation图3 桩体复合地基Fig. 3 Composite foundation可以用图4来表示浅基础图4 浅基础桩体和地基土体是否能够共同直第1期 龚晓南. 广义复合地基理论及工程应用3接承担上部结构传来的荷载是有条件的这在复合地基的应用中特别重要[17]增强体与天然地基土体能够共同直接承担荷载的作用E p >Es2E s1为桩间土模量a 中E s2为加固区下卧层土体模量b因此当增强体为散体材料桩时然而在图5刚性基础下的桩和桩间土沉降量相同在图5在刚性基础下设置一定厚度的柔性垫层通过刚性基础下柔性垫层的协调但需要注意分析柔性垫层对桩和桩间土的差异变形的协调能力和桩和桩间土之间可能产生的最大差异变形两者的关系则虽在刚性基础下设置了一定厚度的柔性垫层也不能保证桩和桩间土始终能够共同直接承担荷载c在刚性基础传递的荷载作用下但是随着土体产生蠕变而增强体中应力逐渐增大若E p >>Es1特别是若遇地下水位下降等因素桩间土可能不再承担荷载也就是说桩和桩间土不能形成复合地基以共同承担上部荷载dE s2>Es1应重视Ep 保证在荷载作用下通过桩体和桩间土变形协调来保证桩和桩间土共同承担荷载特别是对采用刚性桩形成的复合地基需要重视复合地基的形成条件的分析而以复合地基理念进行设计是不安全的高估了承载能力应引起设计人员的充分重视构生物的方法按照加固地基的机理置换灌入固化物加筋和冷中部分土体得到增强形成复合地基达到地基处理的目的而且呈发展趋势复合地基技术在地基处理技术中有着非常重要的地位4 复合地基与双层地基在荷载作用下在复合地基计算中直接应用双层地基计算方法有时是偏不安全的图6b设复合地基加固区和双层地基上层土体复合模量均为E1E 1>E2记为H而且荷载密度相同图6和双层地基中对应的A2点4 岩 土 工 程 学 报 2007年地基中A1点的竖向应力s A1比双层地基中A2点的竖向应力s A2要大则A1点σA1值增大理论上当E 1/E 2趋向无穷大时而复合地基中A1点的竖向应力s A1是不断增大的图6 复合地基与双层地基Fig. 6 Composite foundation and double-layered foundation荷载作用下均质地基中的附加应力可用布西涅斯克解求解由上面分析可知而且是偏不安全的为了节省投资桩距一般在5了桩间土对承载力的直接贡献提高承载力和减小沉降将用于以减小沉降量为目的的桩基础可称为减少沉降量桩基在桩土共同作用分析中主要也是考虑桩间土直接承担荷载减小沉降量桩基和考虑桩土共同作用都是主动考虑摩擦桩基础中一般存在的桩间土直接承担荷载的性状是否可以说复合桩基的本质也是考虑桩和桩间土共同直接承担荷载不考虑桩间土直接承担荷载由上面分析可知它们都是考虑桩间土和桩体共同直接承担荷载是刚性基础下不带垫层的刚性桩复合地基[21]笔者认为既可将复合桩基视作桩基础重要的是弄清复合桩基的本质复合桩基的承载力和变形特性6 基础刚度和垫层对桩体复合地基性状影响复合地基早期多用于刚度较大的条形基础或筏板基础下地基加固复合地基中的桩体和桩间土的沉降量是相等的随着复合地基技术在高等级公路建设中的应用得到的计算值与实测值相差较大吴慧明[22]采用现场试验研究和数值分析方法对基础刚度对复合地基性状影响作了分析试验内容包括原状土地基承载力试验单桩竖向承载力试验刚性基础下复合地基承载力试验1柔性基础下桩体复合地基中土体先产生破坏图7现场模型试验的示意图Fig. 7 In-situ model tests而承载力要小3柔性基础下第1期 龚晓南. 广义复合地基理论及工程应用5的要比刚性基础下的小可在复合地基和柔性基础之间设置刚度较大的垫层土工格栅碎石垫层等下面先分析刚性基础下设置柔性垫层对刚性基础下复合地基性状的影响[23]图8b使图8ba中相应的桩体单元B2中的要小另外a中相应的桩间土单元A2中的要大a 中相应的桩体单元B2也要大由于砂垫层的存在a中相应的桩体单元B2中的要小得多柔性垫层的存在使桩体上端部分中竖向应力减小造成该部分桩体中剪应力减小图8 刚性基础下复合地基示意图Fig. 8 Composite foundation under rigid footing从上面分析可以看到一方面可以增加桩间土承担荷载的比例另方面可以改善桩体上端的受力状态刚性基础下设置柔性垫层对刚性基础下复合地基性状的影响程度与柔性垫层厚度有关垫层厚度愈厚继续增加垫层厚度在实际工程中综合考虑500 mm 厚度的砂石垫层a 分别表示路堤下复合地基中设置垫层和不设置垫层两种情况的示意图如灰土垫层比较图9b可有效增加桩体承担荷载的比例提高复合地基承载力图9 路堤下复合地基示意图Fig. 9 Composite foundation under embankment7 复合地基型式目前在我国工程建设中应用的复合地基型式很多在形成桩体复合地基中也可以采用不同长度长短桩复合地基中的长桩和短桩可以采用同一材料制桩通常短桩采用柔性桩或散体材料桩长短桩复合地基中长桩和短桩布置可以采用三种形式对增强体材料如土工格栅竖向增强体常采用砂石桩薄壁筒桩渣土桩应在桩体复合地基加固区上面设置一层刚度较大的防止桩体刺入上层土体6 岩 土 工 程 学 报 2007年以改善复合地基受力状态应用时一定要因地制宜8 复合地基位移场特点曾小强[25]比较分析了宁波一工程采用浅基础和采用搅拌桩复合地基两种情况下地基沉降情况属全新世晚期海相冲积平原大多为耕地水泥掺入量15%桩长15.0m桩体模量为120MPa图10 加固效果比较图Fig. 10 Comparison of reinforcement effect由图10中可以看出1比天然地基中相应的土层压缩量要大不少可以说图10反映了均质地基中采用复合地基加固的位移场特性依靠提高复合地基置换率或提高桩体模量进一步减小复合地基加固区压缩量1增大复合地基加固区的复合土体模量增加加固区下卧层土体的压缩量减小复合地基加固区下卧层部分的压缩量最有效的办法是增加加固区的厚度这一结论为复合地基优化设计指明了方向然后根据一定的原则叠加这两部分承载力得到复合地基的承载力(1)式中p pf 为单桩极限承载力p s f 为天然地基极限承载力k 1为反映复合地基中桩体实际极限承载力与单桩极限承载力不同的修正系数l为复合地基破坏时称为桩体极限强度发挥度称为桩间土极限强度发挥度其中A p为桩体面积复合地基的容许承载力p cc 计算式为cfcc p p K=K 为安全系数按复合地基加固区容许承载力计算基础的底面尺寸后式如无试验资料散体材料桩桩体的极限承载力主要取决于桩侧土体所能提供的最大侧限力桩体发生鼓胀可通过计算桩间土侧向极限应力计算单桩极限承载力(3)式中kPa圆筒形孔扩张理论计算式等[6]1水平向增强体复合地基主要包括在地基中铺设各种加筋材料加筋土地基是最常用的形式强度第1期 龚晓南. 广义复合地基理论及工程应用7间的黏聚力和摩擦系数等因素有关影响因素也很多水平向增强体复合地基的计算理论尚不成熟如路堤下复合地基不仅要验算承载力稳定性分析方法很多10 复合地基沉降计算在各类实用计算方法中复合地基加固区压缩量和下卧层压缩量图中h为复合地基加固区厚度复合地基加固区的压缩量记为S1Z -h即S 2通常认为垫层压缩量较小故可以忽略不计复合模量法应力修正法E p法将加固区中增强体和基体两部分视为一复合土体并采用分层总和法计算加固区土层的压缩量在工程应用上压力扩散法在采用压力扩散法计算时在采用等效实体法计算时特别当桩土相对刚度比较小时选用比较困难在几何模型处理上大致上可以分为两类把单元分为增强体单元和土体单元两类并根据需要在增强体单元和土体单元之间设置或不设置界面单元可以把单元分为加固区复合土体单元和非加固区土体单元两类11 复合地基优化设计思路复合地基优化设计分两个层面二是复合地基型式确定后复合地基型式的合理选用主要依据工程地质条件加固地基机理地基中桩的承载力和提高置换率均可有效提高复合地基承载力提高桩的承载力的机理是不同的桩的极限承载力主要取决于桩周土对它的极限侧限力对某一饱和黏性土地基提高散体材料桩复合地基的承载力只有依靠增加置换率在设置桩的过程中桩间土得到振密挤密桩间土的承载力和散体材料桩的承载力均得到提高桩的承载力主要取决于桩侧摩阻力和端阻力之和因此增加桩长可有效提高桩的承载力有时还与有效桩长有关对上述黏结材料桩基于这一思路在复合地基设计时然后通过协调提高桩体承载力和增大置换率两者来达到既满足承载力的要求8 岩 土 工 程 学 报 2007年目的复合地基优化设计显得更为重要复合地基加固区的存在使地基中附加应力高应力区应力水平降低影响深度变深当下卧层为软弱土层而且较厚时因此减小软弱下卧层压缩量的最有效方法的是通过加大加固区深度当存在较厚软弱下卧层时有时甚至导致总沉降量变大复合地基加固区沿深度最好采用变刚度分布而且可减小工程投资为了达到加固区的刚度沿深度变刚度分布可以采用下述两个措施桩体采用变刚度设计例如采用深层搅拌法设置水泥土桩时深部采用较低的水泥掺和量深部采用较小的直径沿深度采用不同的置换率对加固地基的目的既为了提高地基承载力又为了减小地基沉降量时然后再考虑满足减小地基沉降量的要求12 复合地基按沉降控制设计思路首先讨论什么是按沉降控制设计理论无论按承载力控制设计还是按沉降控制设计都要满足承载力的要求和小于某一沉降量的要求下面从工程对象和设计思路两个方面来分析在浅基础设计中然后再验算沉降量是否满足要求或验算沉降量不能满足要求如或对天然地基进行土质改良在端承桩桩基础设计中对一般工程通常认为沉降可以满足要求再验算沉降量是否满足要求为了与按沉降控制设计对应将其称为按承载力控制设计例如不能满足要求250mm 方桩布桩200根时布桩150根时沉降为70mm布桩50根时地基沉降量s 与桩数n 关系曲线如图12所示则由图12可知布桩大于90根即可满足要求图12表示采用的桩数与相应的沉降量之间的关系减小沉降量意味着增加工程费用图12桩数n –沉降s 关系曲线示意图Fig. 12 Relationship between n and s按沉降控制设计思路特别适用于深厚软弱地基上复合地基设计要求更好地掌握沉降计算理论要求进行优化设计13 工程实例工程概况杭宁高速公路浙江段跨越杭嘉湖平原湖相沉积杭嘉湖平原河流分布广泛有效控制工后沉降和沉降差该路段一般线路多采用砂井堆载预压法处理第1期 龚晓南. 广义复合地基理论及工程应用9表1 地基土物理力学性质指标Table 1 Soil properties渗透系数/(cm -3)孔隙比压缩模量/MPaK hK v压缩指数1亚不仅预压完成后再进行开挖费时间给村民生产和生活造成困难虽然缩短了施工周期但工程费用较大形成为了较好处理上述一般涵洞和通道地基的地基处理问题该通道处淤泥质黏土层厚19.3 m3.5 m根据工程地质报告下面对采用低强度混凝土桩复合地基处理通道地基设计和测试情况作简要介绍2另一是涵洞和通道与相邻采用其它处理方法复合地基设计除需要满足承载力及工后沉降的要求外具体设计步骤如下全面了解和掌握设计要求周围环境邻近路段的地基处理设计设备的供应情况等确定低强度混凝土桩桩身材料强度等级和桩径根据场地土层条件完成构筑物下复合地基设计根据构筑物与相邻路段地基的工后沉降量确定过渡段长度采用变桩长和变置换率实现过渡段工后沉降由小到大的改变f 经计算分析桩径取f 377mm置换率取0.028复合地基容许承载力为108.9kPa 其中加固区沉降量3.0 cm 垫层采用土工格栅加筋垫层由于低强度混凝土桩复合地基沉降量较小为减缓交接处沉降差异通过改变桩长和置换率等参数来调整不同区域的工后沉降表2 不同桩长条件下地基的总沉降量和工后沉降量Table 2 The ultimate and post-construction settlements withdifferent pile lengths 桩长/m 151617181920总沉降/cm 19.517.715.914.112.310.5工后沉降/cm13.211.810.38.97.46.0根据设计要求该通道两侧路线方向工后总沉降差不大于60mm 由此确定过渡段长度为15.0 m具体设计参数为桩径f 377mm 18.0mm石粒径4该通道及过渡段的桩长布置及工后沉降分布详见图133桩身和桩间土应力测试桩顶沉降10 岩 土 工 程 学 报 2007年土侧向变形观测桩身完整性和复合地基承载力检测图13 过渡段的桩长2000年12月30日结束2001年2月20日完成桩身完整性检测2001年4月17日4月29日完成隔水土工膜敷设7月8日进行土工格栅的敷设7月27日试验段填筑工作完毕路堤填筑施工工期共为87 d6月2日全部埋设完毕7月16日观测两次以上实际观测频率为路堤填筑期间3填筑期结束后10图15表示桩土应力比和荷载分担比随加荷过程的变化情况加荷初期两者均较小在加荷后期两者都快速增长几个测点所得的桩土应力比n 值为9.87荷载分担比N 值为0.22由此可知采用低强度桩复合地基可以充分发挥桩间土的承载能力现场测试结果还表明由图16可见桩顶沉降量和桩间土表面沉降量越小复合地基中的桩较长同时还发现桩间土表面的最大沉降量为10.5相同监测部位的桩间土表面沉降比桩顶沉降要大桩顶某一深度范围内存在一个负摩擦区桩间土承担的荷载相应减少但同时也会增加桩底端的贯入变形量TC3和TC4的实测值31.7 cm 和23.9 cm8.6 cm 和 3.80 cm3个测点的工后沉降推算值均小于20 cm而且离通道越近第1期 龚晓南. 广义复合地基理论及工程应用11后沉降值越小桩号K102+085测点的沉降实测值为 1.730 m所得该测点的最终沉降为1.897 m 显然但过渡段测点TC2推算的工后沉降量与桩号K102+085测点推算的工后沉降量比较接近过渡段对沉降变形起到了较好的平稳过渡作用了较好的效果工期短而且不需进行二次开挖处理后路基工后沉降和不均匀沉降较小采用低强度混凝土桩加固具有桩身施工质量较易控制可达20 m 以上1各种刚度的黏结材料桩复合地基以及各种形式的长短桩复合地基的广义复合地基概念加固区是由基体复合地基的本质是桩和桩间土共同直接承担荷载在荷载作用下也就是说桩体能否与地基土体共同形成复合地基是有条件的而以复合地基理念进行设计是不安全的降低了安全度在荷载作用下在复合地基计算中直接应用双层地基的计算方法是偏不安全的复合桩基的本质复合桩基的承载力和变形特性等与复合地基有类似之处是刚性基础下不带垫层的刚性桩复合地基4基础刚度以及是否设置垫层在复合地基设计时一定要因地制宜当荷载不断增大时而刚性基础下桩体复合地基中桩体先产生破坏桩体复合地基的破坏模式不同柔性基础下复合地基的沉降比刚性基础下复合地基沉降要大提高承载力如采用灰土垫层不设刚度较大的垫层的柔性基础下桩体复合地基应慎用一方面可增加桩间土承担荷载的比例另一方面也可改善桩体上端的受力状态6依靠提高复合地基置换率增大复合地基加固区的复合土体模量进一步减小复合地基的沉降量的关键是减小加固区下卧层土体的压缩量减小加固区下卧层中软弱土层的厚度这两部分承载力得到复合地基的承载力通常把复合地基沉降量分为两部分复合模量法12 岩 土 工 程 学 报 2007年法和桩身压缩量法加固区下卧层土层压缩量的计算常采用分层总和法计算作用在下卧层上的荷载常采用下述几种方法计算在进行复合地基承载力和沉降计算时特别是采用的复合地基型式基型式的合理选用复合地基设计参数的优化结合具体工程实际情况进行合理选用按沉降控制设计理念使工程设计更为合理已与浅基础和桩基础成为地基基础工程中三种常用的形式复合地基更需加强研究以满足工程应用的要求要继续重视复合地基荷载传递机理的研究各种类型长短桩复合地基荷载传递机理在荷载传递机理的研究的基础上确保在荷载作用下要加强成层地基中复合地基形成条件的研究在基础工程设计中对复合地基沉降计算设计只有感到更为困难特别要重视加固区下卧层土体压缩量的计算精度提高设计水平以满足要求与竖向增强体复合地基相比较随着土工合成材料的发展要积极开展水平向增强体复合地基的承载力和沉降计算理论的研究致 谢也吸收了国内外在该领域的研究成果同时感谢国家自然科学基金和浙江省自然科学基金的资助[1] 龚晓南. 复合地基理论及工程应用[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002.(GONG Xiao-nan. 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