4复合地基的基本概念
地基处理复合地基
复合地基得极限承载力。
▪ (1)叠加
pcf k11mppf k22 (1 m) psf
pcf mppf (1 m) psf
极限承载力 承载力特征值
▪ (2)整体
c (1 m) s m p (1 m)[C (s pc s z) cos2 tgs ] m( p pc p z) cos2 tg p
▪ 基础下得平均桩土应力比就是反映桩土荷载分担得一个参数。 ▪ 桩体材料刚度越大,桩土应力比就越大; ▪ 桩越长,桩土应力比就越大; ▪ 面积置换率越小,桩土应力比就越大。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
▪ 3、复合地基Hale Waihona Puke 土荷载分担比▪ 4、复合模量
6、4 竖向增强体复合地基承载力计算
▪ 桩体复合地基中,散体材料桩、柔性桩和刚性桩得荷载传 递机理就是不同得。桩体复合地基上基础刚度大小、就是 否设置垫层、垫层得厚度等都对复合地基受力性状有较大 影响,在桩体复合地基承载力计算中都要考虑这些因素得 影响。因此,桩体复合地基得承载力计算比较复杂。
▪ 桩体复合地基承载力计算得两种思路: ▪ (1)分别确定桩体得承载力和桩间土得承载力,根据一定得
m Ap Ae
▪ 实际工程中,由于地基土性质得变化、上部结构荷载得不 均匀性以及基础平面尺寸等因素得影响,不可能在整个基 础下部就是等间距布桩。对只在基础下布桩得复合地基, 桩得截面面积之和与基础总面积相等得复合土体面积之比, 称为平均面积置换率。
▪ 2、复合地基桩土应力比
▪ 实际工程中,即使就是单一桩型得复合地基,由于桩处在基础下得部位 不同或桩距不同,桩土应力比n也不同。将基础下桩得平均桩顶应力与 桩间土平均应力之比定义为平均桩土应力比。
复合地基在施工阶段的作用机理
复合地基在施工阶段的作用机理1. 引言大家好，今天咱们聊聊复合地基这个话题，嘿，这可不是一碗简单的杂菜汤哦！复合地基在施工阶段可是个大明星，能够帮我们解决很多问题，让工程顺利进行。
你想啊，要是地基不稳，整栋楼都得“晃悠”，这谁也受不了！今天就跟我一起来看看复合地基到底是怎么回事，施工的时候又有什么神奇的作用吧。
2. 复合地基的基本概念2.1 什么是复合地基？复合地基，其实就是把不同材料结合起来，用最合适的方式支撑建筑。
就像做个三明治，把面包、肉、蔬菜层层叠加，最后做出一个既好看又好吃的成品。
复合地基一般是把土、碎石、混凝土等材料组合在一起，形成一个稳稳的基础。
说白了，就是为了让地基更结实，能够承受更大的压力。
2.2 施工阶段的角色在施工阶段，复合地基就像个守护神，时刻保护着整个工程。
这个阶段主要是把设计好的复合地基逐步搭建起来。
在这过程中，我们要根据不同的土质和施工条件，灵活调整地基的设计。
就像我们要根据不同的食材，调整做饭的方式一样，得因地制宜，才能做出美味的菜肴！3. 复合地基的作用机理3.1 承载力的提升首先，复合地基能大幅提高承载力。
想象一下，如果你在沙滩上走，没穿鞋，脚一陷进去，简直惨不忍睹。
但是如果你穿上厚底鞋，走路就轻松多了。
复合地基就是那双厚底鞋，它通过增加接触面积和改善材料的性质，使得地基的承载力大大增强。
这样一来，建筑物就可以稳稳当当地立在上面，毫无压力。
3.2 变形控制其次，复合地基还能有效控制变形。
任何建筑物都有自己的重量，随着时间的推移，难免会出现一些下沉或者变形的情况。
就好比你放一杯水在桌子上，时间长了，桌子可能会因为水的重量而慢慢变形。
但是如果你在桌子下面放上一块木板，把重量均匀分摊，变形的问题就能得到缓解。
这就是复合地基的作用，它通过不同材料的结合，确保地基在承受重力时不会出现大的变形，保障建筑的安全性。
3.3 提高施工效率最后，复合地基的施工效率也是一大亮点。
大家都知道，工期紧、任务重，时间就是金钱。
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。
简述复合地基概念
简述复合地基概念
复合地基是将多种不同fundation部分（地基）组合起来构成的一种地基。
它有较大的负荷承受能力和地震抗力，因此广泛应用于建筑。
一般来说，复合地基有三种结构：单层结构、网状结构和堆叠结构。
单层结构是将不同的地基层共同构成的复合地基形式，它由单个结构层构成。
网状结构是将不同的地基层相互结合起来形成一个完整的网状构架。
这种结构具有较强的承载能力，因此在建筑基础中广泛使用。
第三种是堆叠复合地基，它将多层不同地基组合成一个完整的复合地基结构，具有较好的整体性和抗荷载能力。
大多数复合地基采用机械锚固（ mechanically anchor）。
其中，堆叠复合地基更易于适应建筑基础的形态和形状，更有效的发挥其负荷能力与抗震能力，以获得最优化的抗压性能。
此外，复合地基通常会采用辅助地基结构（auxiliary footing）以增加其自身的强度，其可以通过锚固的方法将多种地基层串联起来，这样既可以增强地基的坚固性，又可以有效减少隔离地基层安装过程中可能造成的地面沉陷和振动等问题。
总之，复合地基是一种具有抗地震性和较大负荷承受能力的地基，通过将多种不同的地基结构组合起来构成的一种复合地基系统，可以有效减少地基敷设过程中可能造成的地面沉陷和振动问题，为建筑物施工提供良好的基础。
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 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。
《复合地基简述》PPT课件
复合地基理论概要
（Composite Subgrade)
一、概述 二、作用机理和破坏模式 三、复合地基应力特征 四、桩体复合地基承载力计算 五、复合地基沉降计算 六、基础刚度和垫层对桩体复合地基性状的影响
一、概述
1、概念
复合地基一般指由两种刚度（或模量）不同材料 （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。 其研究方法是在众多根桩所加固地基中，选择一 根桩及其影响的桩周土所组成的单元体作为研究对象。
4）挤密作用
砂桩、土桩、夯实桩、砂石桩等由于施工过程中对桩 周土具有挤密作用；生石灰桩由于其材料吸水、发热和膨 胀等作用，对桩周土也具有挤密作用；据有关资料，其它 类桩也对桩周土具有挤密作用，但其效果尚需进一步研究。
5）加筋作用
各种桩土复合地基不 仅可提高地基土的承 载力外，还可提高土 体的抗剪强度，增加 土坡的抗滑能力。
桩土应力比是复合地基的一个重要设计参数，它关系 到复合地基承载力和变形计算，它与荷载 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。
复合地基的p--n关系曲线（桩与土的模量影响）
n与桩土模量比的关系 应力一定时，Ep/Es 越大，n越大
碎石桩复合地基n与m 的关系
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 Байду номын сангаас 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：
地基处理新技术4(复合地基)ppt
目录
• 复合地基简介 • 复合地基的设计与施工 • 复合地基的优势与局限性 • 复合地基的工程实例 • 复合地基的未来发展与展望
01 复合地基简介
定义与特点
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，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。
复合地基适用于地质条件较为 复杂的情况，如软土、湿陷性
黄土等。
建筑需求
适用于对承载力要求较高的建 筑和设施，如高层建筑、大型 工业设施等。
环境因素
在施工过程中应注意环境保护 ，减少对周围环境的影响。
质量控制
应严格控制设计、施工和材料 的质量，确保工程安全可靠。
04 复合地基的工程实例
某高层建筑的地基处理
安全可靠、经济合理、技术先进 、环境保护。
流程
地质勘察、方案设计、初步设计 、施工图设计。
施工方法与技术
方法
强夯法、桩基法、注浆法等。
技术要点
控制施工参数、优化施工工艺、确保施工质量。
质量检测与验收
检测
沉降观测、土压力检测、承载力检测 等。
验收
按照相关规范和标准进行验收，确保 质量达Hale Waihona Puke 。03 复合地基的优势与局限性
生态化技术
研究开发环保、低能耗的复合地 基技术，减少施工对环境的影响， 推动绿色建筑和可持续发展。
精细化设计
针对不同地质条件和工程需求， 精细化设计复合地基结构，优化 材料选择和施工工艺，提高地基 承载力和稳定性。
市场前景与发展趋势
市场需求增长
随着城市化进程加速和基础设施 建设的不断推进，复合地基技术 的应用范围将不断扩大，市场需
有关复合地基的几个问题
有关复合地基的几个问题
1.什么是复合地基？
复合地基是一种包括土壤和非土壤组件的构造物，可以被用于建设和维护某些技术建设物，如高速公路、桥梁、机场跑道等。
复合地基在建设工程中，一般可以分为人工和自然的两部分。
2.复合地基的设计原则
（1）功能安全归一：地基支撑功能和环境安全应满足设计要求，即地基支撑功能应能够满足设计分析过程中确定的极限状态要求，并且安全应满足政府有关要求。
3.复合地基的构造形式
（1）深层复合地基：即在深度低于复合地基技术层厚度部位，构造和补充人工土壤技术层。
4.复合地基的构造步骤
（1）基坑动工前准备：清理残渣、清理滤箱、拆除混凝土结构、注浆固定墙壁、预留设施口等。
5.复合地基的特点
（1）复合地基具有抵销浸入地基、减轻地基表面荷载、减少地基移动量、降低地基沉降等特点。
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
复合地基的承载力特征值
复合地基的承载力特征值1. 复合地基的基本概念说到复合地基，这可是个让不少工程师朋友们操碎了心的事。
简而言之，复合地基就是把几种不同的材料或结构组合在一起，用来提升地基的承载力。
这就好比咱们的日常生活，单靠一个人是没法支撑整个家庭的，但如果家里每个人都分担自己的责任，那就能把事情做得稳稳当当！同理，复合地基就是通过不同材料的相互配合，增强地基的稳固性。
想象一下，地基就像个大家庭，只有大家齐心协力，才能让房子屹立不倒。
1.1 复合地基的组成部分复合地基通常包括土、石、混凝土等材料，每种材料都有其独特的特性。
土壤就像是那种能包容一切的老大，虽然承载力不高，但适应性强；石材则是个坚硬的性格，承载力高却不太灵活；混凝土就像个“百变小天后”，可以根据需要调配成不同的形状和强度。
你要是把这些材料混合在一起，嘿，承载力就像坐上火箭一样猛增，稳得一逼！1.2 复合地基的优点谈到复合地基的优点，那可是数不胜数。
首先，它能显著提高承载力，减少地基沉降。
这就像咱们在搬家时，找个好帮手一起抬重东西，轻松多了。
其次，复合地基还可以改善地基的排水性能，避免水分过多导致的“积水成灾”。
最后，复合地基的施工相对简单，可以节省不少时间和成本，真是让人心里乐开了花！2. 承载力特征值的重要性要说复合地基的承载力特征值，这个可是个绕不开的话题。
承载力特征值就像是每个家庭成员的性格，决定着整个家庭的运作方式。
它是衡量地基能够承受多大负荷的一个关键指标，直接影响着建筑的安全性和稳定性。
2.1 影响承载力特征值的因素承载力特征值受多种因素影响，比如土壤的种类、深度、湿度等。
你想啊，就像我们每个人的能力受家庭背景、教育程度等因素影响，土壤的特性也同样决定着它的承载能力。
如果土壤是松软的沙子，那承载力肯定不行；但如果是坚硬的黏土，那就稳当多了。
还有一点，地基的形状和大小也会影响承载力特征值，毕竟大象站在细腿的椅子上，肯定是不稳当的嘛！2.2 计算承载力特征值的方法在计算承载力特征值时，工程师们常用的可不是一张嘴，而是一系列的公式和实验。
复合地基
一、单一的地基是指上部荷载由单一的地基形式来承担，比如天然地基、各种全部换填的地基、桥梁的墩台基础等等。
也就是说要么全部由天然地基承担，要么全部由换填的地基承担，要么全部由桩（或独立柱）承担，比较单一。
二、复合地基是指上部荷载是由两种或两种以上的地基形式共同承担，比如灰土（碎石）挤密桩、CFG桩、深层搅拌桩等。
这些地基形式的共同特点就是：上部荷载是由桩体本身和桩间土共同承担。
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。
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。
[1]一般情况下复合地基的处理方式参照地区土质情况设定。
优越性（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）、适用多种土层适用于需要采用桩基础或需要地基处理的土层。
（7）、良好的抗震性螺杆桩复合地基中刚性加筋穿过液化层，并可有效的传递垂直荷载，通过垫层的弹性联接、桩、土的三维应力状态均大大提高了建筑物的抗震性。
（8）、地基承载力的可补性当天然地基承载力较高，但仍不能满足上部建筑的需要时，则螺杆桩复合地基可以充分利用原天然地基承载力，以缺多少补多少的新概念，使地基强度大幅度提高。
复合地基概念及分类
4.1复合地基概念及分类
《地基处理技术》
目 录
1
复合地基的概念
2
复合地基的分类
1 复合地基概念
1.1发展概况 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
复合地基一词最早 出现在1962年，用来形 容采用碎石桩加固的地 基
2.2复合地基中桩的分类 在竖向增强体复合地基中，桩的作用是主要的，而地基处理中
桩的类型较多，性能变化较大。为此，可根据增强体（桩体）所采 用的材料以及成桩后桩体的强度（或刚度）来进行分类。
2复合地基分类
2.2复合地基中桩的分类 散体材料桩复合地基—如碎石桩、砂桩、矿渣桩等； 柔性桩复合地基—如石灰桩、土（或灰土）桩； 半刚性桩—如水泥土搅拌桩、旋喷桩等； 刚性桩复合地基——混凝土类桩（如CFG桩等）。 桩中水泥掺入量的大小将直接影响桩体的强度。当掺入量较小时，桩体的 特性类似柔性桩；而当掺入量较大时，又类似于刚性桩。
复合地基与天然地基同属地基范畴。
复合地基示意图
粉喷桩复合地基
2复合地基分类
2.1根据地基中增强体的方向分类 水平向增强体复合地基:土工聚合物、金属材料格栅等形成的复 合地基 。 竖向增强体复合地基:桩体复合地基 。
均质人工地基双层地基来自水平向增强 体复合地基
人工地基分类
竖直向增强 体复合地基
2复合地基分类
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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
1.2复合地基组成 天然地基土 土质桩或胶结掺料桩 砂石垫层
基础工程名词解释考试（3）
基础工程名词解释考试（3）基础工程名词解释考试必备浅基础：埋置深度不大、施工简单的基础深基础：对于浅层土质不良，需要利用深层良好底层，施工较复杂的基础刚性基础：基础在外力作用下，当基础工具有足够的截面使材料的容许应力大于由低级反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称作刚性基础柔性基础：基础在基底反力作用下，在基础中配置足够数量的钢筋，这种基础称为柔性基础箱形基础：为增大基础刚度，可将基础做成由钢筋混凝土顶板、底板及纵横隔墙组成的箱形基础，它的敢赌远大于筏板基础，而且基础顶板和底板间的空间常可利用坐地下室。
打入桩：是通过锤击将各种预先制好的桩（主要是钢筋混凝土实心桩或者管桩，也有木桩或者钢桩）打入地基内所需要的深度摩擦桩：桩穿过并支承在各种压缩土层中，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩擦阻力为主时，称为摩擦桩。
1.当桩端无坚实持力层且不扩底2.当桩的长径比，即使桩端置于坚实持力层上，由于桩身直接压缩量过大，传递到桩端的负荷较小时3.当预制沉桩过程由于桩距小、桩数多、沉桩速度快、使已沉入桩上涌，桩端阻力明显降低时。
群桩效应：由于承台、桩及土的相互作用使得群桩中基桩的工作性状（承载能力与沉降）与相同地质条件和设计方法的单桩有显著差别的现象组合沉井：当采用低桩承台而围水挖基浇注承台由困难时，当沉井刃脚遇到倾斜较大的岩层或在沉井范围内地基软硬不均而水深较大，采用的上面是沉井而下面是桩基的混合式基础，称为组合式沉井。
真空预压法：实质上是以大气压作为预压荷重的一种预压固结法什么情况下产生负摩阻力？桩周土体的沉降变形大于桩身的沉降变形时，就会产生抚摩阻力挤土桩和非挤土桩的形式有哪些挤土桩：实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或者振入过程中都要将桩位处的土大量排挤开，因而使土的结构严重扰动破坏。
粘性土由于重塑作用使得抗剪强度降低；而原来处于疏松和稍密状态的无粘性土的抗剪强度则可提高。
复合地基的概念
复合地基的概念
复合地基是指通过在地基中应用不同的材料和技术以增强地基的性能和稳定性。
它是一种结合传统地基工程和地基改良技术的方法。
复合地基的概念包括以下几个方面：
1. 多层地基：复合地基可以由多个层次的材料构成，每个材料层都有特定的功能。
比如，可以在原有地基基础上叠加工程填土、加固材料等，形成多层的地基结构，以提高地基的承载能力和稳定性。
2. 不同材料的组合：复合地基可以应用不同的材料，如土石材料、地基加固材料、聚合物材料等。
这些材料可以根据地基的具体情况和需要进行组合应用，以达到优化地基性能的目的。
3. 多种地基改良技术：复合地基的概念还包括应用多种地基改良技术，如打桩、振动加密、灌浆加固等。
这些技术可以结合使用，以改善地基的物理和力学性质，提高地基的承载能力、抗沉降能力和抗侧向力能力。
通过应用复合地基技术，可以有效地改善地基的工程性能，提高基础设施的稳定性和安全性。
它在土木工程、建筑工程等领域中得到广泛应用。
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。
第6章__复合地基基本理论
6.3 复合地基的常用概念
6.3 Basic Concepts of Composite Foundation
• 1. 复合地基面积置换率 (Replacement Ratio of Area)
• 竖向增强体复合地基中，竖向增强 体习惯上称为桩体，基体称为桩间土体。 若桩体的横截面积为Ap，该桩体所承担 的加固面积为Ae，则复合地基面积置换 率的定义为 Ap m Ae
第6章
复合地基基本理论
Chapter 6 Design Principle of Composite Foundation
6.1 复合地基的定义与分类 6.1 Definition and Classification of Composite Foundation 经过地基处理形成的人工地基通常 有三种型式： 均质地基 复合地基 桩基
•
上式是在某些特定的理想条件下导 出的，其条件为： • （1）复合地基上的基础为绝对刚性； • （2）桩端落在坚硬的土层上，即桩没有 向下的刺入变形。 • 上式的缺陷在于不能反映桩长的作 用和桩端阻效应。
•
实际工程中，桩的模量直接测定比 较困难。通过假定桩土模量比等于桩土 应力比，采用复合地基承载力的提高系 数计算复合模量。 • 承载力提高系数 由下式计算
BDP (2 B 2 D) h f Pb BD
• （3）改进Geddes法
• 黄绍铭建议采用下述方法计算下卧 土层的应力。复合地基总荷载为p，桩体 承担pp，桩间土承担ps。桩间土承担的 荷载在地基中产生的竖向应力的计算方 法与天然地基中应力计算方法相同。桩 体承担的荷载在地基中产生的竖向应力 采用Geddes法计算，然后叠加两部分应 力得到地基中总的竖向应力。
• 3．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。 • 4．增强体长度 • （1）等长度； • （2）不等长度（长短桩复合地基）。
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。
4复合地基的基本概念
4.1 复合地基的定义 4.2 复合地基的分类 4.3 形成复合地基的条件 4.4 复合地基中的几个名词 4.5 复合地基的效应
第四章 复合地基的基本概念
1
4.1 复合地基的定义
composite subgrade; composite foundation 复合地基是指天然地基在地基处理过程中
基础下设置褥垫层，桩间土承载能力的发挥就不单纯依赖于桩的沉
降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫作用到桩间土上， 使桩土共同承担荷载。
第四章 复合地基的基本概念
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4.3.2 散体桩和低粘结强度桩（比如碎石桩和石灰桩）
碎石桩等散体材料桩复合地基以及石灰桩等桩体粘结 强度很低的复合地基，不设置褥垫层，也可以充分发挥桩 间土的承载能力。这是因为这些桩体本身为散体材料组成， 具有褥垫作用，或者在荷载作用下，桩体顶部破坏，形成 了褥垫层。
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。加固 区整体看是非均匀的。
第四章 复合地基的基本概念
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composite subgrade; composite foundation
复合地基由两个基本特点：一、加固区是基体和增强体两部分组成， 是非均质和各向异性的；二、荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载 的作用。前一种特征使它区别于均质地基（包括天然的和人工的均质地 基），后一特征使它区别于桩基础。基体和增强体形成复合地基有一定 的条件，在荷载作用下，通过两者变形协调，共同分担荷载。从荷载传 递机理看，竖向增强体复合地基界于均质地基和桩基础之间。在某种意 义上讲，均质地基和桩基础是竖向增强体复合地基的两种特殊情况。以 后可以看到，当复合地基置换率等于零的时候，复合地基退化为均质地 基，当复合地基桩间土强度发挥度等于零时，复合地基退化为桩基。
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基础
短
短
长
桩 ①长
桩
长
桩
②桩
桩
③
褥垫层
④
第四章 复合地基的基本概念
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由两种或两种以上类型的桩组成的复合地基，称为多桩型复合地基。比如对于 下图所示的可液化地基，设计当中，既要求消除土体的液化，又要求有很高的复 合地基承载力。当用单一的振冲碎石桩或振动沉管挤密碎石桩加固地基，虽然可 以消除液化，但是承载力达不到要求。此时，可采用碎石桩加振动沉管CFG桩 多桩型复合地基方案，以达到既消除液化又大幅度提高承载力的目的。
力
x增加，桩间土水平附加应力 x
1
z
（
为土泊松比），x 随之增加。
的增加对桩有两个作用：
（1）增加了桩间土对桩侧的正压力，提高了桩的侧摩阻力，从而提高了桩的
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。
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。
第四章 复合地基的基本概念
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对与水泥土桩复合地基，基础下设置一定厚度的褥垫层，还可以提高桩的承载 能力。基础下设置褥垫层后，桩间土分担的荷载大大增加，使桩间土垂直附加应
第四章 复合地基的基本概念
4.1 复合地基的定义 4.2 复合地基的分类 4.3 形成复合地基的条件 4.4 复合地基中的几个名词 4.5 复合地基的效应
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4.1 复合地基的定义
composite subgrade; composite foundation 复合地基是指天然地基在地基处理过程中
一般情况下，桩土应力比与桩体材料、桩长、面积置换率等有关。
其他情况相同时，桩体材料刚度越大，桩土应力比越大；桩越长，桩土应力 比越大；置换率越小，桩土应力比越大。
第四章 复合地基的基本概念
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二、桩土荷载分担比
复合地基中，桩土的荷载分担可以用桩土应力比表示，也可用桩土荷载分担
比 p 、 s 表示：
第四章 复合地基的基本概念
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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。
（2）在散体桩（如碎石桩）和低粘结强度桩（如石灰桩），有时没有设置褥 垫层，也能保证桩土共同承担荷载。
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。加固 区整体看是非均匀的。
第四章 复合地基的基本概念
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composite subgrade; composite foundation
复合地基由两个基本特点：一、加固区是基体和增强体两部分组成， 是非均质和各向异性的；二、荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载 的作用。前一种特征使它区别于均质地基（包括天然的和人工的均质地 基），后一特征使它区别于桩基础。基体和增强体形成复合地基有一定 的条件，在荷载作用下，通过两者变形协调，共同分担荷载。从荷载传 递机理看，竖向增强体复合地基界于均质地基和桩基础之间。在某种意 义上讲，均质地基和桩基础是竖向增强体复合地基的两种特殊情况。以 后可以看到，当复合地基置换率等于零的时候，复合地基退化为均质地 基，当复合地基桩间土强度发挥度等于零时，复合地基退化为桩基。
p Pp / P
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。
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为了发挥桩间土的承载能力，
也可认为缩短桩长，使桩段落在 土层I中，形成悬浮桩，如图2所 示。此时，桩的沉降加大，桩间 土的变形有所增加，其承载能力 有所发挥，但即使如此，桩间土 的承载能力也不能充分发挥，其 受力特性和桩基础相类似。 参照JGJ94-94《建筑桩基技术 规范》，摩擦桩的桩间土承载能 力发挥系数为0.11～0.48，显然， 桩间土强度的发挥程度很低。因 此，基础直接作用在桩和桩间土 上，无论桩端是否落在好土层上， 桩间土的承载能力都不能充分发 挥。更重要的事，在后一种情况 下，桩端落于土层I，端组效应大 大削弱，导致复合地基的承载力 显著降低，这又为不合理。
当桩端土为软土时， 可取0.5～0.9。 当桩端土为硬土时， 可取0.1～0.4。 旋喷桩复合地基： =0.2～0.6。
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
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深层搅拌桩和旋喷桩复合地基桩体具有一定的粘结强度，从前面
可以知道，基础下不设置一定厚度的褥垫层，复合地基工作性状与桩 基础相似，桩间土强度难以发挥。因此，JGJ79-2002《建筑地基处理 规范》中规定这两种桩型的复合地基桩间土承载立发挥系数 为：
深层搅拌桩复合地基：
又比如，桩体材料为碎石的碎石桩复合地基，根据施工工艺的不同又可分为振冲 碎石桩复合地基、干振碎石桩复合地基、振动沉管挤密碎石桩复合地基和强夯置 换碎石桩复合地基。
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许多学者基于试验研究和工程应用方面的考虑，按桩体材料的性状、施工工艺和 桩在复合地基的承载特性，对复合地基进行分类， 按成桩材料分类如下： （1）散体土类桩。如砂（砂石）桩、碎石桩等。 （2）水泥土类桩。如水泥土搅拌桩、旋喷桩等。 （3）混凝土类桩。如CFG桩、树根桩等。 按桩体刚度的分类如下： （1）柔性桩。散体土类桩属于此类桩 （2）半刚性桩。如水泥土类桩。 （3）刚性桩。比如混凝土类桩。 按桩体材料的性状，特别是桩体置换作用的大小，将复合地基分类如下： （1）散体桩复合地基。如砂桩、碎石桩为增强体的复合地基。 （2）一般粘结强度桩复合地基。如石灰桩、水泥土桩为增强体的复合地基。 对一般粘结强度桩可以再细分为： 低粘结强度桩复合地基。如石灰桩复合地基。 中等粘结强度桩复合地基。如旋喷桩、夯实水泥土桩为增强体的复合地基。
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4.4 复合地基中几个重要的名词
一、置换率
复合地基中，一根桩和它所承担的桩间土体为一复合土体单元。在这一复合
土 桩体的单断元面中面，积桩之的和断）面之面比积 ，称A为P和面复积合置土换体率单，元并面用积m
A（复合土体桩间土面积与
表示：
m AP / A
实际工程中，由于地基土岩性的变化、上部结构荷载的不均匀性，以及基础
p
s
n P /s
桩
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实际工程中，即使是单一桩型的复合地基，由于桩处在基础下的部位不同或桩 距不同，桩土应力比也不同。定义基础下桩的平均桩顶应力与桩间土平均应力之 比为平均桩土应力比。
基础下的平均桩土应力比是反映桩土荷载分担的一个参数，其他参数相同时， 桩土应力比越大，桩承担的荷载占总荷载的百分比越大，此外，桩土应力比对某 些桩型（例如碎石桩）也是复合地基的设计参数。
基础下设置褥垫层，桩间土承载能力的发挥就不单纯依赖于桩的沉
降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫作用到桩间土上， 使桩土共同承担荷载。
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4.3.2 散体桩和低粘结强度桩（比如碎石桩和石灰桩）
碎石桩等散体材料桩复合地基以及石灰桩等桩体粘结 强度很低的复合地基，不设置褥垫层，也可以充分发挥桩 间土的承载能力。这是因为这些桩体本身为散体材料组成， 具有褥垫作用，或者在荷载作用下，桩体顶部破坏，形成 了褥垫层。
现在需要回答的问题是：在天然地基中设置 了增强体是否就形成了复合地基？怎样才能 形成复合地基？
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4.3.1 中高粘结强度桩（比如夯实水泥土桩和CFG桩）
1. 基础与桩之间不设置褥垫层 如右图所示，土层I为较软弱土
层，土层II为坚硬土层，土层II的 压缩模量远远大于土层I的压缩模 量。图1中基础直接作用于桩和桩 间土上，桩穿透土层I，桩端落在 土层II上。由于桩段落在坚硬土层 上，复合地基沉降主要由桩的压 缩变形控制。通常桩的压缩模量 远大于桩间土，其压缩变形很小。 相应桩间土的变形很小，桩间土 的承载能力很小，桩间土的承载 能力很难发挥，荷载基本由桩承 担。
桩
不断调整补充到桩间土表面
上，基础通过褥垫层始终与
桩间土保持接触，桩间土始
终参与工作，桩间土承载能
力可得以发挥。
P
基础
土层I 土层II
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褥垫层
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可见，基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影很大。基础下
不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，在给定的荷载作用 下，桩承受较多荷载，随时间增加，桩发生一定的沉降，一部分荷载 逐渐向土体转移，桩承担的荷载随时间的增加而有所减少，土承担的 荷载随时间的增加而有所增加。桩间土承载力发挥依赖于桩的沉降， 如果桩端落在坚硬土层上，桩的沉降很小，桩上荷载向土上转移数量 很小，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。