第五章_地基处理(第二讲)

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1、5.35.3复合地基5.3.1复合地基的概念与分类5.3.2复合地基的作用机理5.3.3复合地基的破坏模式5.3.4复合地基的有关设计参数5.3.5复合地基承载力的确定5.3.6复合地基变形计算发展概况复合地基（CompositeFoundation）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。后来初期深层搅拌法和高压喷主要指天然地基中射注浆法的应用，人们开设置碎石桩而形成的碎始重视

2、水泥土桩复合地基石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根据桩体的刚度桩体与基础不相连?与桩体刚度无关桩和桩间土共同承担荷载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载并协调变形（包括剪切变形）的地基。�5.3.1复合地基的概念与分类一、复合地基的概念：指天然地基在地基处理过程中部分土体被增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。二、复合地基的两个基本特点：1.加固

3、区是由增强体和其周围地基土两部分组成，是非均质和各向异性的；2.增强体和其周围地基土体共同承担荷载并协调变形。三、复合地基的分类与形成条件（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。均质人工地基水平向增强竖直向增强复合地基复合地基（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⎪⎪⎧柔性桩复合地基⎪⎪⎪竖向增强体复合地基⎨⎪复合地基⎨粘结材料桩复合地基⎨半刚性桩复合地基⎪⎪⎪⎪刚性桩复合地基⎪⎩⎩⎪⎩水平向增强体复合地基复合地基常用的形式水平向增强竖直向增强斜向增强复长短桩复

4、合复合地基复合地基合地基地基地基——复合地基——桩基的区别天然地基复合地基桩基础四、我国复合地基技术发展：1990年河北承德，由中国建筑学会地基基础专业委员会黄熙龄院士主持召开了我国第一次以复合地基为专题的学术讨论会。应用领域高等级公路房屋建筑铁路堆场机场堤坝工业厂房地基堆场水泥土搅拌桩复合地基房屋建筑粉喷桩复合地基水下的碎石桩复合地基�5.3.2复合地基的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�桩体作用：复合地基是由许多独立桩体与桩周土共同作用，由于桩体的刚度比周围土体大，在刚性基础底面产生等量变形时，地

5、基中的应力将重新分配，桩体产生应力集中而桩周土应力降低，于是复合地基承载力和整体刚度高于原地基，沉降量有所减小。�垫层作用：复合地基的垫层可调节桩土相对变形，避免荷载引起桩体应力集中，有效保证桩体正常工作。�加速固结作用：散体材料桩具有良好的透水性，可加速地基的固结。�挤密作用：砂石桩等在施工过程中由于振动、挤压等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。�加筋作用：通过在土层中埋设强度较大的土工合成材料、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力和整体刚度，减小沉降，或维持建筑物稳定的作用。�5.3.3复合地基的破坏模式刚性桩散体材

6、料桩柔性桩，如石灰桩、水泥搅拌桩�5.3.4复合地基的有关设计参数1.面积置换率在复合地基中，取一根桩及其所影响的桩周土所组成的单元体作为研究对象。桩体的横截面面积（Ap）与该桩体所承担的复合地基面积（Ae）之比为复合地基面积置换率（m），则：22m=A/A=d/dpee式中：d-桩身平均直径；de-一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。22m=A/A=d/dpee过大或过小的结果？�等边三角形布桩：de=1.05s�正方形布桩：de=1.13s矩形布桩：d=1.13sse12s、s1、s2分别为桩间距、纵向间距和横向间

7、距。2.桩土应力比在荷载作用下，设复合地基中桩体的竖向平均应力为σp，桩间土的竖向平均应力为σ，则桩s土应力比n为：n=σ/σps目前复合地基桩土应力比n的计算公式很多，但还没有一个完善的计算模式。例如模量比公式，其假定在刚性基础下，桩体和桩间土的竖向应变相等，即εp=ε-s。于是，桩体上竖向应力σp=Ep·εp，桩间土竖向应力σs=Es·εs，桩土应力比n的表达式为：n=σp/σs=Ep/Es式中：Ep、Es——分别为桩和桩间土的压缩模量。�3.复合压缩模量复合地基加固区由桩体和桩间土两部分组成，呈非均质。在复合地基计

8、算中，为了简化计算，将加固区视作一均质的复合土体，则与原非均质复合土体等价的均质复合土体的模量称为复合地基的复合压缩模量（Esp）。一般按下列公式计算：E=mE+(1−mE)spps或E=[1+mn(−1)]Esps�5.3.5复合地基承载力的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，初步设计时也可按复合