第三章 复合地基+重点[参考].ppt

四、复合地基承载力* 1、复合求和法* 复合求和法的计算公式根据状的类型不同有差异： （1）散体材料桩复合地基——三种计算公式： A. B。 C。 式中fsp,k、fp,k、fs,k分别为复合地基、桩体和桩间土承载力特征值；m为桩土面积置换率，n为桩土应力比。 （2）柔性桩复合地基承载力 式中：β—桩间土承载力折减系数，对摩擦型桩取β =0.5~1.0,对摩擦支承型桩取β =0.1~0.4。 （3）对刚性桩复合地基：两种计算公式 本章要点: 1、熟练掌握复合地基概念； 2、掌握复合地基设计参数： （1）复合地基置换率为：m=Ap/A （2）桩土应力比n及影响因素 3、熟练掌握复合地基承载力的主要确定方法 (1)复合地基载荷试验; (2)复合求和法；（掌握公式用法：后面还要介绍） （3）稳定分析法。 4、了解复合地基分类； 5、了解复合地基中不同桩体桩的承载力确定： 试验法、计算法 第三章 复合地基理论 复合地基是指由两种刚度（或模量）不同的材料（桩体和桩间土）组成，共同承受上部荷载并协调变形的人工地基。 根据桩体材料的不同，复合地基的分类如下。 3.1 复合地基作用机理与破坏模式 一、作用机理 1、桩体作用 复合地基是桩体与桩间土共同工作，由于桩体的刚度比周围土体大，在刚性基础下等量变形时，地基中应力将重新分配，桩体产生应力集中而桩间土应力降低，这样复合地基承载力和整体刚度高于原地基，沉降量有所减少。 2、加速固结作用 碎石桩、砂桩具有良好的透水特性,可加速地基的固结。另外,水泥土类和混凝土类桩在某种程度上也可加速地基固结。 3、挤密作用 砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩等在施工过程中由于振动、挤压、排土等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。另外，采用生石灰桩，由于生石灰具有吸水、发热和膨胀等作用，对桩间土同样起到挤密作用。 4、加筋作用 各种复合地基除了可提高地基的承载力和整体刚度外，还可用来提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。 二、破坏模式 复合地基的破坏形式可分为三种情况：第一种是桩间首先破坏进而发生复合地基全面破坏；第二种是桩体首先破坏进而复合地全面破坏；第三种是桩体和桩间土同时发生破坏。在实际工程中，第一、第三种情况较少见，一般都是桩体先破坏、继而引起复合地基全面破坏。 复合地基破坏的模式可分成以下4种形式：刺入破坏、鼓胀破坏、整体剪切破坏和滑动破坏，参见图3.1-1。 （1）刺入破坏模式见图3.1-1（a）。桩体刚度较大，地基土强度较低的情况下较易发生桩体刺入破坏。桩体发生刺入破坏后，不能承担荷载，进而引起桩间土发生破坏，导致复合地基全面破坏。刚性桩复合地基较易发生这类破坏。 （2）鼓胀破坏模式见图3.1-1 (b)。在荷载作用下，桩间土不能提供足够的围压来阻止桩体发生过大的侧向变形，从而产生桩体的鼓胀破坏。桩体发生鼓胀破坏引起复合地基全面破坏。散体材料桩复合地基较易发生这类破坏。在一定的条件下，柔性桩复合地基也可能产生这类型式的破坏。 （3）整体剪切破坏模式见图3.1-1（c）。在荷载作用下，复合地基产生图中所示的塑性区，在滑动面上桩体和土体均发生剪切破坏。散体材料桩复合地基较易发生这类型式的整体剪切破坏，柔性桩复合地在在一定条件下也可能发生这类破坏。 （4）滑动破坏模式见图3.1-1（d）。在荷载作用下，复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏。在滑动面上，桩体和桩间土均发生剪切破坏。各种复合地基都可能发生这类型式的破坏。 在荷载作用下，复合地基发生何种模式破坏，影响因素很多，主要有： （1）对不同的桩型，有不同的破坏模式。如碎石桩易发生鼓胀破坏，而CFG桩易发生刺入破坏。 （2）对同一桩型，当桩身强度不同时，也会有不同的破坏模式。对水泥搅拌桩，当水泥掺入量较小时（?w=5%），易发生鼓胀破坏；当?w=15%时，易发生整体剪切破坏；当?w=25%时，易发生刺入破坏。 （3）对同一桩型，当土层条件不同时，也将发生不同的破坏模式。当浅层存在非常软的粘土时，碎石桩将在浅层发生剪切或鼓胀破坏，见图3.1-2(a)；当较深层存在有局部非常软的粘土时，碎石桩将在较深层发生局部鼓胀，见图3.1-2(b)；对较深层存在有较厚非常软的粘土情况，碎石桩将在较深层发生鼓胀破坏，而其上的碎石桩将发生刺入破坏，见图3.1-2(c)。 3.2 复合地基的应力特性 一、复合地基的有关设计参数 研究复合地基时，是在众多根桩所加固的地基中，选取一根桩及其影响的桩周土所组成的单元体作为研究对象。若桩体的横截面积为Ap，该桩体所承担的复合地基面积为A，则复合