复合地基加固法精要.doc

复合地基加固法 第一节复合地基基本理论 一、复合地基的定义和分类 （一）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加强或被置换，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。根据地基中增强体方向又可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基（桩体复合地基）。 复合地基通常由桩（增强体）、桩问土（基体）和褥垫层组成（如图5 -1所示）。 （二）桩体复合地基分类 桩体复合地基可以根据其增强体的不同特性进行分类如下： 1、按增强体材料：分为散体材料（砂石、矿渣、渣土等）、石灰、灰土、水泥土、混凝土及土工合成材料等。 2、按增强体黏结性：分为无黏结性（散体材料）和黏结性两大类，其中黏结性的又可根据黏结性的大小分为：低黏结强度（石灰、灰土等）、中等黏结强度（水泥土）、高黏 结强度（混凝土、CFG桩等）。 3、按增强体相对刚度：分为柔性（如石灰、灰土）、半刚性（水泥土）、刚性（混凝土、CFG桩等）。 4、按增强体方向：分为竖向、斜向和水平向（如加筋土复合地基）三种。 5、按增强体形式：分为单一型（桩身材料、断面尺寸、长度相同）（如图5-1a所示）、复合型（如混凝土芯水泥土组合桩复合地基）（如图5-2a所示）、多桩型（如碎石——CFG桩复合地基等）（如图5—2b所示）、长短桩结合型（如图5-2 c所示）。 上述分类疗法汇总见表5-l。 对于增强体刚度及黏结性大小的划分，目前工程上尚无统一的定量标准，上述定性划分原则仅供参考。如水泥土桩，桩身刚度及黏结性会因桩身水泥土强度不同而有较大变化，当水泥掺入量较低时，可能属于低黏结强度的柔性桩，而对于高强度的水泥土，力学特性又会接近于低标号混凝土，亦有文献将散体材料桩并入柔性桩进行分析，或将灰土桩、生石灰桩等低黏结强度桩视为散体材料桩。  按照复合地基增强体工程特性进行的分类 表5-1 黏结性 刚度 材料 类型 分类名称 桩体材料 无黏 结性 散体 材料类 碎 石 桩 振冲碎石桩 碎石 干振碎石桩 沉管碎石桩 强夯置换碎石桩 袋装碎石桩 砂桩 中、粗砂 矿渣桩 钢渣 柱锤冲扩桩 碎砖三合土、渣土、矿渣、砂石等 土桩 黏性土 黏结性 低黏结性 柔性 石灰、灰土类 灰土桩（灰土井柱） 消石灰土（2：8或3：7） 双灰桩 粉煤灰、消石灰、土 生石灰粉喷桩 生石灰粉、原土 石灰浆搅拌桩 石庆浆、原土 石灰桩 生石灰、掺和料（粉煤灰、矿渣等） 中等黏结性 半刚性 水泥 土类 水泥土 搅拌桩 干法（粉喷桩） 水泥粉、原土 湿法（深层搅拌桩） 水泥浆、原土 混凝土芯水泥土组合桩 水泥土，预制或现浇钢筋混凝土芯 夯实水泥土桩 干硬水泥土 旋喷桩（高压喷射注浆） 水泥浆、原土 干振复合桩 粉煤灰、石灰、磷石行加少量水泥及粗、细骨料  续表 黏结性 刚度 材料 类型 分类名称 桩体材料 黏结性 高黏结性 刚性 混凝土类 水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩） 水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂） 素混凝土桩 水泥、砂、碎石 二灰（石灰、粉煤灰）混凝土桩 石灰、粉煤灰、水泥、砂 柱锤冲扩水泥砂石桩 干硬性水泥砂石料 钢筋混凝土桩 预制钢筋混凝土桩、预应力管桩 碎石压力灌浆桩 水泥、砂、石 现浇混凝土大直径管桩 现浇混凝土管桩， 桩径d=1000～1250mm 树根桩 细石混凝土、水泥砂浆、桩径 d=150～300mm 注浆钢管桩 钢管、水泥浆 注：桩的刚柔是相对的，不能只由桩体模量确定。桩的刚柔主要与桩土模量比和桩的长细比有关，可按桩土相对 刚度来进行分类。桩土相对刚度可按下式计算： 式中Ep——桩体压缩模量（MPa）； Gs——桩间土剪切模量（MPa）； lp——桩长（m）； r——桩体半径（m）。 有人建议当K大1时可视为刚性桩，小于1时可视为柔性桩。在工程上刚性桩和柔性桩没有严格的界限。 （三）褥垫层 桩和桩间土出调变形，桩间土始终处于受力状态，桩和桩间土共同承担荷载是形成复合地基的必要条件。 散体材料桩由于受荷后产生鼓胀变形，可保证桩和桩间土共同受力；对于刚性桩及半刚性桩，应设置褥垫层，以保证桩、土共同作用。 1．刚性基础下复合地基褥垫层的