第6章复合地基处理方法.ppt

复合地基是一个新概念，而且还处在不断发展中，因此在介绍具体的复合地基技术之前，我们先来了解一些复合地基的基本知识和理论概要。 复合地基的严格定义中概况了形成复合地基的各种方法。 复合地基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两类。 水平向复合地基主要指加筋土地基，例如在天然地基水平方向加入土工织物、土工格栅等形成的复合地基。常用于路堤和油罐等的地基加固。 桩式复合地基按照桩身材料性质分为：散体材料桩复合地基和粘结材料桩复合地基。桩体材料类别以及刚度大小都将影响复合地基的工作性状。 散体材料桩特点：桩体由散体材料，如砂、石、矿渣等松散物质作充填物，也称粗颗粒材料桩，没有粘聚力，单独不能成桩，只有依靠周围土体的围箍（约束）作用才能形成桩体。根据充填材料类别可分为砂桩、砂石桩、碎石桩和矿渣桩等。 粘结材料桩复合地基按照增强体材料的刚度情况，分为：柔性桩复合地基和（半）刚性桩复合地基。 桩体的构成材料不同，刚度不同都将影响复合地基荷载的传递性状。 从定义可知，复合地基有两个基本特点： （1）其组成情况：基体+增强体； （2）工作性状：共同承载，即共同承担上部结构传来的荷载。 前一特征使复合地基区别于均质地基，后一特征是地基中设置增强体后，能不能形成复合地基的基本条件。该特点使复合地基区别于桩基础。 复合地基与桩基的区别： （1）形式上：复合地基中桩体与基础往往不是直接相连的，它们之间通过垫层（碎石或砂石垫层）来过渡； 而桩基中桩体与基础直接相连，两者形成一个整体。 （2）受力特性：存在着明显差异，即复合地基的主要受力层在加固体内；而桩基的主要受力层是在桩尖以下一定范围内。由于复合地基的理论的最基本假定为桩与桩周土的协调变形。为此，从理论而言，复合地基中也不存在类似桩基中的群桩效应。 复合地基与复合桩基的关系： 复合桩基一定程度上可视为不带垫层的刚性桩复合地基。但在荷载传递形式上是不同的。根据传统的桩基理论，桩基础在荷载作用下，上部结构传来的荷载首先通过承台传给桩体，然后再通过桩侧摩阻力和桩底端承力把荷载传递给地基土体。一般不考虑承台下的桩间土直接承载作用。虽然在基础工程中提到的复合桩基，也是承台下的土体会直接承担一部分荷载，也就是说客观上复合桩基里面的桩，主要是摩擦桩，桩间土一定程度上也直接参与了承载，分担了一部分上部结构的荷载，但通常只将其作为一种安全储备，在桩基础设计和计算中不予考虑。而复合地基桩不是仅仅利用它的自身承载能力，而是利用桩的自身与桩间土的摩擦所形成的整体地基来承受上部建筑物的下传力。 增强体和地基土体共同承担上部结构传来的荷载是复合地基的本质，因此在荷载作用下，增强体与天然地基土体通过变形协调共同承载荷载作用是形成复合地基的基本条件。 然而如何设置增强体以保证增强体与天然地基土体能够共同承担荷载是有条件的，需要通过构造设置来保证桩和桩间土共同承担上部结构荷载。在实际工程中，如果并不能满足形成复合地基的条件，但却以复合地基进行设计是不安全的，在这种情况下高估了桩间土的承载能力，而低估了桩体（增强体）实际所承担的荷载，降低了复合地基的安全度，可能造成工程事故，因此要重视复合地基的形成条件。 在房屋建筑工程中，无论是条形基础、还是筏板基础，都有较大的刚度，可以近似视作刚性基础。在荷载作用下刚性基础的沉降基本上是相同的。由于桩端下卧可压缩层，桩的沉降加大，在荷载作用下，复合地基中的桩和桩间土沉降一致，从而保证荷载同时作用在桩和桩间土上，因而是复合地基。 （1）复合地基下卧不可压缩层：在承台荷载作用下，开始增强体和桩间土分别承担的荷载大致按两者的模量比进行分配，土体受荷后，土中应力发生改变，土体开始沉降，而刚性基础的沉降等于桩顶的下沉量，而桩顶位移很小，因此随着土体产生蠕变，桩间土逐渐脱离基础底面，桩间土土所承担的荷载不断减小，荷载逐渐向增强体上转移，增强体中的应力逐渐增大，导致桩间土承担的荷载比例极小，特别是若遇地下水下降等因素的影响，桩间土体进一步压缩，到最后桩间土可能不再承担荷载，这样，增强体与桩间土体难以形成复合地基共同承担上部结构荷载。 (2)二者的地基土物理力学性质、基础刚度、荷载、桩体复合地基均相同，不同之处是前者无垫层，后者在刚性基础和桩体加固区之间设置了一砂石柔性垫层。两种情况下，桩与桩间土的沉降是不一致的。无垫层时，桩体沉降远远小于桩间土的沉降，导致桩间土最终不参与承载，而设置垫层后，复合地基中的桩体会向上刺入垫层，虽然桩