地基处理技术第十一章.ppt

地基处理新技术 地基处理新技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 第十一章复合地基技术 * * 一、概述 （一）复合地基的含义 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（天然地基土体或或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成。整个地基的承载力与变形都与二者有关，二者共同承受基底荷载。 （二）复合地基分类 复合地基 竖向增强体复合地基 水平向增强体复合地基 散体材料桩复合地基 粘结材料桩复合地基 柔性桩复合地基 刚性桩复合地基 （三）复合地基形成条件 设置的增强体与天然地基土体共同承担上部结构物传来的荷载是形成复合地基的条件。 复合地基有两个基本特点：1.加固区是由基体和增强体两部分组成，是非均质和各向异性的；2.在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。前者使它区别于均质地基（包括人工均质地基），后者使它区别于桩基础。 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。在某种意义上来讲，均质地基和桩基础是竖向增强体复合地基的两种特例。 复合地基中的应力分布是很复杂的。基底处桩土应力比最大，但随着深度增加，桩通过桩土摩阻力将荷载传向桩间土，桩上荷载逐渐减少，而桩间土受到荷载逐渐增加，因而到桩底深处，桩土应力比已大大小于基底处，趋向于均匀。 根据有限元分析的结果，当桩土应力比小时，土的主要受力区在仍在基础下；随着桩土应力比的增加，土的主要受力区向下移动。 图2-1复合地基示意图 EP＞ ES1 EP＞ ES2 垫层是保证形成复合地基的措施，但不是必要条件。 形成复合地基条件 难以形成复合地基条件 EP＞ ES1 ES2 ＞ES1 采用粘结材料的桩，应注意形成复合地基的条件。 （四）各类复合地基选用的一般原则 1.水平向增强体复合地基主要应用于提高地基稳定性。在高压缩性土层不厚时，用该复合地基可有效提高地基稳定性、减少沉降；在高压缩性土层较厚时，用该复合地基对减少总沉降效果不明显。 2.散体材料桩适用于能够振密、挤密的砂性土地基；对饱和软黏土地基，应慎用。 3.对深厚软土地基可采用长桩来减少工后沉降；可采用长短桩复合地基降低地基处理费用。 4. 刚性基础下采用粘结材料桩复合地基时，若桩土相对刚度较大，且桩体强度较小时，桩头与基础间宜置设柔性垫层；若桩土相对刚度较小，或桩体强度足够时，也可不设柔性垫层。 5.填土路堤下采用粘结材料桩复合地基时，应在桩头上铺设刚度较好的垫层（如土工格栅砂垫层、灰土垫层等），垫层的铺设可防止桩体向上刺入路堤，增加桩土应力比，发挥桩体能力。 1.3～4.4 2.5～5 3～12 20～50 50 碎石桩 石灰桩 水泥搅拌桩（含水泥5%～12%） CFG桩 钢或钢筋砼桩 各类桩的桩土应力比 表2-1 二、竖向增强体复合地基承载力 （一）复合地基承载力由静载荷试验确定 单桩复合地基和多桩复合地基均可采用。荷载试验的操作与天然地基时相同。当实际基础埋深与和压板差别大时，应作宽、深度修正。 （二）经验公式估算法 竖向增强体复合地基承载力计算通常有两种思路：一种是先分别确定桩体的承载力和桩间土承载力，根据一定的原则叠加这两部分承载力得到复合地基的承载力；另一种是把桩体和桩间土组成的复合地基作为整体来考虑，如通过地基滑弧稳定分析法确定复合地基极限承载力。在稳定分析中采用复合土体的综合指标。采用前者，得到复合地基的承载力计算式如下： （2-1） 式中 fspk——复合地基的承载力特征值；fpk——桩体的竖向承载力特 征值；fsk——桩间土加固后承载力特征值；m——复合地基置换 率，m=Ap/A=d2/de2；Ap为桩体面积，A为对应的加固面积； d——桩身平均直径；de——一根桩承担的等效圆直径；d