地基处理复合地基基本理论课件.pptVIP

第6章复合地基基本理论Chapter6DesignPrincipleofCompositeFoundation

6.1复合地基的定义与分类6.1DefinitionandClassificationofCompositeFoundation一、复合地基的定义??当天然地基不能满足建筑物对地基的要求时，需要进行地基处理，形成人工地基，以保证建筑的安全与正常使用。经过处理形成的人工地基通常有三种类型：均质地基、复合地基和桩基。?1.均质地基：??（1）天然地基在地基处理过程中加固区土体性质得到全面改良；

（2）加固区土体的物理力学性质基本上是相同??的。。如均质的天然地基采用排水固结法形成的人工地基在排水固结过程中，加固区范围内地基土体中孔隙比减少，抗剪强度提高，压缩性减少，加固区内土体性质比较均匀，则这种人工地基可视为均质地基。均质人工地基承载力和变形计算方法基本上与均质地基的计算方法相同。

双层地基：??天然地基经过地基处理形成的均质加固区的厚度与荷载作用面积或者与其相应持力层和压缩层厚度相比较小时，在荷载影响区内，地基由两层性质相差较大的土体组成。采用换填法或表层压实法处理形成的人工地基，当处理范围比荷载作用面积较大时，可归属于双层地基。

双层地基均质人工地基

复合地基：??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(天然地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。上部结构的荷载由基体和增强体共同承担。复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基，?

按增强体设置方向??水平向增强体复合地基竖向增强体复合地基斜向增强体复合地基水平向增强体复合地基主要指加筋土地基。加筋材料主要是土工织物、土工膜、土工格栅和土工格室等。??竖向增强体习惯上称为桩，有时也称为柱，竖向增强体复合地基通常称为桩体复合地基。

目前在工程上应用的竖向增强体有碎石桩、砂桩、水泥土桩、石灰桩、土桩、灰土桩、混凝土桩、CFG桩等。根据竖向增强体的性质，桩体复合地基又可分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。散体材料桩只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。相对应于散体材料桩，柔性桩和刚性桩也称为粘结材料桩，或半刚性桩和刚性桩。?

复合地基中增强体方向不同，复合地基性状也不同。桩体复合地基中，桩体是由散体材料组成，还是由粘结材料组成，以及粘结材料桩的刚度大小，都将影响复合地基荷载传递性状。根据复合地基工作机理可做如下分类：?散体材料桩竖向增强体水平增强体柔性桩：如灰土桩、石灰桩等粘结材料桩§复合地基刚性桩：如CFG桩等

复合地基的基本特点（1）加固区是由基体和增强体两部分组成，是非均质的和各向异性的。（2）在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。????前一特征使它区别于均质地基，后一特征使它区别于桩基础。形成复合地基的条件是基体与增强体在荷载作用下，通过两者变形协调，共同分担荷载。

复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基，复合地基属于地基范畴，而桩基属于基础范畴，所以两者又有其本质区别。?

?复合地基与桩基比较①桩身材料与强度。复合地基中桩有散体材料桩、柔性桩、半刚性桩和刚性桩；桩基中的桩均为刚性桩；②桩与上部结构的连接方式。复合地基中桩体与基础不是直接相连的，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。如图所示。

③受力特性不同。复合地基的主要受力层在加固体内，由基体和增强体两部分共同承担上部荷载、协同工作；而桩基的主要受力层是在桩尖以下一定范围内，主要由桩体承担荷载作用。?④群桩效应问题。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。?

a.桩基础b.复合地基复合地基——桩基的区别

复合地基作用机理无论何种复合地基，都具备以下一种或多种作用，如下：??1.桩体作用由于复合地基中桩体的刚度较周围土体为大，在刚性基础下等量变形时，地基中应力按材料模量进行分布。因此，桩体上产生应力集中现象，大部分荷载将由桩体承担，桩间土上应力相应减小。这就使复合地基承载力较原地基有所提高，沉降量有所减小。随着桩体刚度增加，其桩体作用发挥得更加明显。

复合地基作用机理2.垫层作用桩与桩间土复合形成的复合地基或称复合层，由于其性能优于原天然地基，它可起到类似垫层的换土、均匀地基应力和增大应力扩散角等作用。在桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中，垫层的作用尤其明显。

复合地基作用机理3.加速固结作用除碎石桩、砂桩具有良好的透水特性，可加速地基的固结外，水泥土类和混凝土类桩在某种程度上也可加速地基固结。4.挤密作用如砂（石）桩、土桩、石灰桩等在施工过程中由于