4.复合地基理论与设计

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1、一、概述1.均质地基和复合地基均质地基：复合地基：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）和增强体两部分组成的人工地基。第二章复合地基理论概要一、概述2.复合地基分类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。一、概述3.浅基础、桩基础和复合地基1）浅基础特点：浅基础中，上部结构荷载是通过基础板直接传递给地基土体的一、概述3.浅基础、桩基础和复合地基2）桩基础特点：端承桩桩基础中，上部结构荷载通过基础板传递给桩体，再依靠桩的端承力直接传递给桩端持力层。不仅基础板下

2、地基土不传递荷载，而且桩侧土也基本上不传递荷载。摩擦桩桩基础中，上部结构荷载通过基础板传递给桩体，再通过桩面摩阻力和桩端端承力传递给地基土体，但以桩侧摩阻力为主。一、概述3.浅基础、桩基础和复合地基3）复合地基特点：复合地基中，上部结构荷载通过基础板直接同时将荷载传递给土体和基础板下地基土体。4.小结由上面分析可以看出，浅基础、桩基础和复合地基的分类主要是考虑了荷载传递路线。荷载传递路线也是上述三种地基基础形式的基本特征。简言之，对于浅基础，荷载直接传递给地基土体；对于桩基础，荷载通过桩体传递给地基土体；对于复合地基，荷载一部分通过桩体传递给地基土体，一部分直接传递给地

3、基土体。5.垫层的作用：理论研究和试验研究表明，基础和复合地基加固区之间设置垫层不仅可保证各类增强体与桩间土形成复合地基共同承担上部荷载，而且可以有效改善复合地基中浅层的受力状态，如减小桩土荷载分担比、提高桩间土的抗剪强度、提高增强体承受竖向荷载的能力等。二、桩体复合地基承载力计算1.复合地基承载力：1）桩体复合地基承裁力计算思路是先分别确定桩体的承载力和桩间土承载力，再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。二、桩体复合地基承载力计算1.复合地基承载力：2）桩体极限承载力计算粘结材料桩极限承载力计算目前工程上对粘结材料桩(柔性桩和刚性桩)根据下述两种情况

4、计算确定桩的承载力(1)根据桩身材料强度计算承载力；(2)根据桩侧摩擦力和桩端端阻力计算承载力。二者中取较小值为校的承载力。根据桩身材料强度计算单桩极限承载力：根据桩侧摩擦力和桩端端阻力计算单桩极限承载力的表达式为二、桩体复合地基承载力计算1.复合地基承载力：3）散体材料桩极限承载力计算与柔性桩、刚性桩等粘结材料桩不同，散体材料桩是依靠周围土体的侧限阻力保持其形状并承受荷载的，散体材料桩的承载力除与桩身材料的性质及其紧密程度有关外，主要取决于桩周土体的侧限能力。二、桩体复合地基承载力计算1.复合地基承载力：2）桩间土极限承载力计算根据天然地基载荷板试验结果，或根据其他室

5、内土工试验资料可以确定天然地基极限承载力。复合地基中桩间土极限承载力与天然地基极限承载力密切相关，但两者并不完全相同。在地基中设置竖向增强体，使桩间土极限承载力不同于天然地基承载力。两者的差别随地基土的工程特性、竖向增强体的性质、增强体设置方法不同而不同。有的情况下两者区别很小或者虽有一定区别，但桩间土极限承载力比天然地基极限承载力大，而且又较难计算时．工程实际中常用天然地基极限承载力值作为桩向上极限承载力。二、桩体复合地基承载力计算1.复合地基承载力：2）桩间土极限承载力计算二、桩体复合地基承载力计算2.复合地基加固区下卧层承载力验算：当复合地基加固区下卧层为软弱土层

6、时，按复合地基加固区容许承力计算基础的底面尺寸后，尚需要对复合地基下卧层承载力进行验算。要求作用在下卧层顶面处附加应力和自重应力之和不超过下卧层土的容许承载力，即三、复合地基沉降计算在各类实用计算方法中，通常把复合地基沉降量分为两部分，复合地基加固区压缩量s1和下卧层压缩量s2。三、复合地基沉降计算1.加固区土层压缩量s1的计算1）复合模量法(Ec法)。将复合地基加固区中增强体和基体两部分视为一复合土体，采用复合压缩模量Ecs来评价复合土体的压缩性，并采用分层总和法计算加固区土层压缩量s1。加固区土层压缩量s1的表达式为：三、复合地基沉降计算1.加固区土层压缩量s1的计

7、算2）应力修正法(Es法)。在采用应力修正法计算压缩量时，根据桩间土分担的荷载，按照桩间土的压缩模量，采用分层总和法计算加固区土层的压缩量。三、复合地基沉降计算1.加固区土层压缩量s1的计算3）桩身压缩量法(Ep法)。在荷载作用下复合地基加固区的压缩量也可通过计算桩体压缩量来得到。设桩底端刺入下卧层的沉降变形量为△，则相应加固区土层的压缩量s1的计算式为：三、复合地基沉降计算2.下卧层土层压缩量s2的计算方法三、复合地基沉降计算2.下卧层土层压缩量s2的计算方法在计算下卧层压缩量s2时，作用在下卧层上的荷载是比较难以精确计算的。日前在工程