復(fù)合地基理論與設(shè)計(jì)培訓(xùn)講義ppt+74P

第二二章章復(fù)復(fù)合合地地基基理理論論與與設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)復(fù)合合地地基基主要要內(nèi)內(nèi)容容2.1復(fù)合地地基概概念與與分類類2.2復(fù)合地地基的的作用用機(jī)理理與破破壞模模式2.3復(fù)合地地基設(shè)設(shè)計(jì)參參數(shù)2.4復(fù)合地地基承承載力力計(jì)算算2.5復(fù)合地地基沉沉降計(jì)計(jì)算2.6復(fù)合地地基應(yīng)應(yīng)用實(shí)實(shí)例2.1復(fù)合地地基概概念與與分類類1.發(fā)展概概況復(fù)合地地基復(fù)合地地基的概念念已成成為很很多地地基處處理方方法的的理論分分析及及公式式建立立的基礎(chǔ)礎(chǔ)和根根據(jù)。。它已已廣泛泛地運(yùn)運(yùn)用于于如碎碎石樁樁、砂砂樁、、水泥泥土攪攪拌樁樁、旋旋噴樁樁和石石灰樁樁等加加固地地基的的理論論分析析中。。初期后來復(fù)合地地基一一詞最最早出出現(xiàn)在在1962年，用用來形形容采采用碎碎石樁樁加固固的地地基深層攪攪拌法法和高高壓噴噴射注注漿法法的應(yīng)應(yīng)用，，人們們開始始重視視水泥泥土樁樁復(fù)合合地基基的研研究2.復(fù)合地地基概概念與與分類類（1）概念：：復(fù)合地地基（（compositefoundation）是指指部分土土體被被增強(qiáng)強(qiáng)或被置換換形成增強(qiáng)體體，由增增強(qiáng)體體和周周圍地地基土土共同同承擔(dān)擔(dān)上部部荷載載并協(xié)協(xié)調(diào)變變形的的人工工地基基。復(fù)合地地基與與天然然地基基同屬屬地基范范疇。復(fù)合地地基粉噴樁樁復(fù)合合地基基復(fù)合地地基示示意圖圖（2）復(fù)合合地基基分類類1）根據(jù)地地基中中增強(qiáng)強(qiáng)體的的方向向分類類水平向向增強(qiáng)強(qiáng)體復(fù)合地地基:土工聚聚合物物、金金屬材材料格格柵等等形成成的復(fù)復(fù)合地地基。豎向增增強(qiáng)體體復(fù)合地地基:樁體復(fù)復(fù)合地地基。復(fù)合地地基圖2-2人工地地基分分類均質(zhì)人工地基雙層地基水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)體復(fù)合地基2）復(fù)合地地基中中樁的的分類類復(fù)合地地基在豎向向增強(qiáng)強(qiáng)體復(fù)復(fù)合地地基中中，樁樁的作作用是是主要要的，，而地地基處處理中中樁的的類型型較多多，性性能變變化較較大。。為此此，可可根據(jù)據(jù)增強(qiáng)強(qiáng)體（（樁體體）所所采用用的材材料以以及成成樁后后樁體體的強(qiáng)強(qiáng)度（（或剛剛度））來進(jìn)進(jìn)行分分類。。2）復(fù)合地地基中中樁的的分類類復(fù)合地地基由柔性性樁和和樁間間土所所組成成的復(fù)復(fù)合地地基可可稱為為柔性性樁復(fù)復(fù)合地地基，，依次次有：：散體材料料樁復(fù)合合地基—如碎石樁樁、砂樁樁、礦渣渣樁等；；柔性樁復(fù)復(fù)合地基基—如石灰樁樁、土（（或灰土土）樁；；半剛性樁樁—如水泥土土攪拌樁樁、旋噴噴樁等；；剛性樁復(fù)復(fù)合地基基——混凝土類類樁（如如CFG樁等）。。樁中水泥泥摻入量量的大小小將直接接影響樁樁體的強(qiáng)強(qiáng)度。當(dāng)當(dāng)摻入量量較小時(shí)時(shí)，樁體體的特性性類似柔柔性樁；；而當(dāng)摻摻入量較較大時(shí)，，又類似似于剛性性樁。3）復(fù)合地基基常用的的形式復(fù)合地基基圖2-3復(fù)合地基基常用的的形式豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基斜向增強(qiáng)復(fù)合地基水平向增強(qiáng)復(fù)合地基長短樁復(fù)合地基3.復(fù)合地基基特點(diǎn)復(fù)合地基基與天然然地基比比較：復(fù)合地基基加固區(qū)是是由增強(qiáng)體和基體兩部分組組成，是非均均質(zhì)和各各向異性性的，該特點(diǎn)使使復(fù)合地地基區(qū)別別于均質(zhì)質(zhì)地基。。復(fù)合地基基天然地基復(fù)合地基圖2-4地基——復(fù)合地基基區(qū)別墊層復(fù)合地基基復(fù)合地基基與樁基基比較①樁樁身材料料與強(qiáng)度度。復(fù)合地地基中樁樁有散體體材料樁樁、柔性性樁、半半剛性樁樁和剛性性樁；樁樁基中的的樁均為為剛性樁樁；②樁與上部部結(jié)構(gòu)的的連接方方式。復(fù)合地地基中樁樁體與基基礎(chǔ)不是是直接相相連的，，它們之之間通過過墊層（（碎石或或砂石墊墊層）來來過渡；；而樁基基中樁體體與基礎(chǔ)礎(chǔ)直接相相連，兩兩者形成成一個(gè)整整體。如如圖2-5所示。③受力特性性不同。復(fù)合地地基的主主要受力力層在加加固體內(nèi)內(nèi)，由基基體和增增強(qiáng)體兩兩部分共共同承擔(dān)擔(dān)上部荷荷載、協(xié)協(xié)同工作作；而樁樁基的主主要受力力層是在在樁尖以以下一定定范圍內(nèi)內(nèi)，主要要由樁體體承擔(dān)荷荷載作用用。④群樁效應(yīng)應(yīng)問題。由于復(fù)復(fù)合地基基的理論論的最基基本假定定為樁與與樁周土土的協(xié)調(diào)變形形。為此，從從理論而而言，復(fù)復(fù)合地基基中也不不存在類類似樁基基中的群群樁效應(yīng)應(yīng)。圖2-5復(fù)合地基基——樁基的區(qū)區(qū)別·a.樁基礎(chǔ)b.復(fù)合地基基由樁體承擔(dān)荷載載基體和增增強(qiáng)體共共同承擔(dān)擔(dān)荷載墊層承臺(tái)4.復(fù)合地基基應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域道路工工民建筑筑機(jī)機(jī)場堤堤壩復(fù)合地基基工業(yè)廠房房地基復(fù)合地基基碎石樁復(fù)復(fù)合地基基強(qiáng)夯置換換復(fù)合地地基復(fù)合地基基應(yīng)用道路工民建筑筑復(fù)合地基基碼頭機(jī)場復(fù)合地基基應(yīng)用復(fù)合地基基施工復(fù)合地基基復(fù)合地基基復(fù)合地基基復(fù)合地基基水下的碎碎石樁復(fù)復(fù)合地基基復(fù)合地基基靜載荷荷試驗(yàn)復(fù)合地基基2.2復(fù)合地基基的作用用機(jī)理與與破壞模模式（1）復(fù)合地地基作用機(jī)理理1）樁體作作用復(fù)合地基基承載力力和整體體剛度高高于原地地基，沉沉降量有有所減少少。2)墊層作用用可起到類類似墊層層的換土土、均勻勻地基應(yīng)應(yīng)力和增增大應(yīng)力力擴(kuò)散角角等作用用。3)加速固結(jié)結(jié)作用除碎石樁樁、砂樁樁具有良良好的透透水特性性，可加加速地基基的固結(jié)結(jié)外，水水泥土類類和混凝凝土類樁樁在某種種程度上上也可加加速地基基固結(jié)。。4)擠密作用用在施工過過程中由由于振動(dòng)動(dòng)、擠壓壓、排土土等原因因，可使使樁間土土起到一一定的密密實(shí)作用用。5)加筋作用用各種復(fù)合合地基除除了可提提高地基基的承載載力和整整體剛度度外，還還可提高高土體的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度，增增加土坡坡的抗滑滑能力。。目前在國國內(nèi)的深深層攪拌拌樁、粉粉體噴攪攪樁和砂砂樁等以以被廣泛泛地用于于高速公公路等路路基或路路堤的加加固，這這都利用用了復(fù)合合地基中中樁體的的加筋作作用。復(fù)合地地基。(2)復(fù)合地地基樁樁體破破壞模模式復(fù)合地地基中中，樁樁體破破壞模模式可可分為為以下下4種：刺刺入破破壞、、鼓脹脹破壞壞、整整體剪剪切破破壞和和滑動(dòng)動(dòng)破壞壞復(fù)合地地基圖2-6復(fù)合地基中樁體可能破壞模式(a)刺入破壞；(b)鼓脹破壞；(c)整體剪切破壞；(d)滑動(dòng)破壞a.刺入破破壞（（圖2-6a）樁體剛剛度較較大，，地基基土強(qiáng)強(qiáng)度較較低的的情況況下較較易發(fā)發(fā)生樁樁體刺刺入破破壞。。樁體體發(fā)生生刺入入破壞壞后，，不能能承擔(dān)擔(dān)荷載載，進(jìn)進(jìn)而引引起樁樁間土土發(fā)生生破壞壞，導(dǎo)導(dǎo)致復(fù)復(fù)合地地基全全面破破壞。。剛性性樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基較易易發(fā)發(fā)生生此此類類破破壞壞。。復(fù)合合地地基基破壞壞模模式式刺入入破破壞壞（（圖圖2-6a）Fk復(fù)合合地地基基（b）鼓鼓脹脹破破壞壞（（圖圖2-6b）在荷荷載載作作用用下下，，樁樁間間土土不不能能提提供供足足夠夠的的圍圍壓壓來來阻阻止止樁樁體體發(fā)發(fā)生生過過大大的的側(cè)側(cè)向向變變形形，，從從而而產(chǎn)產(chǎn)生生樁樁體體鼓鼓脹脹破破壞壞，，并并引引起起復(fù)復(fù)合合地地基基全全面面破破壞壞。。散體體材材料料樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基往往往發(fā)發(fā)生生鼓鼓脹脹破破壞壞，，在在一一定定的的條條件件下下，，柔性性樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基也可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生此此類類型型式式的的破破壞壞。。破壞壞模模式式鼓脹脹破破壞壞（（圖圖2-6b）Fk非均均質(zhì)質(zhì)粘粘性性土土中中碎碎石石樁樁破破壞壞機(jī)機(jī)理理復(fù)合合地地基基鼓脹脹破破壞壞鼓脹脹破破壞壞復(fù)合合地地基基（c）整整體體剪剪切切破破壞壞（（圖圖2-6c）在荷荷載載作作用用下下，，復(fù)復(fù)合合地地基基將將出出現(xiàn)現(xiàn)圖圖2-6c所示示的的塑性性區(qū)區(qū)，在在滑滑動(dòng)動(dòng)面面上上樁樁和和土土體體均均發(fā)發(fā)生生剪剪切切破破壞壞。。散體體材材料料樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基較易易發(fā)發(fā)生生整整體體剪剪切切破破壞壞，，柔性性樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基在一一定定條條件件下下也也可可能能發(fā)發(fā)生生此此類類破破壞壞。。破壞壞模模式式整體體剪剪切切破破壞壞（（圖圖2-6c）塑性性區(qū)區(qū)復(fù)合合地地基基（d）滑滑動(dòng)動(dòng)破破壞壞（（圖圖2-6d）如圖圖2-6d所示示，，在在荷荷載載作作用用下下復(fù)復(fù)合合地地基基沿沿某某一一滑滑動(dòng)動(dòng)面面產(chǎn)產(chǎn)生生滑滑動(dòng)動(dòng)破破壞壞。。在在滑滑動(dòng)動(dòng)面面上上，，樁樁體體和和樁樁間間土土均均發(fā)發(fā)生生剪剪切切破破壞壞。。各各種種復(fù)復(fù)合合地地基基都都可可能能發(fā)發(fā)生生這這類類型型式式的的破破壞壞。。破壞壞模模式式滑動(dòng)動(dòng)破破壞壞（（圖圖2-6d）滑動(dòng)動(dòng)面面復(fù)合合地地基基復(fù)合合地地基基發(fā)發(fā)生生何何種種破破壞壞模模式式，，與與復(fù)復(fù)合合地地基基的的樁樁型型，，樁樁身身強(qiáng)強(qiáng)度度，，土土層層條條件件，，荷荷載載形形式式及及復(fù)復(fù)合合地地基基上上基基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的形形式式有有關(guān)關(guān)。。復(fù)合合地地基基破壞壞模模式式小小結(jié)結(jié)（1）對(duì)對(duì)于于不不同同的的樁樁型型，，有有不不同同的的破破壞壞模模式式。。（2）對(duì)對(duì)于于同同一一樁樁型型，，當(dāng)當(dāng)其其樁樁身身強(qiáng)強(qiáng)度度不不同同時(shí)時(shí)，，也也會(huì)會(huì)有有不同同的的破破壞壞模模式式。。（3）對(duì)對(duì)于于同同一一樁樁型型，，當(dāng)當(dāng)土土層層條條件件不不同同時(shí)時(shí)，，也也將將發(fā)發(fā)生生不同同的的破破壞壞模模式式。。復(fù)合合地地基基復(fù)合合地地基基破壞壞模模式式小小結(jié)結(jié)綜上上所所述述，，由由于于復(fù)復(fù)合合地地基基的的破破壞壞模模式式比比較較復(fù)復(fù)雜雜，，一一般般可可以以認(rèn)認(rèn)為為取取決決與與樁體體和樁間間土土的破破壞壞，，其其中中樁樁體體的的破破壞壞特特性性是是主主要要的的。。散體體土土類類樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基,由于于樁樁和和樁樁間間土土的的模模量量和和破破壞壞時(shí)時(shí)的的應(yīng)應(yīng)變變值值等等一一般般相相差差不不大大，，往往往往同同時(shí)時(shí)進(jìn)進(jìn)入入破破壞壞狀狀態(tài)態(tài)；；水泥泥土土類類樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基，水水泥泥土土的的模模量量較較大大，，破破壞壞應(yīng)應(yīng)變變較較小小，，在同同等等應(yīng)應(yīng)變變條條件件下下，，水泥泥土土率率先先進(jìn)進(jìn)入入破破壞壞狀狀態(tài)態(tài)。。2.3復(fù)合地地基應(yīng)應(yīng)力特特性（1）基地地反力力;（2）附加加應(yīng)力力分布布;（3）樁土土應(yīng)力力比，，n;（4）復(fù)合合地基基動(dòng)力力特性性；σs圖2－8復(fù)合地基計(jì)算簡圖σp復(fù)合地地基應(yīng)應(yīng)力特特性（1）基底底反力力樁頂范范圍內(nèi)內(nèi)應(yīng)力力集中中明顯顯；樁間土土反力力仍保保持類類似天天然地地基時(shí)時(shí)的馬馬鞍形形分布布復(fù)合地地基應(yīng)應(yīng)力特特性（2）附加加應(yīng)力力分布布國內(nèi)外外目前前尚無無復(fù)合合地基基附件件應(yīng)力力計(jì)算算公式式；復(fù)合地地基中中應(yīng)力力分布布不均均勻；；但總總體上上講，，仍然然呈現(xiàn)現(xiàn)出隨隨深度度增加加而明明顯衰衰減的的特性性。因此，，復(fù)合合地基基中的的附加加應(yīng)力力的分分布特特點(diǎn)與與天然然地基基中的的很接接近，，而與與樁基基礎(chǔ)中中的相相差較較大。。（3）樁土土應(yīng)力力比，，n樁土應(yīng)應(yīng)力比比，n,是復(fù)合合地基基的一一個(gè)重重要計(jì)計(jì)算參參數(shù)，，它關(guān)關(guān)系到到復(fù)合合地基基承載載力和和變形形的計(jì)計(jì)算，，影響響因素素有：：1）荷載載水平平2）樁土土模量量比3）樁土土面積積置換換率，，m4）原地地基土土強(qiáng)度度5）樁長長6）時(shí)間間7）墊層層復(fù)合地地基應(yīng)應(yīng)力特特性（4）復(fù)合合地基基動(dòng)力力特性性碎石樁樁或砂砂樁處理液液化地基的的效果果在于于1）提高高了地地基土土（樁樁間土土）的的密實(shí)實(shí)度；；2）改善善了地地基的的排水水條件件；3）地基基土受受到一一定時(shí)時(shí)間的的預(yù)振振動(dòng)；；4）由于于樁對(duì)對(duì)樁間間土的的約束束作用用，使使得地地基的的剛度度增大大其他復(fù)復(fù)合地地基同同樣具具有上上述特特征復(fù)合地地基應(yīng)應(yīng)力特特性2.3復(fù)合地地基設(shè)設(shè)計(jì)參參數(shù)面積置置換率率m樁土應(yīng)應(yīng)力比比n復(fù)合模模量Esp復(fù)合地地基1.面積置置換率率m研究復(fù)復(fù)合地地基時(shí)時(shí)，是是在眾眾多根根樁所所加固固的地地基中中，選選取一一根樁樁及其其影響響的樁樁周土土所組組成的的單元元體作作用為為研究究對(duì)象象。若若樁體體的橫橫截面面積為為Ap，樁身身平均均直徑徑為d,該樁體體對(duì)應(yīng)應(yīng)的加加固面面積為為A，該樁樁體所所對(duì)應(yīng)應(yīng)的加加固面面積的的等效效圓直直徑為為de，則面積置置換率率m：m=Ap/A或m=d2/de2（2-1）式中：：正方形形布樁樁等效效圓直直徑:de＝1.13L矩形布布樁等等效圓圓直徑徑:L、L1、L2分別為為樁間間距、、縱向向間距距和橫向向間距距。復(fù)合地地基圖2－7a正方形形布樁樁Lde復(fù)合地地基等邊三三角形形布樁樁等效效圓直直徑:de＝1.05LL為樁間間距。。Lde面積置置換率率m圖2－7b正方形形布樁樁Lde2.樁土應(yīng)應(yīng)力比比n在荷載載作用用下，，設(shè)復(fù)復(fù)合地地基中中樁體體的豎豎向平平均應(yīng)應(yīng)力為為σp，樁間間土的的豎向向平均均應(yīng)力力為σs，則樁樁土應(yīng)應(yīng)力比比n：n＝σp/σs（2-2）復(fù)合地地基σs圖2－8復(fù)合地基計(jì)算簡圖σp目前復(fù)復(fù)合地地基樁樁土應(yīng)應(yīng)力比比n的計(jì)算算公式式很多多，例例如模模量比比公式式，其其假定定在剛剛性基基礎(chǔ)下下，樁樁體和和樁間間土的的豎向向應(yīng)變變相等等，即即εp=εs。于是是，樁樁體上上豎向向應(yīng)力力σp=Ep·εp，樁間間土豎豎向應(yīng)應(yīng)力σs=Es·εs，樁土土應(yīng)力力比n的表達(dá)達(dá)式為為：n=σp/σs=Ep/Es（2-3）式中：：Ep、Es——分別為為樁和和樁間間土的的壓縮縮模量量。復(fù)合地地基樁土應(yīng)應(yīng)力比比σs圖2－8復(fù)合地地基計(jì)計(jì)算簡簡圖σp3.復(fù)合模模量復(fù)合地地基加加固區(qū)區(qū)由樁樁體和和樁間間土兩兩部分分組成成，呈呈非均均質(zhì)。。在復(fù)復(fù)合地地基計(jì)計(jì)算中中，為為了簡簡化計(jì)計(jì)算，，將加加固區(qū)區(qū)視作作一均均質(zhì)的的復(fù)合合土體體，則則復(fù)合合地基基的復(fù)復(fù)合模模量Esp：Esp=mEp+(1-m)Es(2-4a)或Esp=〔1+m(n-1)Es(2-4b)式中:Esp—復(fù)合地地基壓壓縮模模量,MPa；m—復(fù)合地地基面面積置置換率率；n—樁土應(yīng)應(yīng)力比比；Ep—樁體壓壓縮模模量,MPa；Es—土體壓壓縮模模量,MPa。復(fù)合地地基2.4復(fù)合地基承承載力力計(jì)算1.復(fù)合地地基極極限承承載力力pcf計(jì)算式式復(fù)合地地基ppf——樁體極極限承承載力力（kPa）；psf——天然地地基極極限承承載力力（kPa）；K2—反映復(fù)復(fù)合地地基中中樁間間土實(shí)實(shí)際極極限承承載力力的修修正系系數(shù)，，可可能大大于1.0，也可可能小小于1；λ1—反映樁樁的極極限承承載力力發(fā)揮揮程度度的系系數(shù)，，若樁樁體先先達(dá)到到極限限強(qiáng)度度引起起復(fù)合合地基基破壞壞，則則λ1＝1.0，否則則，樁樁間土土先達(dá)達(dá)極限限強(qiáng)度度則λ1﹤1.0；λ2—反映樁樁間土土的極極限承承載力力發(fā)揮揮程度度的系系數(shù)，，在0.4－1.0之間;樁土(2－5)m—復(fù)合地地基置置換率率.K1—反映復(fù)復(fù)合地地基中中樁體體實(shí)際際極限限承載載力的的修正正系數(shù)數(shù)，，一般般大于于1；式中：樁、土土承載載力進(jìn)進(jìn)行疊疊加：樁體極極限承承載力力ppf計(jì)算復(fù)合地地基①根據(jù)據(jù)樁身身材料料強(qiáng)度度計(jì)算算樁體極極限抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度②根據(jù)據(jù)樁側(cè)側(cè)摩阻阻力和和樁端端阻力力計(jì)算算二者中中取小小值為為單樁樁極限限承載載力式中qski一樁周周土極極限側(cè)側(cè)阻力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；；up一樁身身周邊邊長度度；Ap一樁身身截面面面積積；qpk一極限限端阻阻力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值；Li一按土土層劃劃分的的各段段樁長長。對(duì)對(duì)柔性性樁，，樁長長大于于臨界界樁長長時(shí)，，計(jì)算算樁長長應(yīng)取取臨界界樁長長值。。(2－7)(2－6)（1）對(duì)剛剛性樁樁和柔柔性樁樁極限限承載載力計(jì)計(jì)算Quk(2)散體材材料樁樁極限限承載載力ppf計(jì)算對(duì)散體體材料料樁復(fù)復(fù)合地地基，，樁體體極限限承載載力主主要取取決于于樁側(cè)側(cè)土體體所能能提供供的最最大側(cè)側(cè)限力力。復(fù)合地地基(2-8)即側(cè)向向極限限應(yīng)力力法樁體極極限承承載力力計(jì)算算式中:Kp-樁體材材料的的被動(dòng)動(dòng)土壓壓力系系數(shù)，，Kp=tan2(450+φp/2),φp-樁體材料料內(nèi)摩擦擦角；碎碎石、粗粗砂內(nèi)摩摩擦角一一般取380。-樁間土能能提供的的側(cè)向極極限應(yīng)力力,＝K’Cu,Cu為地基土土不排水水抗剪強(qiáng)強(qiáng)度。樁間土極極限承載載力psf計(jì)算(1)樁間土極極限承載載力影響響因素復(fù)合地基基成樁時(shí)的的擠密作作用振動(dòng)、擾擾動(dòng)引起起樁間土極極限承載載力計(jì)算算的孔壓升升高，，土體強(qiáng)強(qiáng)度下降降，而后后的觸變變恢復(fù)。。樁體材料料對(duì)樁間間土的影影響（吸吸水、放放熱、離離子交換換等）樁體透水水時(shí)的排排水固結(jié)結(jié)作用。。以上因素素大多是是使樁間間土極限限承載力力高于天天然地基基承載力力。(2)樁間土極極限承載載力psf計(jì)算方法法通常樁間間土極限限承載力力psf取相應(yīng)的的天然地基基極限承載載力值。。除載荷荷試驗(yàn)或或查規(guī)范范外，常常用斯開開普頓（（Skempton）極限承承載力psf公式計(jì)算算：復(fù)合地基基Cu－不排水抗抗剪強(qiáng)度度；Nc—承載力系系數(shù)，當(dāng)當(dāng)φ=0時(shí)，取5.14；D－基礎(chǔ)埋埋深；B-基礎(chǔ)寬度度；L－基礎(chǔ)長長度；γ－基底面以以上土的的重度。(2-9)DB2.復(fù)合地基基承載力力特征值值fspk計(jì)算(1）復(fù)合地地基特征征值fspk概念復(fù)合地基基復(fù)合地基基屬于地地基范疇疇，復(fù)合合地基承承載力與與天然地地基承載載力的概概念相同同，代表表地基單單位面積積上能夠夠承受荷荷載的能能力。不同級(jí)別別和不同同行業(yè)的的規(guī)范中中采用的的地基承承載力的的概念和和計(jì)算方方法也不不完全相相同《建筑地基基處理技技術(shù)規(guī)范范》（JGJ79-2002）采用“地基承載載力特征征值”（fspk)概念，指指“由載載荷試驗(yàn)驗(yàn)確定的的地基土土壓力變變形曲線線線性變變形段內(nèi)內(nèi)所對(duì)應(yīng)應(yīng)的壓力力值，其其最大為為比例界界限”“Characteristicvalueofsubgradebearingcapacity”這個(gè)描述述同《建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》（GB50007-2002）中地基基承載力力特征值值的概念念完全一一致。復(fù)合地基基承載力力特征值值fspk計(jì)算(2）《建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》（GB50007-2002）地基承載載力特征征值復(fù)合地基基采用概率率法確定定地基承承載力特特征值，，各類建建筑淺基基礎(chǔ)地基基承載力力驗(yàn)算需需要滿足足：pk:相應(yīng)于荷荷載效應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組組合時(shí)，，基礎(chǔ)底底面處的的平均壓壓力；fa:修正后的的地基承承載力特特征值；；地基承載載力特征征值的確確定方法法可歸納納為三類類①按土抗剪剪強(qiáng)度指指標(biāo)以理理論公式式計(jì)算；；②按地基載載荷試驗(yàn)驗(yàn)或其他他原位測(cè)測(cè)試試驗(yàn)驗(yàn)確定；；（fak)③按有關(guān)規(guī)規(guī)范提供供的承載載力或經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式確定；；(2）《建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》（GB50007-2002）地基承載載力特征征值復(fù)合地基基①按土抗剪剪強(qiáng)度指指標(biāo)以理理論公式式計(jì)算；；即按土的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)確定的的極限承承載力除除以安全全系數(shù)（（或分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)））。例如如可根據(jù)據(jù)斯開普普頓（Skempton)極限荷載載的半經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式：②按地基載載荷試驗(yàn)驗(yàn)確定,fak③按照《地基規(guī)范范》承載力公公式確定定，當(dāng)基礎(chǔ)寬寬度大于于3m或者埋深深大約0.5m時(shí)，從載荷試驗(yàn)驗(yàn)或其它原位測(cè)試試、經(jīng)驗(yàn)值確定的地地基承載載力特征征值fak，尚應(yīng)該該進(jìn)行深深度和寬寬度修正正。復(fù)合地基基承載力力特征值值fspk計(jì)算(3)《《建筑地基基處理技技術(shù)規(guī)范范》（JGJ79-2002）地基承載載力特征征值,fspk復(fù)合地基基復(fù)合地基基承載力力驗(yàn)算時(shí)時(shí)，要求求：pk:相應(yīng)于荷載效效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合合時(shí)，基礎(chǔ)底底面處的平均均壓力(kPa)；fspk:修正后的復(fù)復(fù)合地基承承載力特征征值(kPa)；對(duì)于復(fù)合地地基，規(guī)范范規(guī)定：（1）“基礎(chǔ)寬寬度的地基基承載力修修正系數(shù)應(yīng)應(yīng)取零”（2）“基礎(chǔ)埋埋深的地基基承載力修修正系數(shù)應(yīng)應(yīng)取1.0”復(fù)合地基承承載力特征征fspk的確定方法法：①現(xiàn)場承承載力載荷荷試驗(yàn)，，（同《地基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》）②理論公公式計(jì)算√（4）復(fù)合地基基承載力特特征值fspk計(jì)算復(fù)合地基承承載力計(jì)算算采用復(fù)合求和法法，就是將復(fù)復(fù)合地基的的承載力視視為樁體承承載力和樁樁間土承載載力之和。?？煞譃椋海簯?yīng)力復(fù)合法法和變形復(fù)合法法應(yīng)力復(fù)合法法：復(fù)合地基變形復(fù)合法法：β：考慮樁間土土變形大小小的承載力力發(fā)揮折減減系數(shù)，在在數(shù)值上小小于1ssp:與復(fù)合地基基承載力fspk對(duì)應(yīng)的復(fù)合合地基變形形(m)；ss:與樁間土承承載力fsk對(duì)應(yīng)的地基基變形(m);①散體材料樁樁復(fù)合地基基特征值fspk可采用下式式計(jì)算復(fù)合地基或(2-10a)(2-10b)式中：fspk一復(fù)合地基基承載力特特征值（kPa）；fpk一樁體承載載力特征值值（kPa），宜通過過單樁載荷荷試驗(yàn)確定定；fsk一處理后樁樁間土承載載力特征值值（kPa），宜按當(dāng)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取取值，如無無經(jīng)驗(yàn)，可可取天然地地基承載力力特征值,kPa；m一復(fù)合地基基樁土面積積置換率（（m=Ap/Ａ，其中Ap為樁體橫截截面積，ＡＡ為對(duì)應(yīng)的的加固面積積）；n—樁土應(yīng)力比比。如：振沖碎石樁樁、砂樁復(fù)復(fù)合地基，，石灰樁復(fù)復(fù)合地基，采用應(yīng)力復(fù)合法法②對(duì)半剛性樁樁復(fù)合地基基特承載力力征值fspk可采用下式式計(jì)算復(fù)合地基(2-11)式中：fspk--復(fù)合地基承承載力特征征值,kPa；fpk--樁體承載力力特征值（（kPa），宜通過過單樁載荷荷試驗(yàn)確定定；fsk--處理后樁間間土承載力力特征值（（kPa），宜按當(dāng)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取取值，如無無經(jīng)驗(yàn)，可可取天然地地基承載力力特征值,kPa；m--復(fù)合地基樁樁土面積置置換率置換換率；β--樁間土承載載力折減系系數(shù)，對(duì)摩摩擦型樁取取β=0.5~0.9，對(duì)摩擦支支承型樁取取β=0.1~0.4。例如：水泥土攪拌拌樁，采用變形復(fù)合法法③對(duì)剛性樁復(fù)復(fù)合地基承承載力特征征值fspk復(fù)合地基(2-12)式中fspk一復(fù)合地基基承載力特特征值（kPa）；fsk一處理后樁樁間土承載載力特征值值，宜按當(dāng)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取取值，如無無經(jīng)驗(yàn)，可可取天然地地基承載力力特征值,kPa；m一復(fù)合地基基樁土面積積置換率置置換率；Ap－為樁體橫橫截面積（（m2）；Ra—單樁承載力力特征值（（kN）；β—樁間土承載載力折減系系數(shù)，=0.75~0.95，天然地基基承載力較較高時(shí)取大大值。例如：CFG樁復(fù)合地基，，變形復(fù)合法法3.復(fù)合地基抗抗剪強(qiáng)度加固區(qū)土體體強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)可分別采采用樁體和和樁間土的的強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)，也可采采用復(fù)合土土體的綜合合強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)。（1)復(fù)合地基的的抗剪強(qiáng)度度表達(dá)式為：：式中：τps、τp、τp—分別為復(fù)合合地基、樁樁體和樁間間土的抗剪剪強(qiáng)度。（2)復(fù)合地基綜綜合強(qiáng)度指指標(biāo)計(jì)算：：復(fù)合土體綜綜合強(qiáng)度指指標(biāo)采用面面積比法計(jì)計(jì)算，即粘粘聚力Csp和內(nèi)摩擦角角φsp可分別采用用以下兩個(gè)個(gè)表達(dá)式：：（2-14a）（2-14b）式中：Cp、Cs——樁體與樁間間土的內(nèi)摩摩擦角，φp、φs—樁體與樁間間土的粘聚聚力。復(fù)合地基(2-13)2.5復(fù)合地基變變形計(jì)算復(fù)合地基變形計(jì)算(沉降量、沉降差、、局部傾斜斜、整體傾傾斜）是復(fù)合地基基設(shè)計(jì)計(jì)算算的重要內(nèi)內(nèi)容之一，，以保證復(fù)復(fù)合地基變變形滿足建建筑物的使使用要求，，即：復(fù)合地基圖2-9復(fù)合地基沉沉降計(jì)算模模型Hs:計(jì)算得到的的建筑物使使用期限內(nèi)內(nèi)復(fù)合地基基變形(m)sa:建筑物的地地基變形允允許值(m),按《地基基礎(chǔ)規(guī)規(guī)范》規(guī)定2.5復(fù)合地基變變形計(jì)算在各類復(fù)合合地基沉降降實(shí)用計(jì)算算方法中，，通常把沉沉降量分為為兩部分，，如圖2-9所示。圖中中H為復(fù)合地基基加固區(qū)厚厚度，加固固區(qū)土體壓壓縮量為s1。加固區(qū)下臥臥層土體壓壓縮量為s2，則復(fù)合地地基總沉降降表達(dá)式為為s:s=s1+s2(2-15)復(fù)合地基圖2-9復(fù)合地基沉沉降計(jì)算模模型H2.5.1加固區(qū)沉降降量s1的計(jì)算方法法復(fù)合地基（2-16）①復(fù)合模模量法將復(fù)合地基基加固區(qū)中中增強(qiáng)體和和基體兩部部分視為一一復(fù)合土體體，采用復(fù)復(fù)合壓縮模模量Eps來評(píng)價(jià)復(fù)合合土體的壓壓縮性式中：：第i層復(fù)合土上上附加應(yīng)力力增量；：第i層復(fù)合土層層厚度；：第i層復(fù)合地基基的壓縮模模量；：可通過面面積加權(quán)計(jì)計(jì)算：2.5.1加固區(qū)沉降降量s1的計(jì)算方法法復(fù)合地基（2-16）②應(yīng)力修修正法在該法中，，根據(jù)樁間間土承擔(dān)的的荷載ps，按照樁間間土的壓縮縮模量Es，忽略增強(qiáng)強(qiáng)體的存在在，采用分分層總和法法計(jì)算加固固區(qū)土層的的壓縮量s1式中：：第i層復(fù)合地基基上附加應(yīng)應(yīng)力增量；；：第i層樁間土的的壓縮模量量；：第i層樁間土附附加應(yīng)力增增量；：應(yīng)應(yīng)力力修修正正系系數(shù)數(shù)；；；應(yīng)應(yīng)力力比比：：2.5.1加固固區(qū)區(qū)沉沉降降量量s1的計(jì)計(jì)算算方方法法復(fù)合合地地基基（2-16）③樁樁身身壓壓縮縮量量法法在荷荷載載作作用用下下，，樁樁身身壓壓縮縮量量為為：：式中中：：樁樁底底端端端端承承力力密密度度；；：樁樁身身材材料料變變形形模模量量；；：復(fù)復(fù)合合地地基基上上附附加加應(yīng)應(yīng)力力；；：應(yīng)應(yīng)力力集集中中系系數(shù)數(shù)；；；應(yīng)應(yīng)力力比比：：：樁樁身身長長度度，，即即等等于于加加固固去去厚厚度度H；2.5.2復(fù)合合地地基基加加固固區(qū)區(qū)下下臥臥層層土土層層壓壓縮縮量量s2復(fù)合合地地基基加加固固區(qū)區(qū)下下臥臥層層土土層層壓壓縮縮量量s2,通常常采采用用分層層總總和和法法計(jì)算算。。在在分分層層總總和和法法計(jì)計(jì)算算中中，，作作用用在在下下臥臥層層土土體體上上的的荷荷載載或或土體中附附加壓力力是難以精精確計(jì)算算的。目目前在工工程應(yīng)用用上，常常采用下下述兩種種方法計(jì)計(jì)算：應(yīng)力擴(kuò)散散法和等效實(shí)體體法1.復(fù)合地基基加固區(qū)區(qū)下臥層層土層附附加應(yīng)力力計(jì)算應(yīng)力擴(kuò)散散法計(jì)算算加固區(qū)區(qū)下臥層層上附加加壓力示示意圖如如圖所示示。復(fù)合合地基上上荷載密密度為p，作用寬寬度為B，長度為為D，加固區(qū)區(qū)厚度為為h，壓力擴(kuò)擴(kuò)散角為為β，則作用用在下臥臥層上的的附加應(yīng)應(yīng)力pb為:①應(yīng)力擴(kuò)散散法采用應(yīng)力力擴(kuò)散法法計(jì)算的的關(guān)鍵是是壓力擴(kuò)散散角的合理選選用若為條形形基礎(chǔ)，，僅考慮慮寬寬度方方向擴(kuò)散散1.復(fù)合地基基加固區(qū)區(qū)下臥層層土層附附加應(yīng)力力計(jì)算應(yīng)等效實(shí)實(shí)體法計(jì)計(jì)算加固固區(qū)下臥臥層上附附加應(yīng)力力示意圖圖如圖所所示。復(fù)復(fù)合地基基上荷載載密度為為p（=pk-pc)，作用面面寬度為為B，長度為為D，加固區(qū)區(qū)厚度為為h，f為等效實(shí)實(shí)體側(cè)摩摩阻力密密度，則則作用在在下臥層層上的附附加應(yīng)力力pb為:②等效實(shí)體體法采用等效效實(shí)體的的關(guān)鍵是是側(cè)摩阻力力的計(jì)算若為條形形基礎(chǔ),2.下臥層土土層壓縮縮變形s2計(jì)算復(fù)合地基基加固區(qū)區(qū)下臥層層土層未未加固土土層的壓壓縮變形形可按現(xiàn)現(xiàn)行國家家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》GB50007的有關(guān)規(guī)規(guī)定采用用分層總和和法計(jì)算進(jìn)行行計(jì)算。。復(fù)合地基基圖2-10地基沉降降計(jì)算的的分層示示意圖p0加固區(qū)2.下臥層土土層壓縮縮變形s2計(jì)算（2-17）式中－－沉降計(jì)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)；；－作用在在下臥層層土體頂頂面處的的附加壓壓力,kPa；－第i層土的壓壓縮模量量，kPa;zi、zi-1－復(fù)合合地基基樁端端至i,i-1層土底底面的的距離離,m;α1、α2－復(fù)合合地基基底面面第i、i-1層土的的平均均附加加應(yīng)力力系數(shù)數(shù)α＝f（L/B,z/B）復(fù)合地地基【例題】如圖攪攪拌樁樁設(shè)計(jì)計(jì)方案案（樁體體承載力力特征征值fpk＝260kpa,天然土土體fsk=80kpa）計(jì)算算:①置換率率m；②樁樁土應(yīng)應(yīng)力比比n;③復(fù)合地地基的的承載載力特特征值值fspk(β=0.9)；④復(fù)復(fù)合地地基壓壓縮模模量Esp?！窘狻?正方形形布樁樁樁身平平均直直徑為為d＝0.7m對(duì)應(yīng)的的加固固面積積的等等效圓圓直徑徑為de=1.13×1.5m(正方形形布樁樁）（1）面積積置換換率m：（2）樁土土應(yīng)力力比n：（3）復(fù)合合地基基承載載力fspk：（4）復(fù)合合地基基壓縮縮模量量Esp：1.5x3=4.5m1.5x3=4.5m樁徑0.7mEp=80MPafpk=260kpa樁間土：Es=5MPafsk=80kpa復(fù)合地地基2.6復(fù)合地地基應(yīng)應(yīng)用實(shí)實(shí)例某高速速公路路粉體體攪拌拌樁處處理段段的現(xiàn)現(xiàn)場試試驗(yàn)研研究。。(一)路堤橫橫斷面面設(shè)計(jì)計(jì)如下圖圖所示示，路路堤底底寬38.Om，正常常設(shè)計(jì)計(jì)路面面寬26.0m，試驗(yàn)驗(yàn)填土土高度度為5.6m(超載)，正常常設(shè)計(jì)計(jì)填土土3.08m。路基基采用用粉體體攪拌拌樁處處理，，樁長長11.Om，間距距L=1.3m，等邊邊三角角形布布置，，樁徑徑d=500mm，路堤堤邊坡坡為1:1.5。11.03.08m5.6m斷面圖圖平面圖圖復(fù)合地地基（二））土層層條件件根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場鉆鉆探及及室內(nèi)內(nèi)土工工試驗(yàn)驗(yàn)，結(jié)結(jié)合原原位十十字板板強(qiáng)度度及圓圓錐靜靜力觸觸探試試驗(yàn)確確定：：（1）粉質(zhì)粘土土硬殼層：：位于地表表下0~2.Om，為中等壓壓縮性土，，其力學(xué)性性指標(biāo)較好好。（2）淤泥質(zhì)粘粘土層：位位于地表下下2.0~15.0m，沿?cái)嗝娣椒较蚍植忌钌疃扔兴冏兓瑢俑吒邏嚎s性土土。（3）粉質(zhì)粘土土層：自地地表下15.0m處向下，為為中等壓縮縮性土。(三)粉體攪拌樁樁地基處理理的室內(nèi)外外試驗(yàn)1．室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)水泥攪攪拌樁單樁樁承載力為為140kN。根據(jù)室內(nèi)內(nèi)水泥土試試驗(yàn)淤泥質(zhì)質(zhì)粘土(重度為17kN／m3)，摻入12%的425號(hào)水泥攪拌拌后28d時(shí)重度達(dá)18.4kN／m3。復(fù)合地基a.粉體攪拌樁單樁荷載試驗(yàn)曲線b.樁間土荷載試驗(yàn)曲線2．現(xiàn)場荷載載試驗(yàn)在現(xiàn)場分別別做了單樁樁荷載試驗(yàn)驗(yàn)和樁間土土荷載試驗(yàn)驗(yàn)，此時(shí)水水泥土齡期期約為50d。下圖a為粉體攪拌拌樁單樁荷荷載試驗(yàn)曲曲線，承載載力按S／D=0.01取值，S為荷