复合地基处理新技术

1、复合地基Composite Foundation复合地基复合地基1.复合地基的概念 复合材料地基一般是指两种刚度(或模量)不同的材料组成,共同分担上部荷载并协调变形的人工地基.2.复合地基的基本特点 (1)加固区是由基体和增强体组成 (2)在荷载作用下,由基体和增强体共同承担?复合地基定义的争论 砂石桩复合地基或水泥土桩复合地基根据桩体的刚度桩体与基础不相连与桩体刚度无关桩和桩间土共同承担荷载根据其工作状态桩体复合材料地基的主要作用:(1)桩体作用(2)加速排水固结(3)挤密作用(4)加筋作用工业厂房地基房屋建筑粉喷桩复合地基2 2 复合地基的分类与形成条件复合地基的分类与形成条件（1）根据地

2、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。均质人工地基双层地基水平向增强复合地基竖直向增强复合地基（2）根据复合地基工作机理可作下述分类；水平向增强体复合地基刚性桩复合地基半刚性桩复合地基柔性桩复合地基粘结材料桩复合地基散体材料桩复合地基竖向增强体复合地基复合地基复合地基常用的形式水平向增强复合地基竖直向增强复合地基斜向增强复合地基长短桩复合地基地基复合地基桩基 的区别天然地基复合地基桩基础复合地基中不存在类似桩基中的群桩效应。复合地基犹似钢筋混凝土，其中地基中的桩体有如混凝土中的钢筋。它的实质就是考虑桩、土的共同作用，这无疑较之仅仅认为荷载由桩体来承担要经济和合理。形成

3、条件形成条件 3.2 3.2 破坏模式破坏模式 1对于不同的桩型，有不同的破坏模式。2对于同一桩型，当其桩身强度不同时，也会有不同的破坏模式。3对于同一桩型，当土层条件不同时，也将发生不同的破坏模式。复合地基计算简图几个基本概念(1)面积置换率pAmA(2)桩土应力比pspnp1 基本知识 振冲法是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机后带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开启水泵，高压水由喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器沉入到土中预定深度，经过清孔后，即可从地基向孔内逐段填入碎石，每段填料均在振动影响下被振密挤实，达到要求的密度度后即可提升振冲器，如此重复填料和振密，直到地面，

4、从而在地基中形成一个大直径的密实桩体。所形成的桩体与土组成复合地基。振冲法振冲法振冲法施工振冲法振冲法振冲器构造图2 适用范围 振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。 对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和黄土地基，应在施工前通过现场确定其适用性。 不加填料的振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。设计1处理范围 振冲桩的处理范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定，当用于多层建筑和高层建筑时，宜在基础外缘扩大12排桩。2桩位布置对大面积满堂基础，宜用等边三角形布置；对单独基础或条形基础，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。3桩距 振冲桩的间距应根据上部

5、结构大小和场地土层情况，并结合所采用的振冲器功率大小综合考虑。30kW振冲器布桩间距可采用1.32.0m；55kW振冲器布桩间距可采用1.42.5m；75kW振冲器布桩间距可采用1.53.0m； 4桩长当相对硬层埋深不大时，应按相对硬层埋深确定；当相对硬层埋深较大时，按建筑物地基变形允许值确定；桩长不宜小于4 m；不加填料振冲加密时，用30kW振冲器振密深度不宜超过7 m；用75kW振冲器振密深度不宜超过15 m。5.桩体材料 桩体材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石、矿渣等硬质材料。不宜使用风化易碎的石料 6承载力计算 振冲桩形成的复合地基的承载力标准值应按现场复合地基载荷试验确定，初步设计

6、时，也可用单桩和处理后的承载力特征值按下式估算：(1)spkpkskfmfm f 对小型工程的粘土地基如无现场载荷试验资料，初步设计时，复合地基承载力特征值也可用下式估算：1(1)spkskfm nf7. 沉降计算 桩长范围内可将桩与桩间土视为复合土层，采用复合土层的压缩模量来表示平均压缩性，并可按下式计算；1(1)spsEm nE【例】确定振冲置换的置换率和间距要求：用直径为1m的振冲置换碎石桩加固软粘土地基，单桩和桩间土载荷试验得 ， 要求 ，等边三角形布置，求m和s。250pkfkPa90skfkPa150spkfkPa砂石桩法 1 基本知识 砂石桩法是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱

7、地基中成孔后，再将砂或碎石挤压入已成的孔中，形成大直径的砂石所构成的的密实桩体，包括碎石桩、砂桩或砂石桩，总称为砂石桩。砂石桩与土共同组成基础下的复合土层，作为持力层，从而提高地基承载力和减小变形。 砂石桩法可以利用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法成孔。(一)振动成桩法振动挤密碎石桩施工顺序图(二)冲击成桩法2 适用范围 砂石桩适用于处理松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等地基，对在饱和粘性土地基上主要以变形控制的的工程，也可采用砂石桩置换处理。3. 设计 砂石桩设计的主要内容有桩径、桩位布置、桩距、桩长、处理范围、材料、填料用量、复合地基承载力、稳定增长和变形验算等。对于

8、砂土地基，砂土的最大、最小孔隙比以及原地层的天然密谋度是设计的基本依据。1桩径 砂石桩的直径可采用300800 mm，可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。2桩位布置 砂石桩孔位宜采用等到边三角形或正方形布置。3. 砂石桩的间距：应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基，不宜大于砂石桩直径的4.5倍，对粘性土地基不宜大于砂石桩的3倍。 初步设计时，根据桩的平面布置不同，按下列公式估算砂石桩的间距： 松散粉土和砂土地基，可根据挤密后要求达到的孔隙比来确定 等边三角形布置时，桩间距：00110.95esee00110.89esee1maxmaxmin()reeD e

9、e正方形布置时, 桩间距：1.08esA1.0esA 粘性土地基正方形布置时，桩间距：等边三角形布置时，桩间距：peAAm3桩长 决定桩长，即地基处理深度时应根据工程要求和地质条件，考虑以下因素。 当拟处理的松软土层厚度不大时，砂石桩桩长穿过松软土层。 当松软土层厚度较大时，按稳定性控制的工程，砂石桩桩长应不小于最危险滑动面以下2米的深度；对按变形控制的工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物的地基变形允许值并满足软弱下卧层承载力的要求。 对可液化的地基，应按现行国家标准建筑抗震设计规范（GB50011）的有关规定采用； 桩长不宜小于4米。4. 材料 桩体材料可用碎石、卵石、角砾、圆

10、砾、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不得大于5%，最大粒径不宜大于50 mm。5.其它构造设计 砂石桩顶部宜铺设一层厚度为300500mm的砂石垫层。6承载力 砂石桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基荷载试验确定，初步设计时，也可通过下列方法估算： 对于采用砂石桩处理的复合地基，可按振冲处理的变形处理的方法估算；7变形 砂石桩处理地基变形，应按振冲处理地基的变形验算方法计算【例2】砂石桩的地基承载力 条件：松散砂土的承载力特征值为80kPa，采用砂石桩深层挤密的方法处理。砂石桩的直径d=600mm，正方形布置，间距s=1.5m，砂石桩的承载力特征值为350kPa。要求：处理后的复合地基

11、承载力特征值。水泥粉煤灰碎石桩法1 基本知识 水泥粉煤灰碎石桩，又称为CFG桩，是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，掺适量的水进行拌和，采用各种成桩机械形成桩体。通过调整水泥的用量及配比，可调整桩体强度等级，最高可达相当于刚性桩的强度等级。 常常在桩顶与基础之间铺设一层150300mm厚的中砂、粗砂、级配砂石或碎石（称为褥垫层），以有利于发挥承载力，与桩体组成复合地基 .一、设计1桩的布置 水泥粉煤灰碎石桩可只在基础范围内布置，桩径可取350600mm。桩距应根据设计要求的复合地基承载力，一般可取35倍桩径，当天然地基承载力较高，复合地基要求的承载力提高的幅度不大时，也可采用更大一些的桩距。2承载力

12、 计算水泥粉煤灰碎石桩复合地基复合地基承载力应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可按下式估算 (1)aspkskpRfmm fA 单桩竖向承载力特征值，取值应符合下列规定：（1）当采用单桩载荷试验时，应取单桩极限承载力的一半；（2）当无单桩载荷试验资料时，可按下两式估算，取较小值： aR1napsi ippiRuq lq A13acupRf A3变形计算 地基处理后的变形计算应按现行国家标准建筑地基基础设计规范（GB5007-2002）的有关规定执行。各复合土层的压缩模量按下式， 为复合土层提高系数， 按确定，spisiEEspkakff 二、施工1成桩工艺 水泥粉煤灰碎石桩的施工常用的成桩工艺有三种，应根据现场条件选用下列施工工艺： 长螺旋钻孔灌注成桩。 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩。 振动沉管灌注成桩。三、质量检验 水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。 检验时应在桩体强度满足试验荷载条件并宜在施工结束后28天进行，试桩数量宜为总桩数的，且每个单体工程的试验数量不应少于3点，还应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低