复合地基理论与设计培训讲义ppt+74P

第二二章章复复合合地地基基理理论论与与设设计计复合合地地基基主要要内内容容2.1复合地地基概概念与与分类类2.2复合地地基的的作用用机理理与破破坏模模式2.3复合地地基设设计参参数2.4复合地地基承承载力力计算算2.5复合地地基沉沉降计计算2.6复合地地基应应用实实例2.1复合地地基概概念与与分类类1.发展概概况复合地地基复合地地基的概念念已成成为很很多地地基处处理方方法的的理论分分析及及公式式建立立的基础础和根根据。。它已已广泛泛地运运用于于如碎碎石桩桩、砂砂桩、、水泥泥土搅搅拌桩桩、旋旋喷桩桩和石石灰桩桩等加加固地地基的的理论论分析析中。。初期后来复合地地基一一词最最早出出现在在1962年，用用来形形容采采用碎碎石桩桩加固固的地地基深层搅搅拌法法和高高压喷喷射注注浆法法的应应用，，人们们开始始重视视水泥泥土桩桩复合合地基基的研研究2.复合地地基概概念与与分类类（1）概念：：复合地地基（（compositefoundation）是指指部分土土体被被增强强或被置换换形成增强体体，由增增强体体和周周围地地基土土共同同承担担上部部荷载载并协协调变变形的的人工工地基基。复合地地基与与天然然地基基同属属地基范范畴。复合地地基粉喷桩桩复合合地基基复合地地基示示意图图（2）复合合地基基分类类1）根据地地基中中增强强体的的方向向分类类水平向向增强强体复合地地基:土工聚聚合物物、金金属材材料格格栅等等形成成的复复合地地基。竖向增增强体体复合地地基:桩体复复合地地基。复合地地基图2-2人工地地基分分类均质人工地基双层地基水平向增强体复合地基竖直向增强体复合地基2）复合地地基中中桩的的分类类复合地地基在竖向向增强强体复复合地地基中中，桩桩的作作用是是主要要的，，而地地基处处理中中桩的的类型型较多多，性性能变变化较较大。。为此此，可可根据据增强强体（（桩体体）所所采用用的材材料以以及成成桩后后桩体体的强强度（（或刚刚度））来进进行分分类。。2）复合地地基中中桩的的分类类复合地地基由柔性性桩和和桩间间土所所组成成的复复合地地基可可称为为柔性性桩复复合地地基，，依次次有：：散体材料料桩复合合地基—如碎石桩桩、砂桩桩、矿渣渣桩等；；柔性桩复复合地基基—如石灰桩桩、土（（或灰土土）桩；；半刚性桩桩—如水泥土土搅拌桩桩、旋喷喷桩等；；刚性桩复复合地基基——混凝土类类桩（如如CFG桩等）。。桩中水泥泥掺入量量的大小小将直接接影响桩桩体的强强度。当当掺入量量较小时时，桩体体的特性性类似柔柔性桩；；而当掺掺入量较较大时，，又类似似于刚性性桩。3）复合地基基常用的的形式复合地基基图2-3复合地基基常用的的形式竖直向增强复合地基斜向增强复合地基水平向增强复合地基长短桩复合地基3.复合地基基特点复合地基基与天然然地基比比较：复合地基基加固区是是由增强体和基体两部分组组成，是非均均质和各各向异性性的，该特点使使复合地地基区别别于均质质地基。。复合地基基天然地基复合地基图2-4地基——复合地基基区别垫层复合地基基复合地基基与桩基基比较①桩桩身材料料与强度度。复合地地基中桩桩有散体体材料桩桩、柔性性桩、半半刚性桩桩和刚性性桩；桩桩基中的的桩均为为刚性桩桩；②桩与上部部结构的的连接方方式。复合地地基中桩桩体与基基础不是是直接相相连的，，它们之之间通过过垫层（（碎石或或砂石垫垫层）来来过渡；；而桩基基中桩体体与基础础直接相相连，两两者形成成一个整整体。如如图2-5所示。③受力特性性不同。复合地地基的主主要受力力层在加加固体内内，由基基体和增增强体两两部分共共同承担担上部荷荷载、协协同工作作；而桩桩基的主主要受力力层是在在桩尖以以下一定定范围内内，主要要由桩体体承担荷荷载作用用。④群桩效应应问题。由于复复合地基基的理论论的最基基本假定定为桩与与桩周土土的协调变形形。为此，从从理论而而言，复复合地基基中也不不存在类类似桩基基中的群群桩效应应。图2-5复合地基基——桩基的区区别·a.桩基础b.复合地基基由桩体承担荷载载基体和增增强体共共同承担担荷载垫层承台4.复合地基基应用领领域道路工工民建筑筑机机场堤堤坝复合地基基工业厂房房地基复合地基基碎石桩复复合地基基强夯置换换复合地地基复合地基基应用道路工民建筑筑复合地基基码头机场复合地基基应用复合地基基施工复合地基基复合地基基复合地基基复合地基基水下的碎碎石桩复复合地基基复合地基基静载荷荷试验复合地基基2.2复合地基基的作用用机理与与破坏模模式（1）复合地地基作用机理理1）桩体作作用复合地基基承载力力和整体体刚度高高于原地地基，沉沉降量有有所减少少。2)垫层作用用可起到类类似垫层层的换土土、均匀匀地基应应力和增增大应力力扩散角角等作用用。3)加速固结结作用除碎石桩桩、砂桩桩具有良良好的透透水特性性，可加加速地基基的固结结外，水水泥土类类和混凝凝土类桩桩在某种种程度上上也可加加速地基基固结。。4)挤密作用用在施工过过程中由由于振动动、挤压压、排土土等原因因，可使使桩间土土起到一一定的密密实作用用。5)加筋作用用各种复合合地基除除了可提提高地基基的承载载力和整整体刚度度外，还还可提高高土体的的抗剪强强度，增增加土坡坡的抗滑滑能力。。目前在国国内的深深层搅拌拌桩、粉粉体喷搅搅桩和砂砂桩等以以被广泛泛地用于于高速公公路等路路基或路路堤的加加固，这这都利用用了复合合地基中中桩体的的加筋作作用。复合地地基。(2)复合地地基桩桩体破破坏模模式复合地地基中中，桩桩体破破坏模模式可可分为为以下下4种：刺刺入破破坏、、鼓胀胀破坏坏、整整体剪剪切破破坏和和滑动动破坏坏复合地地基图2-6复合地基中桩体可能破坏模式(a)刺入破坏；(b)鼓胀破坏；(c)整体剪切破坏；(d)滑动破坏a.刺入破破坏（（图2-6a）桩体刚刚度较较大，，地基基土强强度较较低的的情况况下较较易发发生桩桩体刺刺入破破坏。。桩体体发生生刺入入破坏坏后，，不能能承担担荷载载，进进而引引起桩桩间土土发生生破坏坏，导导致复复合地地基全全面破破坏。。刚性性桩桩复复合合地地基基较易易发发生生此此类类破破坏坏。。复合合地地基基破坏坏模模式式刺入入破破坏坏（（图图2-6a）Fk复合合地地基基（b）鼓鼓胀胀破破坏坏（（图图2-6b）在荷荷载载作作用用下下，，桩桩间间土土不不能能提提供供足足够够的的围围压压来来阻阻止止桩桩体体发发生生过过大大的的侧侧向向变变形形，，从从而而产产生生桩桩体体鼓鼓胀胀破破坏坏，，并并引引起起复复合合地地基基全全面面破破坏坏。。散体体材材料料桩桩复复合合地地基基往往往发发生生鼓鼓胀胀破破坏坏，，在在一一定定的的条条件件下下，，柔性性桩桩复复合合地地基基也可可能能产产生生此此类类型型式式的的破破坏坏。。破坏坏模模式式鼓胀胀破破坏坏（（图图2-6b）Fk非均均质质粘粘性性土土中中碎碎石石桩桩破破坏坏机机理理复合合地地基基鼓胀胀破破坏坏鼓胀胀破破坏坏复合合地地基基（c）整整体体剪剪切切破破坏坏（（图图2-6c）在荷荷载载作作用用下下，，复复合合地地基基将将出出现现图图2-6c所示示的的塑性性区区，在在滑滑动动面面上上桩桩和和土土体体均均发发生生剪剪切切破破坏坏。。散体体材材料料桩桩复复合合地地基基较易易发发生生整整体体剪剪切切破破坏坏，，柔性性桩桩复复合合地地基基在一一定定条条件件下下也也可可能能发发生生此此类类破破坏坏。。破坏坏模模式式整体体剪剪切切破破坏坏（（图图2-6c）塑性性区区复合合地地基基（d）滑滑动动破破坏坏（（图图2-6d）如图图2-6d所示示，，在在荷荷载载作作用用下下复复合合地地基基沿沿某某一一滑滑动动面面产产生生滑滑动动破破坏坏。。在在滑滑动动面面上上，，桩桩体体和和桩桩间间土土均均发发生生剪剪切切破破坏坏。。各各种种复复合合地地基基都都可可能能发发生生这这类类型型式式的的破破坏坏。。破坏坏模模式式滑动动破破坏坏（（图图2-6d）滑动动面面复合合地地基基复合合地地基基发发生生何何种种破破坏坏模模式式，，与与复复合合地地基基的的桩桩型型，，桩桩身身强强度度，，土土层层条条件件，，荷荷载载形形式式及及复复合合地地基基上上基基础础结结构构的的形形式式有有关关。。复合合地地基基破坏坏模模式式小小结结（1）对对于于不不同同的的桩桩型型，，有有不不同同的的破破坏坏模模式式。。（2）对对于于同同一一桩桩型型，，当当其其桩桩身身强强度度不不同同时时，，也也会会有有不同同的的破破坏坏模模式式。。（3）对对于于同同一一桩桩型型，，当当土土层层条条件件不不同同时时，，也也将将发发生生不同同的的破破坏坏模模式式。。复合合地地基基复合合地地基基破坏坏模模式式小小结结综上上所所述述，，由由于于复复合合地地基基的的破破坏坏模模式式比比较较复复杂杂，，一一般般可可以以认认为为取取决决与与桩体体和桩间间土土的破破坏坏，，其其中中桩桩体体的的破破坏坏特特性性是是主主要要的的。。散体体土土类类桩桩复复合合地地基基,由于于桩桩和和桩桩间间土土的的模模量量和和破破坏坏时时的的应应变变值值等等一一般般相相差差不不大大，，往往往往同同时时进进入入破破坏坏状状态态；；水泥泥土土类类桩桩复复合合地地基基，水水泥泥土土的的模模量量较较大大，，破破坏坏应应变变较较小小，，在同同等等应应变变条条件件下下，，水泥泥土土率率先先进进入入破破坏坏状状态态。。2.3复合地地基应应力特特性（1）基地地反力力;（2）附加加应力力分布布;（3）桩土土应力力比，，n;（4）复合合地基基动力力特性性；σs图2－8复合地基计算简图σp复合地地基应应力特特性（1）基底底反力力桩顶范范围内内应力力集中中明显显；桩间土土反力力仍保保持类类似天天然地地基时时的马马鞍形形分布布复合地地基应应力特特性（2）附加加应力力分布布国内外外目前前尚无无复合合地基基附件件应力力计算算公式式；复合地地基中中应力力分布布不均均匀；；但总总体上上讲，，仍然然呈现现出随随深度度增加加而明明显衰衰减的的特性性。因此，，复合合地基基中的的附加加应力力的分分布特特点与与天然然地基基中的的很接接近，，而与与桩基基础中中的相相差较较大。。（3）桩土土应力力比，，n桩土应应力比比，n,是复合合地基基的一一个重重要计计算参参数，，它关关系到到复合合地基基承载载力和和变形形的计计算，，影响响因素素有：：1）荷载载水平平2）桩土土模量量比3）桩土土面积积置换换率，，m4）原地地基土土强度度5）桩长长6）时间间7）垫层层复合地地基应应力特特性（4）复合合地基基动力力特性性碎石桩桩或砂砂桩处理液液化地基的的效果果在于于1）提高高了地地基土土（桩桩间土土）的的密实实度；；2）改善善了地地基的的排水水条件件；3）地基基土受受到一一定时时间的的预振振动；；4）由于于桩对对桩间间土的的约束束作用用，使使得地地基的的刚度度增大大其他复复合地地基同同样具具有上上述特特征复合地地基应应力特特性2.3复合地地基设设计参参数面积置置换率率m桩土应应力比比n复合模模量Esp复合地地基1.面积置置换率率m研究复复合地地基时时，是是在众众多根根桩所所加固固的地地基中中，选选取一一根桩桩及其其影响响的桩桩周土土所组组成的的单元元体作作用为为研究究对象象。若若桩体体的横横截面面积为为Ap，桩身身平均均直径径为d,该桩体体对应应的加加固面面积为为A，该桩桩体所所对应应的加加固面面积的的等效效圆直直径为为de，则面积置置换率率m：m=Ap/A或m=d2/de2（2-1）式中：：正方形形布桩桩等效效圆直直径:de＝1.13L矩形布布桩等等效圆圆直径径:L、L1、L2分别为为桩间间距、、纵向向间距距和横向向间距距。复合地地基图2－7a正方形形布桩桩Lde复合地地基等边三三角形形布桩桩等效效圆直直径:de＝1.05LL为桩间间距。。Lde面积置置换率率m图2－7b正方形形布桩桩Lde2.桩土应应力比比n在荷载载作用用下，，设复复合地地基中中桩体体的竖竖向平平均应应力为为σp，桩间间土的的竖向向平均均应力力为σs，则桩桩土应应力比比n：n＝σp/σs（2-2）复合地地基σs图2－8复合地基计算简图σp目前复复合地地基桩桩土应应力比比n的计算算公式式很多多，例例如模模量比比公式式，其其假定定在刚刚性基基础下下，桩桩体和和桩间间土的的竖向向应变变相等等，即即εp=εs。于是是，桩桩体上上竖向向应力力σp=Ep·εp，桩间间土竖竖向应应力σs=Es·εs，桩土土应力力比n的表达达式为为：n=σp/σs=Ep/Es（2-3）式中：：Ep、Es——分别为为桩和和桩间间土的的压缩缩模量量。复合地地基桩土应应力比比σs图2－8复合地地基计计算简简图σp3.复合模模量复合地地基加加固区区由桩桩体和和桩间间土两两部分分组成成，呈呈非均均质。。在复复合地地基计计算中中，为为了简简化计计算，，将加加固区区视作作一均均质的的复合合土体体，则则复合合地基基的复复合模模量Esp：Esp=mEp+(1-m)Es(2-4a)或Esp=〔1+m(n-1)Es(2-4b)式中:Esp—复合地地基压压缩模模量,MPa；m—复合地地基面面积置置换率率；n—桩土应应力比比；Ep—桩体压压缩模模量,MPa；Es—土体压压缩模模量,MPa。复合地地基2.4复合地基承承载力力计算1.复合地地基极极限承承载力力pcf计算式式复合地地基ppf——桩体极极限承承载力力（kPa）；psf——天然地地基极极限承承载力力（kPa）；K2—反映复复合地地基中中桩间间土实实际极极限承承载力力的修修正系系数，，可可能大大于1.0，也可可能小小于1；λ1—反映桩桩的极极限承承载力力发挥挥程度度的系系数，，若桩桩体先先达到到极限限强度度引起起复合合地基基破坏坏，则则λ1＝1.0，否则则，桩桩间土土先达达极限限强度度则λ1﹤1.0；λ2—反映桩桩间土土的极极限承承载力力发挥挥程度度的系系数，，在0.4－1.0之间;桩土(2－5)m—复合地地基置置换率率.K1—反映复复合地地基中中桩体体实际际极限限承载载力的的修正正系数数，，一般般大于于1；式中：桩、土土承载载力进进行叠叠加：桩体极极限承承载力力ppf计算复合地地基①根据据桩身身材料料强度度计算算桩体极极限抗抗压强强度②根据据桩侧侧摩阻阻力和和桩端端阻力力计算算二者中中取小小值为为单桩桩极限限承载载力式中qski一桩周周土极极限侧侧阻力力标准准值；；up一桩身身周边边长度度；Ap一桩身身截面面面积积；qpk一极限限端阻阻力标标准值值；Li一按土土层划划分的的各段段桩长长。对对柔性性桩，，桩长长大于于临界界桩长长时，，计算算桩长长应取取临界界桩长长值。。(2－7)(2－6)（1）对刚刚性桩桩和柔柔性桩桩极限限承载载力计计算Quk(2)散体材材料桩桩极限限承载载力ppf计算对散体体材料料桩复复合地地基，，桩体体极限限承载载力主主要取取决于于桩侧侧土体体所能能提供供的最最大侧侧限力力。复合地地基(2-8)即侧向向极限限应力力法桩体极极限承承载力力计算算式中:Kp-桩体材材料的的被动动土压压力系系数，，Kp=tan2(450+φp/2),φp-桩体材料料内摩擦擦角；碎碎石、粗粗砂内摩摩擦角一一般取380。-桩间土能能提供的的侧向极极限应力力,＝K’Cu,Cu为地基土土不排水水抗剪强强度。桩间土极极限承载载力psf计算(1)桩间土极极限承载载力影响响因素复合地基基成桩时的的挤密作作用振动、扰扰动引起起桩间土极极限承载载力计算算的孔压升升高，，土体强强度下降降，而后后的触变变恢复。。桩体材料料对桩间间土的影影响（吸吸水、放放热、离离子交换换等）桩体透水水时的排排水固结结作用。。以上因素素大多是是使桩间间土极限限承载力力高于天天然地基基承载力力。(2)桩间土极极限承载载力psf计算方法法通常桩间间土极限限承载力力psf取相应的的天然地基基极限承载载力值。。除载荷荷试验或或查规范范外，常常用斯开开普顿（（Skempton）极限承承载力psf公式计算算：复合地基基Cu－不排水抗抗剪强度度；Nc—承载力系系数，当当φ=0时，取5.14；D－基础埋埋深；B-基础宽度度；L－基础长长度；γ－基底面以以上土的的重度。(2-9)DB2.复合地基基承载力力特征值值fspk计算(1）复合地地基特征征值fspk概念复合地基基复合地基基属于地地基范畴畴，复合合地基承承载力与与天然地地基承载载力的概概念相同同，代表表地基单单位面积积上能够够承受荷荷载的能能力。不同级别别和不同同行业的的规范中中采用的的地基承承载力的的概念和和计算方方法也不不完全相相同《建筑地基基处理技技术规范范》（JGJ79-2002）采用“地基承载载力特征征值”（fspk)概念，指指“由载载荷试验验确定的的地基土土压力变变形曲线线线性变变形段内内所对应应的压力力值，其其最大为为比例界界限”“Characteristicvalueofsubgradebearingcapacity”这个描述述同《建筑地基基基础设设计规范范》（GB50007-2002）中地基基承载力力特征值值的概念念完全一一致。复合地基基承载力力特征值值fspk计算(2）《建筑地基基基础设设计规范范》（GB50007-2002）地基承载载力特征征值复合地基基采用概率率法确定定地基承承载力特特征值，，各类建建筑浅基基础地基基承载力力验算需需要满足足：pk:相应于荷荷载效应应标准组组合时，，基础底底面处的的平均压压力；fa:修正后的的地基承承载力特特征值；；地基承载载力特征征值的确确定方法法可归纳纳为三类类①按土抗剪剪强度指指标以理理论公式式计算；；②按地基载载荷试验验或其他他原位测测试试验验确定；；（fak)③按有关规规范提供供的承载载力或经经验公式式确定；；(2）《建筑地基基基础设设计规范范》（GB50007-2002）地基承载载力特征征值复合地基基①按土抗剪剪强度指指标以理理论公式式计算；；即按土的的抗剪强强度指标标确定的的极限承承载力除除以安全全系数（（或分项项系数））。例如如可根据据斯开普普顿（Skempton)极限荷载载的半经经验公式式：②按地基载载荷试验验确定,fak③按照《地基规范范》承载力公公式确定定，当基础宽宽度大于于3m或者埋深深大约0.5m时，从载荷试验验或其它原位测试试、经验值确定的地地基承载载力特征征值fak，尚应该该进行深深度和宽宽度修正正。复合地基基承载力力特征值值fspk计算(3)《《建筑地基基处理技技术规范范》（JGJ79-2002）地基承载载力特征征值,fspk复合地基基复合地基基承载力力验算时时，要求求：pk:相应于荷载效效应标准组合合时，基础底底面处的平均均压力(kPa)；fspk:修正后的复复合地基承承载力特征征值(kPa)；对于复合地地基，规范范规定：（1）“基础宽宽度的地基基承载力修修正系数应应取零”（2）“基础埋埋深的地基基承载力修修正系数应应取1.0”复合地基承承载力特征征fspk的确定方法法：①现场承承载力载荷荷试验，，（同《地基基础设设计规范》）②理论公公式计算√（4）复合地基基承载力特特征值fspk计算复合地基承承载力计算算采用复合求和法法，就是将复复合地基的的承载力视视为桩体承承载力和桩桩间土承载载力之和。。可分为：：应力复合法法和变形复合法法应力复合法法：复合地基变形复合法法：β：考虑桩间土土变形大小小的承载力力发挥折减减系数，在在数值上小小于1ssp:与复合地基基承载力fspk对应的复合合地基变形形(m)；ss:与桩间土承承载力fsk对应的地基基变形(m);①散体材料桩桩复合地基基特征值fspk可采用下式式计算复合地基或(2-10a)(2-10b)式中：fspk一复合地基基承载力特特征值（kPa）；fpk一桩体承载载力特征值值（kPa），宜通过过单桩载荷荷试验确定定；fsk一处理后桩桩间土承载载力特征值值（kPa），宜按当当地经验取取值，如无无经验，可可取天然地地基承载力力特征值,kPa；m一复合地基基桩土面积积置换率（（m=Ap/Ａ，其中Ap为桩体横截截面积，ＡＡ为对应的的加固面积积）；n—桩土应力比比。如：振冲碎石桩桩、砂桩复复合地基，，石灰桩复复合地基，采用应力复合法法②对半刚性桩桩复合地基基特承载力力征值fspk可采用下式式计算复合地基(2-11)式中：fspk--复合地基承承载力特征征值,kPa；fpk--桩体承载力力特征值（（kPa），宜通过过单桩载荷荷试验确定定；fsk--处理后桩间间土承载力力特征值（（kPa），宜按当当地经验取取值，如无无经验，可可取天然地地基承载力力特征值,kPa；m--复合地基桩桩土面积置置换率置换换率；β--桩间土承载载力折减系系数，对摩摩擦型桩取取β=0.5~0.9，对摩擦支支承型桩取取β=0.1~0.4。例如：水泥土搅拌拌桩，采用变形复合法法③对刚性桩复复合地基承承载力特征征值fspk复合地基(2-12)式中fspk一复合地基基承载力特特征值（kPa）；fsk一处理后桩桩间土承载载力特征值值，宜按当当地经验取取值，如无无经验，可可取天然地地基承载力力特征值,kPa；m一复合地基基桩土面积积置换率置置换率；Ap－为桩体横横截面积（（m2）；Ra—单桩承载力力特征值（（kN）；β—桩间土承载载力折减系系数，=0.75~0.95，天然地基基承载力较较高时取大大值。例如：CFG桩复合地基，，变形复合法法3.复合地基抗抗剪强度加固区土体体强度指标标可分别采采用桩体和和桩间土的的强度指标标，也可采采用复合土土体的综合合强度指标标。（1)复合地基的的抗剪强度度表达式为：：式中：τps、τp、τp—分别为复合合地基、桩桩体和桩间间土的抗剪剪强度。（2)复合地基综综合强度指指标计算：：复合土体综综合强度指指标采用面面积比法计计算，即粘粘聚力Csp和内摩擦角角φsp可分别采用用以下两个个表达式：：（2-14a）（2-14b）式中：Cp、Cs——桩体与桩间间土的内摩摩擦角，φp、φs—桩体与桩间间土的粘聚聚力。复合地基(2-13)2.5复合地基变变形计算复合地基变形计算(沉降量、沉降差、、局部倾斜斜、整体倾倾斜）是复合地基基设计计算算的重要内内容之一，，以保证复复合地基变变形满足建建筑物的使使用要求，，即：复合地基图2-9复合地基沉沉降计算模模型Hs:计算得到的的建筑物使使用期限内内复合地基基变形(m)sa:建筑物的地地基变形允允许值(m),按《地基基础规规范》规定2.5复合地基变变形计算在各类复合合地基沉降降实用计算算方法中，，通常把沉沉降量分为为两部分，，如图2-9所示。图中中H为复合地基基加固区厚厚度，加固固区土体压压缩量为s1。加固区下卧卧层土体压压缩量为s2，则复合地地基总沉降降表达式为为s:s=s1+s2(2-15)复合地基图2-9复合地基沉沉降计算模模型H2.5.1加固区沉降降量s1的计算方法法复合地基（2-16）①复合模模量法将复合地基基加固区中中增强体和和基体两部部分视为一一复合土体体，采用复复合压缩模模量Eps来评价复合合土体的压压缩性式中：：第i层复合土上上附加应力力增量；：第i层复合土层层厚度；：第i层复合地基基的压缩模模量；：可通过面面积加权计计算：2.5.1加固区沉降降量s1的计算方法法复合地基（2-16）②应力修修正法在该法中，，根据桩间间土承担的的荷载ps，按照桩间间土的压缩缩模量Es，忽略增强强体的存在在，采用分分层总和法法计算加固固区土层的的压缩量s1式中：：第i层复合地基基上附加应应力增量；；：第i层桩间土的的压缩模量量；：第i层桩间土附附加应力增增量；：应应力力修修正正系系数数；；；应应力力比比：：2.5.1加固固区区沉沉降降量量s1的计计算算方方法法复合合地地基基（2-16）③桩桩身身压压缩缩量量法法在荷荷载载作作用用下下，，桩桩身身压压缩缩量量为为：：式中中：：桩桩底底端端端端承承力力密密度度；；：桩桩身身材材料料变变形形模模量量；；：复复合合地地基基上上附附加加应应力力；；：应应力力集集中中系系数数；；；应应力力比比：：：桩桩身身长长度度，，即即等等于于加加固固去去厚厚度度H；2.5.2复合合地地基基加加固固区区下下卧卧层层土土层层压压缩缩量量s2复合合地地基基加加固固区区下下卧卧层层土土层层压压缩缩量量s2,通常常采采用用分层层总总和和法法计算算。。在在分分层层总总和和法法计计算算中中，，作作用用在在下下卧卧层层土土体体上上的的荷荷载载或或土体中附附加压力力是难以精精确计算算的。目目前在工工程应用用上，常常采用下下述两种种方法计计算：应力扩散散法和等效实体体法1.复合地基基加固区区下卧层层土层附附加应力力计算应力扩散散法计算算加固区区下卧层层上附加加压力示示意图如如图所示示。复合合地基上上荷载密密度为p，作用宽宽度为B，长度为为D，加固区区厚度为为h，压力扩扩散角为为β，则作用用在下卧卧层上的的附加应应力pb为:①应力扩散散法采用应力力扩散法法计算的的关键是是压力扩散散角的合理选选用若为条形形基础，，仅考虑虑宽宽度方方向扩散散1.复合地基基加固区区下卧层层土层附附加应力力计算应等效实实体法计计算加固固区下卧卧层上附附加应力力示意图图如图所所示。复复合地基基上荷载载密度为为p（=pk-pc)，作用面面宽度为为B，长度为为D，加固区区厚度为为h，f为等效实实体侧摩摩阻力密密度，则则作用在在下卧层层上的附附加应力力pb为:②等效实体体法采用等效效实体的的关键是是侧摩阻力力的计算若为条形形基础,2.下卧层土土层压缩缩变形s2计算复合地基基加固区区下卧层层土层未未加固土土层的压压缩变形形可按现现行国家家标准《建筑地基基基础设设计规范范》GB50007的有关规规定采用用分层总和和法计算进行行计算。。复合地基基图2-10地基沉降降计算的的分层示示意图p0加固区2.下卧层土土层压缩缩变形s2计算（2-17）式中－－沉降计计算经验验系数；；－作用在在下卧层层土体顶顶面处的的附加压压力,kPa；－第i层土的压压缩模量量，kPa;zi、zi-1－复合合地基基桩端端至i,i-1层土底底面的的距离离,m;α1、α2－复合合地基基底面面第i、i-1层土的的平均均附加加应力力系数数α＝f（L/B,z/B）复合地地基【例题】如图搅搅拌桩桩设计计方案案（桩体体承载力力特征征值fpk＝260kpa,天然土土体fsk=80kpa）计算算:①置换率率m；②桩桩土应应力比比n;③复合地地基的的承载载力特特征值值fspk(β=0.9)；④复复合地地基压压缩模模量Esp。【解】:正方形形布桩桩桩身平平均直直径为为d＝0.7m对应的的加固固面积积的等等效圆圆直径径为de=1.13×1.5m(正方形形布桩桩）（1）面积积置换换率m：（2）桩土土应力力比n：（3）复合合地基基承载载力fspk：（4）复合合地基基压缩缩模量量Esp：1.5x3=4.5m1.5x3=4.5m桩径0.7mEp=80MPafpk=260kpa桩间土：Es=5MPafsk=80kpa复合地地基2.6复合地地基应应用实实例某高速速公路路粉体体搅拌拌桩处处理段段的现现场试试验研研究。。(一)路堤横横断面面设计计如下图图所示示，路路堤底底宽38.Om，正常常设计计路面面宽26.0m，试验验填土土高度度为5.6m(超载)，正常常设计计填土土3.08m。路基基采用用粉体体搅拌拌桩处处理，，桩长长11.Om，间距距L=1.3m，等边边三角角形布布置，，桩径径d=500mm，路堤堤边坡坡为1:1.5。11.03.08m5.6m断面图图平面图图复合地地基（二））土层层条件件根据现现场钻钻探及及室内内土工工试验验，结结合原原位十十字板板强度度及圆圆锥静静力触触探试试验确确定：：（1）粉质粘土土硬壳层：：位于地表表下0~2.Om，为中等压压缩性土，，其力学性性指标较好好。（2）淤泥质粘粘土层：位位于地表下下2.0~15.0m，沿断面方方向分布深深度有所变变化，属高高压缩性土土。（3）粉质粘土土层：自地地表下15.0m处向下，为为中等压缩缩性土。(三)粉体搅拌桩桩地基处理理的室内外外试验1．室内试验验设计水泥搅搅拌桩单桩桩承载力为为140kN。根据室内内水泥土试试验淤泥质质粘土(重度为17kN／m3)，掺入12%的425号水泥搅拌拌后28d时重度达18.4kN／m3。复合地基a.粉体搅拌桩单桩荷载试验曲线b.桩间土荷载试验曲线2．现场荷载载试验在现场分别别做了单桩桩荷载试验验和桩间土土荷载试验验，此时水水泥土龄期期约为50d。下图a为粉体搅拌拌桩单桩荷荷载试验曲曲线，承载载力按S／D=0.01取值，S为荷