第章地基处理

第8章地基处理本章主要结合《建筑地基处理技术规范》行业标准，编号为JGJ79-2012第8章地基处理住房城乡建设部关于发布行业标准《建筑地基处理技术规范》的公告现批准《建筑地基处理技术规范》为行业标准，编号为JGJ79-2012，自2013年6月1日起实施。其中，第3.0.5、4.4.2、5.4.2、6.2.5、6.3.2、6.3.10、6.3.13、7.1.2、7.1.3、7.3.2、7.3.6、8.4.4、10.2.7条为强制性条文，必须严格执行。原行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2012年8月23日第8章地基处理本章知识点：换填垫层法、堆载预压法、真空预压法、强夯法、强夯置换法、复合地基、柔性桩、振冲法、砂石桩法、石灰桩法、柱锤冲扩桩法、半刚性桩、水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、灰土挤密桩法、土挤密法、单液硅化法、碱液法、注浆法、锚杆静压桩法、树根桩法、坑式静压桩法。第8章地基处理第8章地基处理换填垫层法的基本原理及适用范围、设计及施工要点；复合地基的概念及作用机理；柔性桩及半刚性桩复合地基的分类；各类柔性桩及半刚性桩复合地基的基本原理及适用范围；其它常用地基处理方法的基本原理及适用范围。重点：地基处理方法的正确选择及规范设计、施工、质量检验。难点：第8章地基处理8.1概述8.1.1地基处理的目的及意义地基处理是指为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。我国幅员辽阔，东西南北中地质情况差异迥然，众多不良地基于祖国各地广泛分布。由于规划等因素，如铁路、公路选线规划或城市规划等，很多时候土木工程规划所在场地地质情况相对上部结构而言并非十分理想，但由于人民生活或经济建设等规划需要，又不得不在该场地上修建工程，在这种选址受限的情况下，地基处理是从本质上增强天然地基承载性能的唯一手段。凭借这一重要技术手段，我们可以变软弱或不良地基成为良好的人工地基，使其担负起安全承载各种土木工程结构的重要任务。地基处理不仅用于拟建工程的人工地基，也常用于已建工程的地基加固，如建筑物的加层扩建、使用功能改变、工厂设备更新等，以及地基事故的处理。地基处理技术是人类改变自然形成的天然不良地基的有力工具，掌握各种地基处理方法，对完成各种复杂土木工程建设任务具有重要意义。第8章地基处理8.1.2地基处理方法的分类(按作用原理)地基处理方法换填法换填垫层法预压法堆载预压法、砂井堆载预压、电渗预压、真空预压法、井点降水预压密实法浅层密实重锤夯实、机械碾压、振动压实、短桩挤密深层密实强夯法、振冲法、挤密桩法固化法灌浆法水泥灌浆、碱液法、单液硅化法喷拌法高压喷射注浆法、深层搅拌加筋法土工聚合物加筋锚杆静压桩法树根桩法第8章地基处理8.1.3地基处理方法确定①根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑的影响等因素进行综合分析，初步选出几种可供考虑的地基处理方案，包括选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方案②对初步选出的各种地基处理方案，分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比，选择最佳的地基处理方法；③对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级和场地复杂程度，在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时，应查明原因，修改设计参数或调整地基处理方法。第8章地基处理8.2换填垫层法砂垫层θbppcz+pzb′zd回填土回填土回填土地基表面换填垫层法（cushion）是指挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。第8章地基处理8.2.1基本原理及适用范围换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷形黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层软弱地基及不均匀地基的处理。应根据具体的工程情况和地基条件，选择恰当的换填材料。①提高地基的承载力②减少地基的沉降量③加速软土的排水固结④防止地基土的冻胀⑤消除黄土及膨胀土的湿陷性、胀缩性等第8章地基处理8.2.2设计要点点①垫层层厚度的的确定垫层厚度度一般是是根据垫垫层底部部下卧土土层的承承载力确确定，即即作用在在垫层底底面处土土的自重重应力与与附加应应力之和和不大于于垫层底底面下土土层的承承载力（（如图8-2所示）：：pz+pcz=faz(8.1)式中：pz——垫层底面处土土的附加压力力值（kPa）；pcz——垫层底面处土土的自重应力力值（kPa）；faz——垫层底面处软软弱土层经深深度修正后的的地基承载力力特征值（kPa）。第8章地基处理理砂垫层θbppcz+pzb′zd回填土回填土回填土地基表面图8-2换填垫层法计计算简图第8章地基处理理垫层底面处土土的附加压力力值可按简化化的压力扩散散角法计算条形基础时：：矩形基础时：：式中：b——矩形基础或条条形基础底面面的宽度（m）；l——矩形基础底面面的长度（m）；pk——基础底面处的的平均压力值值（kPa）；pc——基础底面处土土的自重应力力值（kPa）；z——基础底面下垫垫层的厚度（（m）；θ——垫层的压力扩扩散角，按表表8-2选取。第8章地基处理理计算时，一般般先初步拟定定一个垫层厚厚度，再用式式（8.1）验算。如不不能满足要求求，则重新假假定一个厚度度进行验算，，直至满足要要求为止。垫层厚度不宜宜大于3m，太厚工程量量大、不经济济、施工较困困难，而太薄薄（＜0.5m）则换填垫层层的作用不显显著、效果差差。一般垫层层厚度为1～2m左右。②垫层宽度度的确定在工程实践中中常按照地区区的经验确定定或按扩散角角法计算，如如条形基础的的垫层底宽应应为：（8.4）垫层断面确定定后，对比较较重要的建筑筑物还要验算算基础的沉降降，沉降值应应小于建筑物物的允许值。。第8章地基处理理8.2.3施工要点及质质量检验①施工要点点垫层施工一般般应分层铺填填、分层压实实、分层质量量检验。1）垫层施工工的关键是必必须保证达到到设计要求的的密实度。2）垫层材料料的选择应根根据不同的工工程特点、换换填材料的性性质及价格、、来源、结构构特点、荷载载性质、地质质条件、施工工机械设备等等综合分析考考虑。3）基坑开挖挖时应避免坑坑底土层受扰扰动，可保留留约200mm厚的土层暂不不挖去，待铺铺填垫层前再再挖至设计标标高。②质量检验验垫层的施工质质量检验必须须分层进行。。应在每层的的压实系数符符合设计要求求后铺填上层层土。第8章地基处理理8.2.4工程实例重庆某厂区办办公楼位于山山坳深厚回填填土场地。经经勘察，回填填土承载力特特征值fak为80kPa（埋深修正系系数ηd取1.0）。由于办公公楼仅为三层层框架结构，，总重较轻，，经地勘、设设计单位综合合考虑，采用用换填垫层法法地基处理及及条形基础的的方案进行地地基基础设计计，框架下条条形基础基顶顶最大荷载Fk=200kN/m，条基基底宽宽度为1.2m，埋深1.0m，场地回填土土天然重度γ=17.0kN/m3。采用碎石土土换填，试设设计该框架结结构条基的碎碎石换填垫层层。第8章地基处理理解：①垫层材料料为碎石土，，γ=20.0kN/m3，设垫层厚度度z=1.8m，z／b=1.8／1.2>0.5，则垫层的压压力扩散角θ=30°。②垫层厚度度的验算，根根据题意，基基础底面处的的平均压力值值为：基础底面处土土的自重应力力为：pc=17.0××1.0=17.0kPa垫层底面处的的附加压力值值由式（8.2）得：第8章地基处理理垫层底面处土土的自重应力力为：pcz=17.0××1.0+20.0×1.8=53.0kPa经深度修正后后淤泥质土的的承载力特征征值为（γm用原土重度计计算，因埋深深修正针对““基底”两侧侧超载，故未未涉及垫层重重度）：faz=fak+ηdγm(d–0.5)=80+1.0×17.0××(1.0+1.8-0.5)=119.1kPa则pz+pcz=62.1+53.0=115.1kPa<faz=119.1kPa说明满足强度度要求，垫层层厚度选定为为1.8m合适。③确定垫层层底宽b′由公式（8.4）：b′=b+2z·tanθ=1.2+2×1.8×tan30°=3.28m取b′为3.3m，按1:1.5边坡开挖。第8章地基处理8.3预压法预压法（preloading）是对地基进行堆堆载或真空预压（（vacuumpreloading），使地基土固结结的地基处理方法法。真空预压法（（vacuumpreloading）是指通过覆盖于于竖井地基表面的的不透气薄膜内抽抽真空，而使地基基固结的地基处理理方法。8.3.1基本原理及适用范范围预压法的基本原理理为饱和软粘土地地基在上部堆重或或真空负压荷载作作用下，孔隙中的的水被慢慢排出，，孔隙体积逐渐减减小，地基发生固固结变形，同时，，随着超静孔隙水水压力逐渐消散，，有效应力逐渐提提高，地基土的强强度逐渐增长。第8章地基处理预压法按其工作原原理，主要解决两两个方面的问题：：一是沉降问题，，使地基的沉降在在加载预压期间大大部分或基本完成成，以便建筑物在在使用期间不致产产生不利的沉降和和沉降差；二是稳稳定问题，促使地地基土的抗剪强度度增长，从而提高高地基的承载力和和稳定性。预压法适用于处理理淤泥质土、淤泥泥和冲填土等饱和和粘性土地基。8.3.2设计要点①堆载预压法地表堆载饱和软粘土层排水竖井砂垫层第8章地基处理堆载预压法处理地地基的设计应包括括下列内容：1)选择塑料排水带或或砂井，确定其断断面尺寸、间距、、排列方式和深度度；2)确定预压区范围、、预压荷载大小、、荷载分级、加载载速率和预压时间间；3)计算地基土的固结结度、强度增长、、抗滑稳定性和变变形。②真空预压法（（vacuumpreloading）真空预压法处理地地基必须设置排水水竖井。真空预压压法处理地基的设设计包括下列内容容：1)预压区面积和分块块大小；2)真空预压工艺；3)要求达到的真空度度和土层的固结度度；4)真空预压和建筑物物荷载下地基的变变形计算；5)真空预压后地基土土的强度增长计算算等。第8章地基处理粘土密封排水带、砂井密封膜砂垫层真空泵粘土密封软土地基砂井图8-6真空预压法原理示示意图第8章地基处理8.3.3施工要点及质量检检验①施工要点1）堆载预压法塑料排水带的性能能指标必须符合设设计要求。塑料排排水带在现场应妥妥加保护，防止阳阳光照射、破损或或污染，破损或污污染的塑料排水带带不得在工程中使使用。砂井的灌砂砂量，应按井孔的的体积和砂在中密密状态时的干密度度计算，其实际灌灌砂量不得小于计计算值的95%。塑料排水带和袋袋装砂井施工时，，宜配置能检测其其深度的设备。塑塑料排水带需接长长时，应采用滤膜膜内芯带平搭接的的连接方法，搭接接长度宜大于200mm。袋装砂井施工所所用套管内径宜略略大于砂井直径。。塑料排水带和袋袋装砂井砂袋埋入入砂垫层中的长度度不应小于500mm。对堆载预压工程程，在加载过程中中应进行竖向变形形、边桩水平位移移及孔隙水压力等等项目的监测，且且根据监测资料控控制加载速率。第8章地基处理2）真空预压法真空预压的抽气设设备宜采用射流真真空泵，空抽时必必须达到95kPa以上的真空吸力，，真空泵的设置应应根据预压面积大大小和形状、真空空泵效率和工程经经验确定，每块预预压区至少应设置置两台真空泵。真真空管路的连接应应严格密封，在真真空管路中应设置置止回阀和截门。。滤水管应设在砂砂垫层中，其上覆覆盖厚度100～200mm的砂层。滤水管可可采用钢管或塑料料管，外包尼龙纱纱或土工织物等滤滤水材料。密封膜膜应采用抗老化性性能好、韧性好、、抗穿刺性能强的的不透气材料。采采用真空-堆载联合预压时，，先进行抽真空，，当真空压力达到到设计要求并稳定定后，再进行堆载载，并继续抽气，，堆载时需在膜上上铺设土工编织布布等保护材料。施工过程质量检验验和监测包括：塑塑料排水带必须在在现场随机抽样送送往实验室进行各各项性能指标的测测试。对预压工程程，应进行地基竖竖向变形，侧向位位移和孔隙水压力力等项目的监测。。真空预压工程除除应进行地基变形形、孔隙水压力的的监测外，尚应进进行膜下真空度和和地下水位的量测测。竣工验收时应应对预压的地基土土进行原位十字板板剪切试验和室内内土工试验。必要要时，尚应进行现现场载荷试验，试试验数量不应少于于3点。②质量检验要点点第8章地基处理8.3.4工程实例①堆载预压法深圳湾填海软基处处理工程场区原为为浅海滩，场地平平面尺寸为450m×500m，围堰抽水后在场场区底铺设一层有有纺土工布，主要要作用是隔离淤泥泥与砂垫层，尔后后在土工布上铺设设一层厚1m的中粗砂垫层作为为工作垫层及横向向排水通道。接着着在工作垫层上，，按等边三角形(间距为1m)打设塑料排水板。。打设深度穿过淤淤泥层至下履地层层(粘土层)，平均长度为7m左右。排水板施工工完后，在砂垫层层中按50m×50m的方格设置排水盲盲沟，在盲沟的交交汇处设置集水井井，然后在砂垫层层上分层填筑约6.0m厚的风化土和1.5m厚的风化石。现场场从开始填土至填填土完毕，历时11个月，填土完毕后后进行变形、孔隙隙水压力监测近8个月。第8章地基处理该工程采用堆载预预压法施工，加载载前后的平均十字字板原位强度试验验对比显示，采用用了堆载预压法处处理后地基土总体体强度比之前的强强度增加了1.46倍（处理前平均十十字板抗剪强度原原位试验强度为10.18kN/m2，处理后为25.08kN/m2），可见地基土抗抗剪强度提高显著著。沉降法和孔压压计算的固结度表表明，在完工7个月后的固结度＞＞93%，剩余沉降＜70mm。上述情况表明堆堆载预压排水固结结法在深圳湾填海海软基处理工程中中得到了成功的应应用，且加固效果果显著。②真空预压法东南沿海某软基处处理工程场地位于于东南沿海，区内内河网密布，地表表水系发育，以农农田、鱼虾塘为主主，处理面积达3万m2，软土深度达30m左右，由于软土土工程性能差，，无法承受大型型机械荷载，给给场地的清理和和平整带来很大大的难度。总体体而言，该软基基处理工程的特特点是处理面积积大(3万m2)，需加固深度大大（30m）。从处理效果、经经济性及可行性性方面综合比较较，这类软土的的最好处理方法法是预压固结法法。本工程使用用真空排水预压压法与堆载排水水预压法相比有有以下特点：第8章地基处理1)真空排水预压法法用真空气压加加固地基，无需需外运大量预压压材料，现场文明整洁。2)真空排水预压荷荷载无需分级加加载，且卸荷只只需停止抽气即即可，大大缩短了工期。3)真空吸力作用易易使土中的封闭闭气泡排水，从从而使土的渗透透性提高、加固过程快。4)真空排水预压法法加固软土地基基时，与堆载排排水预压法相反反，地基周围的土体是向着着加固区移动的的，使得加固的的土体更密实，，且加固均匀，平均沉降量量大。场地在加固后，，土体强度明显显增长，根据加加固前后该地区区的十字剪切板板强度检测结果果，0m～5m范围内十字剪切切板强度增长较较大，较天然强强度增大了1倍～4倍，5m～15m范围内强度有不不同的增长，增增长幅度大多在在10kPa以上，最大增长长了18kPa，效果明显，15m～25m范围内强度增长长则一般在10kPa。该工程采用真空空排水预压法处处理软土地基是是成功的，质量量满足设计和有有关规范及标准准的要求。真空空预压联合塑料料板排水处理沿沿海软土地基效效果明显，且施施工工艺简便，，工程材料简单单易得。第8章地基处理8.4强夯法和强夯置置换法强夯法（dynamiccompaction，dynamicconsolidation）指反复将夯锤锤提到高处使其其自由落下，给给地基以冲击和和振动能量，将将地基土夯实的的地基处理方法法。强夯置换法（dynamicreplacement）指将重锤提到到高处使其自由由落下形成夯坑坑，并不断夯击击坑内回填的砂砂石、钢渣等硬硬粒料，使其形形成密实的墩体体的地基处理方方法。8.4.1基本原理及适用用范围强夯法为提高软软弱地基的承载载力，用重锤自自一定高度下落落夯击土层使地地基迅速固结，，即采用动力固固结，利用起吊吊设备，将10～25吨（t）的重锤提升至至10～25米高处使其自由由下落，依靠强强大的夯击能和和冲击波作用夯夯实土层。强夯法的基本原原理包括下列内内容：第8章地基处理①加密作用②液化作用③固结作用④时效作用强夯法适用于处处理碎石土、砂砂土、低饱和度度的粉土与粘性性土、湿陷性黄黄土、素填土和和杂填土等地基基。强夯置换法适用用于高饱和度的的粉土与软塑～～流塑的粘性土土等地基上对变变形控制要求不不严的工程。第8章地基处理8.4.2设计要点①强夯法强夯法有效加固固深度应根据现现场试夯或当地地经验确定。缺缺少试验资料或或经验时可按表表8-3预估。单击夯击能（Kn·m）碎石土、砂土等粗颗粒土粉土、粘性土、湿陷性黄土等细颗粒土10002000300040005000600080005.0～6.06.0～7.07.0～8.08.0～9.09.0～9.59.5～10.010.0～10.54.0～5.05.0～6.06.0～7.07.0～8.08.0～8.58.5～9.09.0～9.5表8-3强夯法的有效加加固深度（m）注：强夯法的有有效加固深度应应从最初起夯面面算起。第8章地基处理强夯地基承载力力特征值应通过过现场载荷试验验确定，初步设设计时也可根据据夯后原位测试试和土工试验指指标按现行国家家标准《建筑地基基础设设计规范》GB50007有关规定确定。。强夯地基变形形计算应符合现现行国家标准《建筑地基基础设设计规范》GB50007有关规定。夯后后有效加固深度度内土层的压缩缩模量应通过原原位测试或土工工试验确定。②强夯置换法法强夯置换换墩的深深度由土土质条件件决定，，除厚层层饱和粉粉土外，，应穿透透软土层层，到达达较硬土土层上，，深度不不宜超过过7m。强夯置置换法的的单击夯夯击能应应根据现现场试验验确定。。墩体材材料可采采用级配配良好的的块石、、碎石、、矿渣、、建筑垃垃圾等坚坚硬粗颗颗粒材料料，粒径径大于300mm的颗粒含含量不宜宜超过全全重的30%。夯点的的夯击次次数应通通过现场场试夯确确定。墩墩位布置置宜采用用等边三三角形或或正方形形。墩间间距应根根据荷载载大小和和原土的的承载力力选定。。墩的计计算直径径可取夯夯锤直径径的1.1～1.2倍。第8章地基基处理8.4.3施工要点点及质量量检验①施工工要点强夯和强强夯置换换施工前前，应在在施工现现场有代代表性的的场地上上选取一一个或几几个试验验区，进进行试夯夯或试验验性施工工，试验验区数量量应根据据建筑场场地复杂杂程度、、建筑规规模及建建筑类型型确定。。强夯锤质质量可取取10～40t，其底面面形式宜宜采用圆圆形或多多边形，，锤底面面积宜按土的性性质确定定，锤底底静接地地压力值值可取25～40kPa，对于细细颗粒土土锤底静静接地压压力宜取取较小值值。锤的的底面宜宜对称设设置若干干个与其其顶面贯贯通的排排气孔，，孔径可可取250～300mm。强夯置置换锤底底静接地地压力值值可取100～200kPa。施工机械械宜采用用带有自自动脱钩钩装置的的履带式式起重机机或其他他专用设设备。施施工过程程中应有有专人负负责监测测并对各各项参数数及情况况进行详详细记录录。第8章地基基处理②质量量检验强夯处理理后的地地基竣工工验收承承载力检检验，应应在施工工结束后后间隔一一定时间间方能进进行，由由于强夯夯的时效效作用，，不然得得出的指指标会偏偏小。强强夯处理理后的地地基竣工工验收时时，承载载力检验验应采用用原位测测试和室室内土工工试验。。强夯置置换后的的地基竣竣工验收收时，承承载力检检验除应应采用单单墩载菏菏试验检检验外，，尚应采采用动力力触探等等有效手手段查明明置换墩墩着底情情况及承承载力与与密度随随深度的的变化，，对饱和和粉土地地基允许许采用单单墩复合合地基载载荷试验验代替单单墩载荷荷试验。。检查施工过程中的的各项测试数据和和施工记录，不符符合设计要求时应应补夯或采取其他他有效措施。强夯夯置换施工中可采采用超重型或重型型圆锥动力触探检检查置换墩祷底情情况。第8章地基处理8.4.4工程实例兰州乳品厂杂填土土地基强夯法处理理（叶书麟，1994）工程地质情况：第第1层为以工业建筑垃垃圾为主的人工填填土，厚度为4.5~5.7m。承载力为37.5kPa，并具有较大的湿湿陷性；第2层为淤泥质亚粘土土和粉细砂透镜体体薄层，厚度为0.8~2.0m；第3层为卵石层。地下下水位深度为4.8~5.3m。强夯施工要素：夯夯锤重100kN，落距18m。夯点正方形布置置，夯点间距3.5m。采用一遍顺次夯夯击方法，每夯击击点12击，每夯平均下沉沉量为50~80mm。加固效果检验：浸浸水荷载试验表明明，处理后地基容容许承载力为300kPa。强夯前，天然地地基在100kPa压力时浸水附加沉沉降为233mm；强夯处理后，在在200kPa压力时，于地表下下1.5m和3.5m处浸水附加沉降分分别为1.5mm和0.55mm，处理效果良好。。第8章地基处理8.5复合地基基本理论论8.5.1复合地基的概念与与分类复合地基（compositeground，compositefoundation，compositesubgrade）是由基体和增强强体两部分组成，，共同承受上部结结构荷载并协调变变形的人工地基。。桩基中桩体直接与与基础连接，复合合地基中竖向增强强桩体则往往与基基础不直接连接，，而是通过垫层过过渡。竖向增强体复合地地基与桩基均用桩桩的形式处理地基基，两者有相似之之处，但复合地基基属地基范畴，而而桩基属基础范畴畴，故两者有本质质的区别。垫层的主要作用一一是排水，即可加加速软土的排水固固结，同时亦可排排出地震所产生的的地基孔隙水，防防止砂、粉土震动动液化。二是调整整桩土的应力比，，充分发挥桩间土土的承载力，让桩桩间土与竖向增强强体一道共同承担担上部荷载。第8章地基处理①按材料可分为为散体材料桩（如如砂桩、碎石桩、、矿渣桩等）、水水泥土类桩（水泥泥搅拌桩、高压旋旋喷桩等）、混凝凝土类桩（CFG桩、树根桩、锚杆杆静压桩等）。③按增强体设置置方向可分为竖向向增强体复合地基基和横向增强体复复合地基两类。其其中横向增强体多多由土工合成材料料、金属材料格栅栅等形成，用于岩岩土工程中的填土土或换填工程。②按刚度（或强强度）可分为柔性性桩（如散体材料料类桩）、半刚性性桩（如水泥土类类桩、CFG桩等）、刚性桩（（如树根桩、锚杆杆静压桩等）。复合地基的类型可可按增强体的类型型划分：第8章地基处理8.5.2复合地基工作机理理及设计参数①工作机理复合地基的工作机机理主要体现在四四个方面：一是桩桩体作用，即大部部分的上部结构荷荷载由增强桩体承承担，桩体借助自自身刚度及桩长的的优势将上部荷载载扩散到桩身四周周及桩底深部的土土层中，避免了建建筑荷载在承台底底部的应力集中；；二是排水固结作作用，碎石桩、砂砂桩等有此机理；；三是挤密作用，，碎石桩、砂桩、、石灰桩、水泥土土搅拌桩等有此机机理；四是加筋作作用，主要体现在在水平增强体复合合地基中。②设计参数1）面积置换率m在竖向增强体复合合地基中，取一根根桩及其所影响的的桩周土所组成的的单元体为研究对对象。桩体的横截截面积与该桩体所所承担的复合地基基面积之比称为复复合地基面积置换换率。竖向增强桩桩体的平面布置形形式通常有两种，，即等边三角形和和正方形布置。其其面积置换率m为：第8章地基处理正方形布置时等边三角形布置时时(8.5)(8.6)第8章地基处理式中：d——桩体直径（mm）；s——桩间距（mm）。2）桩土应力比n桩土应力比是指复复合地基中桩体的的竖向平均应力与与桩间土的竖向平平均应力之比。桩桩土应力比的计算算公式有多种，这这里介绍应用较多多的模量比公式。。假定基础为刚性，，桩体和桩间土的的竖向应变相等，，可得桩土应力比比n的计算式为：(8.7)式中：σp、σs——分别为桩和桩间土土的竖向应力（kPa）；Ep、Es——分别为桩身和桩间间土的压缩模量（（kPa）。第8章地基处理3）复合模量复合地基由桩体及及桩间土组成，呈呈非均质。为简化化计算，将加固区区视作均质，则与与原非均质复合土土体等价的复合模模量Esp可按下式计算：(8.8)或(8.9)8.5.3复合地基承载力确确定复合地基承载力一一般应通过现场复复合地基载荷试验验确定，单桩复合合地基载荷试验的的承压板可用圆形形或方形，面积为为一根桩承担的处处理面积，多桩复复合地基载荷试验验的承压板可用方方形或矩形，其尺尺寸按实际桩数所所承担的处理面积积确定，具体细节节详见《建筑地基处理技术术规范》JGJ79。第8章地基处理初步设计时也可按按复合求和法估算算，复合求合法指指先分别确定桩体体和桩间土的承载载力，再依据一定定的原则将两者叠叠加得到复合地基基的承载力。1、柔性桩（散体材材料桩）复合地基基可采用下列式子子计算：（8.10）(8.11)式中：fspk、fpk、fsk——分别为复合地基、、桩体和桩间土承承载力特征值（kPa）；m——桩土面积置换率；；n——桩土应力比。第8章地基处理2、半刚性桩（水泥泥土类桩）复合地地基可按下式计算算：(8.12)式中：Ra——单桩竖向承载力特特征值（kPa）；Ap——桩的截面积（m2）；β——桩间土承载力折减减系数，宜按地区区经验取值。第8章地基处理其中，单桩竖向承承载力特征值Ra的取值，当无单桩桩载荷试验资料时时，可按下式估算算：(8.13)式中：up——桩的周长（m）；n——桩长范围内所划分分的土层数；qsi、qp——桩周第i层的侧阻力力、桩端端端阻力特征征值（kPa），可按现现行同家标标准《建筑地基基基础设计规规范》GB50007有关规定确确定；li——第i层土的厚度度（m）。第8章地基处处理8.5.4复合地基变变形计算计算复合地地基压缩变变形时，常常把复合地地基的压缩缩变形分为为加固区土土层压缩变变形量和加加固区下卧卧层压缩变变形量两部部分。加固固区土层压压缩变形量量计算方法法主要有复复合模量法法、应力修修正法、桩桩身压缩量量法三种。。加固区下下卧层的压压缩变形量量计算方法法主要有分分层总和法法、Geddes法及不考虑虑桩体存在在的分层总总和法等。。8.6柔性桩复合合地基柔性桩复合合地基主要要指散体材材料桩复合合地基，包包括振冲桩桩、砂石桩桩、石灰桩桩和柱锤冲冲扩桩等，，以下即针针对这几类类复合地基基进行介绍绍。第8章地基处处理8.6.1基本原理及及适用范围围振冲法（vibroflotation，vibro-replacement）是在振冲器器水平振动动和高压水水的共同作作用下，使使松砂土层层振密，或或在软弱土土层中成孔孔，然后回回填碎石等等粗粒料形形成桩柱，，并和原地地基土组成成复合地基基的地基处处理方法。。振冲法适适用于处理理砂土、粉粉土、粉质质粘土、素素填土和杂杂填土等地地基。对于于处理不排排水抗剪强强度不小于于20kPa的饱和粘性性土和饱和和黄土地基基，应在施施工前通过过现场试验验确定其适适用性。不不加填料振振冲加密适适用于处理理粘粒含量量不大于10%的中、粗砂砂地基。砂石桩法（（sand-gravlepile）是采用振动动、冲击或或水冲等方方式在地基基中成孔后后，再将碎碎石、砂或或砂石挤压压入已成的的孔中，形形成砂石所所构成的密密实桩体，，并和原桩桩周土组成成复合地基基的地基处处理方法。。砂石桩法法适用于挤挤密松散砂砂土、粉土土、粘性土土、素填土土、杂填土土等地基。。对饱和粘粘土地基上上对变形控控制要求不不严的工程程也可采用用砂石桩置置换处理。。砂石桩法法也可用于于处理可液液化地基。。第8章地基处处理石灰桩法（（limepile）是由生石灰灰与粉煤灰灰等掺合料料拌和均匀匀，在孔内内分层夯实实形成竖向向增强体，，并与桩间间土组成复复合地基的的地基处理理方法。石石灰桩法适适用于处理理饱和粘性性土、淤泥泥、淤泥质质土、素填填土和杂填填土等地基基；用于地地下水位以以上的土层层时，宜增增加掺合料料的含水量量并减少生生石灰用量量，或采取取土层浸水水等措施。。柱锤冲扩桩桩法（pilesthrusted-expandedincolumn-hammer）是反复将柱柱状重锤提提到高处使使其自由落落下冲击成成孔，然后后分层填料料夯实形成成扩大桩体体，与桩间间土组成复复合地基的的地基处理理方法。柱柱锤冲扩桩桩法适用于于处理杂填填土、粉土土、粘性土土、素填土土和黄土等等地基，对对地下水位位以下饱和和松软土层层，应通过过现场试验验确定其适适用性。地地基处理深深度不宜超超过6m，复合地基基承载力特特征值不宜宜超过160kPa。第8章地基处处理8.7半刚性桩复复合地基半刚性桩复复合地基主主要指含水水泥拌和材材料类桩复复合地基，，包括水泥泥粉煤灰碎碎石桩、夯夯实水泥土土桩、水泥泥土搅拌桩桩和高压喷喷射注浆成成桩等。8.7.1基本原理及及适用范围围水泥粉煤灰灰碎石桩法法（cement-flyash-gravelpile）是由水泥、、粉煤灰、、碎石、石石屑或砂等等混合料加加水拌和形形成高黏结结强度桩，，并由桩、、桩间土和和褥垫层一一起组成复复合地基的的地基处理理方法。水水泥粉煤灰灰碎石桩（（CFG桩）法适用用于处理粘粘性土、粉粉土、砂土土和已自重重固结的素素填土等地地基。对淤淤泥质土应应按地区经经验或通过过现场试验验确定其适适用性。夯实水泥土土桩法（rammedsoil-cementpile）将水泥和土土按设计的的比例拌和和均匀，在在孔内夯实实至设计要要求的密实实度而形成成的加固体体，并与桩桩间土组成成复合地基基的地基处处理方法。。夯实水泥泥土桩法适适用于处理理地下水位位以上的粉粉土、素填填土、杂填填土、粘性性土等地基基。处理深深度不宜超超过10m。第8章地基处处理水泥土搅拌拌法（cementdeepmixing）以水泥作为为固化剂的的主剂，通通过特制的的深层搅拌拌机械，将将固化剂和和地基土强强制搅拌，，使软土硬硬结成具有有整体性、、水稳定性性和一定强强度的桩体体的地基处处理方法。。水泥土搅搅拌法分为为深层搅拌拌法（以下下简称湿法法）和粉体体喷搅法（（以下简称称干法）。。水泥土搅搅拌法适用用于处理正正常固结的的淤泥与淤淤泥质土、、粉土、饱饱和黄土、、素填土、、粘性土以以及无流动动地下水的的饱和松散散砂土等地地基。当地地基土的天天然禽水量量小于3%（黄土含水水量小于25%）、大于70%或地下水的的pH值小于4时不宜采用用干法。冬冬期施工时时，应注意意负温对处处理效果的的影响。水水泥土搅拌拌法用于处处理泥炭土土、有机质质土、塑性性指数大于于25的粘土、地地下水县有有腐蚀性时时以及无工工程经验的的地区，必必须通过现现场试验确确定其适用用性。高压喷射注注浆法（jetgrouting）用高压水泥泥浆通过钻钻杆由水平平方向的喷喷嘴喷出，，形成喷射射流，以此此切割土体体并与土拌拌和形成水水泥土加固固体的地基基处理方法法。高压喷喷射注浆法法适用于处处理淤泥、、淤泥质土土、流塑、、软塑可塑塑粘性土、、粉土、砂砂土、黄土土、素填土土和碎石土土等地基。。当土中含含有较多的的大粒径块块石、大量量植物根茎茎或有较高高的有机质质时，以及及地下水流流速过大和和已涌水的的工程，应应根据现场场试验结果果确定其适适用性。高高压喷射注注浆法可用用于既有建建筑和新建建建筑地基基加固，深深基坑、地地铁等工程程的土层加加固或防水水。第8章地基处处理8.8灰土挤密桩桩法和土挤挤密桩法灰土挤密桩桩法（limesoilpile）是利用横向向挤压成孔孔设备成孔孔，使桩间间土得以挤挤