刚性桩复合地基法
14 地基处理技术——复合地基理论
散体材料桩复合地基较易发生整体 剪切破坏，柔性桩复合地基在一定条
件下也可能发生此类破坏。
14.2 复合地基性状
❖14.2.2 复合地基桩体的破坏模式
（4）滑动破坏
在荷载作用下复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏。 在滑动面上，桩体和桩间土均发生剪切破坏。
及复合地基效果的检验。
14.3.2 复合地基承载力计到
单桩承载力特征值。
认为复合地基在达到承载力的时候，复合地基中
的桩和桩间土同时达到各自的承载力，表达式如下：
fspk mfpk (1 m) fsk (14 2) 或fspk [1 m(n 1)] fsk (14 3)
基础宽度的地基承载力修正系数应取0； 基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0。
对复合地基，当在受力范围内仍存在软弱下卧层 时，应验算下卧层的地基承载力。
14.3 复合地基承载力计算
❖14.3.1 复合地基承载力概念
复合地基承载力确定的两种方法：
采用理论公式计算，进行复合地基初步设计时采用； 通过现场载荷试验得到：用于复合地基详细设计以
当桩端土未经修正的承载力特征值小于桩周土的承
载力特征值的平均值时，可取0.5~0.9，差值大时或 设置褥垫层时均取高值。
14.3.3 规范中两种计算方法的应用
❖ 1.计算方法选择的具体规定如下
（5）对于旋喷桩复合地基，采用变形复合法；桩 间土折减系数，在无实测资料或经验时，取0~0.5，
承载力低时取低值。
14.3.3 规范中两种计算方法的应用
❖ 2.关于单桩承载力fpk规定如下
（1）可采用单桩承载力计算公式计算得到，不同 类型桩，计算公式不同；
桩体复合地基技术
第8章桩体复合地基技术8-1 复合地基的特性和设计计算8.1.1复合地基的概念及分类1、复合地基的概念地基处理方法很多，如排水固结法、挤密法、置换拌入法、灌浆法、加筋法及冷热处理法等，分类也是多种多样。
从改善地基土性及承载特性来看，经过处理的人工地基分为三类：（1）均质地基：是指天然地基在人工处理过程中加固区土体性质得到全面改善，加固土的物理力学性质基本相同。
采用排水固结法形成的人工地基，加固区各点孔隙比减小、抗剪强度提高、压缩性减小。
均质人工地基承载力和变形的计算与均质天然地基的计算方法相同。
（2）多层地基：在多层地基中，最简单也最常遇到的是双层地基。
①天然双层地基：如均质软粘土地基和硬壳层组成的双层地基等。
②人工双层地基：是由人工处理后的复合加固区与下卧层两层土性相差较大的土体组成。
采用表层压实法或垫层法处理形成的人工地基一般属于双层地基。
（3）复合地基：是指天然地基在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，形成由两种模量不同的材料（天然地基土体和增强体）组成的人工地基，在相对刚性基础下协调变形，并通过地基土与增强体共同作用，提高地基承载力，减少建（构）筑物沉降，以满足建（构）筑物对地基的要求。
2、复合地基的特点从复合地基的受力特性来看，至少有两种以上的不同材料来共同承担荷载。
所谓材料的不同主要是指其力学性质不同，如密度、强度、变形模量、泊松比等。
宏观上看复合地基均是两相，由两种材料复合而成：①将天然地基土体视作是一种均质各向同性材料，而忽略其本身的成层、非均质等因素；②对于嵌于土中的各种材料，也不考虑它们是否由多种材料复合而成，而简单看成一种均质的各向同性材料。
由于加固土的力学性质明显优于地基土本身，故而称这些材料为增强体。
复合地基犹似钢筋混凝土，其中的增强体有如混凝土中的钢筋，其实质是增强体和地基土共同作用，因此，复合地基有两个基本特点：①复合地基是由基体和增强体两部分组成的，是非均质的和各向异性的；②在荷载作用下，增强体和基体共同作用、承担上部荷载。
刚性桩复合地基优化设计_杨光华(1)
第30卷 第4期岩石力学与工程学报 V ol.30 No.42011年4月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，2011收稿日期：2010–07–30；修回日期：2011–03–13作者简介：杨光华(1962–)，男，博士，1982年毕业于武汉水利电力学院电厂结构工程专业，现任教授级高级工程师、博士生导师，主要从事土的本刚性桩复合地基优化设计杨光华1，2，李德吉1，官大庶3(1. 广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510610；2. 华南理工大学 土木工程系，广东 广州 510641；3. 珠江水利科学研究院，广东 广州 510610)摘要：采用原状土切线模量法分别计算地基土和桩基的非线性P -S (荷载–沉降)曲线。
假设两者为相对独立的体系，在桩和土的位移相等的条件下，根据桩和土的P -S 曲线确定桩和土分担的荷载。
通过控制沉降量和调整垫层的厚度，协调桩、土的相对刚度，使天然地基和桩基的承载力充分发挥；通过优化设计，使土和桩分担的荷载及沉降都达到要求的目标，从而使刚性桩复合地基的设计达到比较理想的优化状态。
最后，通过工程案例说明该方法的实施过程。
关键词：桩基工程；刚性桩复合地基；优化设计；原状土切线模量法中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2011)04–0818–08OPTIMIZATION DESIGN OF RIGID PILE COMPOSITE FOUNDATIONYANG Guanghua 1，2，LI Deji 1，GUAN Dashu 3(1. Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower ，Guangzhou ，Guangdong 510610，China ；2. Department of Civil Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou ，Guangdong 510641，China ；3. Pearl River Hydraulic ResearchInstitute ，Guangzhou ，Guangdong 510610，China )Abstract ：The tangent modulus method of undisturbed soil is used to calculate the nonlinear settlements of soil foundation and pile foundation separately ；and the nonlinear relation P -S (load-settlement) curves of the soil foundation and pile foundation are obtained. Supposing that the soil foundation and pile foundation are acted independently ，simultaneously considering that the settlements of soil foundation and pile foundation are equal ，then we can obtain the load acting on the soil and pile by the P -S curves. Then ，by controlling the settlement value and adjusting the thickness of cushion ，the relative stiffnesses of soil and piles can be matched to make the best use of the bearing capacities of soil and pile foundation ；and the settlement of the composite foundation can reach the desired aim. Consequently ，the design of combination foundation can reach the perfect optimized condition. Finally ，the implementation process of the method is explained by the case study.Key words ：pile foundation engineering ；rigid pile composite foundation ；optimization design ；tangent modulus method of undisturbed soil1 引 言复合地基是一种较理想的地基处理方法，其利用天然地基的承载力以达到减少造价的目的，尤其是刚性桩复合地基，如CFG 桩(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基[1]、混凝土桩复合地基[2]、甚至刚柔性桩结合或长短桩结合的三维复合地基(如CM 桩复合地基)[3]等，由于刚性桩施工质量较可靠，沉降可控，将会被越来越广泛地应用。
地基处理新技术4(复合地基)ppt
目录
• 复合地基简介 • 复合地基的设计与施工 • 复合地基的优势与局限性 • 复合地基的工程实例 • 复合地基的未来发展与展望
01 复合地基简介
定义与特点
定义
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，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。
复合地基适用于地质条件较为 复杂的情况，如软土、湿陷性
黄土等。
建筑需求
适用于对承载力要求较高的建 筑和设施，如高层建筑、大型 工业设施等。
环境因素
在施工过程中应注意环境保护 ，减少对周围环境的影响。
质量控制
应严格控制设计、施工和材料 的质量，确保工程安全可靠。
04 复合地基的工程实例
某高层建筑的地基处理
安全可靠、经济合理、技术先进 、环境保护。
流程
地质勘察、方案设计、初步设计 、施工图设计。
施工方法与技术
方法
强夯法、桩基法、注浆法等。
技术要点
控制施工参数、优化施工工艺、确保施工质量。
质量检测与验收
检测
沉降观测、土压力检测、承载力检测 等。
验收
按照相关规范和标准进行验收，确保 质量达Hale Waihona Puke 。03 复合地基的优势与局限性
生态化技术
研究开发环保、低能耗的复合地 基技术，减少施工对环境的影响， 推动绿色建筑和可持续发展。
精细化设计
针对不同地质条件和工程需求， 精细化设计复合地基结构，优化 材料选择和施工工艺，提高地基 承载力和稳定性。
市场前景与发展趋势
市场需求增长
随着城市化进程加速和基础设施 建设的不断推进，复合地基技术 的应用范围将不断扩大，市场需
复合地基
f p,k nf s ,k
f sp ,k [1 m(n 1)] / n f p,k
f p,k nf s,k
2、柔性桩复合地基
f sp ,k f p,k m (1 m) f s,k
桩间土承载力折减系数，对摩擦桩取0.5～1.0， 对摩擦支撑桩取0.1～0.4。
3、挤密作用
砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩和CFG桩在施工过程中，由于 振动挤密、排土等原因，对土体起到一定密实作用。 石灰桩：桩体的吸水和膨胀作用对桩间土同样起到挤密作用。 4、加筋作用： 提高土体 f 增强土体抗滑能力
二、破坏模式及其影响因素 1、破坏模式： 桩间土先破坏、桩体破坏（多见）、桩和桩间土共同破坏 （2）膨胀破坏：在荷载作 用下，桩间土不能提供足够 的围压来阻止桩体产生过大 侧向变形，从而产生桩体的 破坏。 （1）刺入破坏： 桩体刚度大，地基强度低， 桩体应力集中远大于地基 承载力。
Ss S p
Es E p
Fs Fp
2、加速固结作用： k (1 e0 ) 固结系数： C v a w
采用砂桩和碎石桩时，砂和碎石桩使地基的渗透系数k增大， 加速了饱和土体的固结。 水泥土桩减小了地基的压缩系数 a，a的减小幅度大于k，同 样能提高固结系数，加快土体固结。
c(i-1)
e1i e2i hi zi hi 1 e1i i 1 E si
n
)/2 )/2
计算下限
σ σ
ci
Δ pi=(σ zi+σ σ z=0.2或0.1σ
c
z(i-1)
c
加固区的计算方法：
复合模量法
将桩和土视为一复合体，采用复合压缩模量法 来评价复合土体的压缩量：
高层建筑钢筋混凝土桩复合地基施工技术
高层建筑钢筋混凝土桩复合地基施工技术摘要：复合地基技术的优势在于能有效解决地基承载力不足、地基沉降快等诸多问题。
与传统地基处理方法相比，具有简单、快速、经济、环保、效果好等优点。
然而，尽管复合地基技术目前已经成为建筑领域的一项重要技术，但是在实际施工中仍存在着一些不足之处。
比如，在建筑施工中，由于人力成本的上升，机械化施工已经逐渐普及。
虽然机械化操作明显提升了施工效率和质量，但也存在着一些问题，比如操作难度大、维护成本高等。
此外，建筑材料的质量问题也是影响施工效率的一个因素。
只有提高建筑材料的质量，才能确保在施工过程中不出现失误。
因此，应加大科技投入，加强对地基工程技术的研究，探索新型建筑材料及施工技术。
关键词：高层建筑；钢筋混凝土桩；复合地基；施工技术引言软土区地基主要由高含水率、大孔隙比的软土组成。
在外部荷载作用下，路基存在较大的沉降和液化风险，给铁路基础设施建设带来了巨大的挑战。
因此，采用复合基桩成桩的方法。
即在软土地层上形成复合地基加固区，通过复合地基充分发挥桩土的共同作用，提高地基的稳定性，成为一种常用的解决方案。
然而，如何确保软土地区铁路复合地基加固工程的质量，仍然是一个亟待解决的问题[1]。
1复合地基加固技术原理从广义上讲，复合地基可分为横向加筋复合地基和竖向加筋复合地基。
竖向加筋复合基础是指由一种或多种竖向加筋材料和桩间土体组成的人工基础，这些材料具有不同的刚度，通过上部褥垫层协调变形和桩土荷载，因此竖向增强型复合地基能充分发挥桩间土的承载能力，在铁路、公路和机场地基处理中广泛应用，具有较大的经济优势。
复合地基具有竖向增强作用、加速固结作用、挤密作用和加筋作用。
复合地基不同于桩基础，前者属于地基范畴，后者属于基础范畴：两者都主要采用桩的形式进行地基加固处理，但复合地基中桩与上部填筑体或结构体之间通过褥垫层来衔接过渡，而桩基础中桩体与上部结构直接刚性相连形成一个整体。
竖向增强型复合地基是由桩和桩间士组成，且桩作为竖向增强体起主要作用，故复合地基的分类可按桩体的类型主要分为柔性（桩）复合地基和刚性（桩）复合地基。
刚性桩复合地基抗震计算的一种简化方法
由场分 析 中的最 大剪 应力 ； 为 计算 的土 体面 积 。 如 上计 算 的两 部 分桩 身 内力 按 公式 （ ）进 行 组 ２
合：
＝
２ 改进方法及其计算步骤 计 算 上 部 结构 惯 性 影 响 的部 分采 Ｊ 了 ＿ ｝ ｊ
振 型分解 法 ，计算 较繁 琐 ，对 使 用人 员 的计算水 平 也
（ 清华大学土木工程 系，清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京 １０ ８ ） ０４ ０
摘 要： 应用广泛的刚性桩复合地基 目前其抗震设计还没有足够简便的计算方法，工程设计 中对其抗 震设计往往 予以回避 。本文首先介绍 了笔者之前的一种对刚性桩 复合地基进行抗震分析的拟静力方 法， 而对其 中有关上部结构惯性作用对桩身内力影响的计算部分进行 了进一步简化 ， 进 之后通过 多种 设计工况及 实际土层条件下的计算对比， 验证 了改进方法的可行性。 还对上部结构惯性作用的影响深 度 、地基分层对桩 身内力的影 响等进行 了讨论。
这里着重考虑刚性桩 复合地基在地震作用下 的
桩 身 内力计 算 ， 以便 验算其 在 地震 作用 下是 否破 坏 。 计 算 的基 本 思路 是 ： 将桩 的动 力 反应 视 为结构惯 性作
震分析方法 ， 因此在 实际工程设计时工程界一般不对
刚性桩复合地基变形特性离散元分析
１ 模 型 建 立
１ １ 模型 尺寸 ．
本 文针对 刚性桩 复合地 基单 桩模型 试验进 行
模拟 分析 ， 以研 究刚性 桩复 合地基 的变 形特性 ， 具
体模 型 尺寸 如 图 １所示 。 由于模 型 具有 对 称 性 ， 因此取 其 右半 结 构进 行 分 析 ， 用 直径 ３ ２ｍｍ、 采 ．
性桩 复合地基 中桩体刺入量及地基 的水 平位移 、 向位 移等变形 特性进 行 了分析 。分析 结果表 明 ： 桩顶处 竖 在 １４椭圆形的 区域 内褥垫层颗粒的沉 降明显小于其 他区域 内颗 粒 的沉 降 ； ／ 水平 位移 主要 集 中在基 础下的三 角
形区域 内， 褥垫层颗粒在发生水平位移时受到了桩体 的剪切作用 ； 桩体在影响褥垫层颗粒竖 向位移方面 主要起
垫层 时 的不 足 － 。 ｏ
因此 ， 文 将 采 用 离 散 元 法 （ Ｅ 软 件 本 Ｄ Ｍ） Ｐ Ｃ Ｄ模 拟刚性 桩复 合地 基 单 桩模 型 试 验 ， Ｆ２ 以研
究其变 形特 性 。
图 １ 单桩模型试验示意图／ ｍｍ
１ ２ 材料 参数 ． Ｐ Ｃ Ｄ的模 拟 中 ， 料 的参 数 主 要通 过 反 演 Ｆ２ 材
董友扣， 郑俊杰， 潘玉涛
（ 中科技 大学 华 土木工程与力学学 院， 湖北 武汉 ４０７ ） ３０ ４
摘
要： 采用离散元法 （ Ｅ 软件 Ｐ Ｃ Ｄ模拟了刚性 桩复合地基单桩模 型试 验 ， 免了之前 广泛采用 的有限 Ｄ Ｍ） Ｆ２ 避
元法 （ Ｅ 、 限差分法 （ Ｄ 等连续体法在 模拟 刚性 桩复合地基 褥垫层 时 的不 足 ， Ｆ Ｍ） 有 Ｆ Ｍ） 并基 于离散元模 型对刚
参 考 文 献
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•
3。每1m纪录电流一次，并对土质情况加以说明
•
4。停机后，向管内投按比例的CFG混合料，料先
在拌合机内与水Biblioteka 好。坍•落读3-5cm
•
5。启动马达，留振5-10s，开始拔管，拔管速度
1.2-1.5m/min
•
6。沉管拔出地面。确认质量后，方可移动机位。
（ 一 ） 一 碗入 梦（12分 ） 林 清 玄 ① 妻 子 从 网上 买了一 箱大闸 蟹，送
刚性桩复合地基法
刚性桩主要指CFG（水泥粉煤灰碎 石）桩、预制钢筋混凝土管桩。
CFG桩有6个参数：桩径、桩径、桩 长、桩体强度、褥垫层。
• 褥垫层厚度过小，不能发挥桩间土的承载 能力。势必增加桩的其它指标。造成不经 济。
CFG桩施工
• 1。桩机就位，按桩长、机架高、沉管深进行组装。
•
2。起动马达，沉管到预定深度。
把我们捕来的
PHC预制桩成果
PHC
预应力高强混凝土管桩（PHC）
PHC管桩
桩头
CFG桩
褥垫层
CFG的褥垫层
到 家 里 ， 每 一只都 是活蹦 乱跳的 。从阳 澄湖到 台北， 路远时 长，竟 能保持 螃蟹的 生 命，在 几年前 ，是不 可想象 的。 ②吃 大闸蟹 时，儿 子忽然 发问： “老师 说， 以 前 台 湾 人 不吃大 闸蟹， 这几年 开放才 开始吃 ，是真 的吗？ ”“如 果说是 阳澄湖 或 太 湖 的 大 闸蟹， 以前是 吃不到 ，如果 是吃毛 蟹，爸 爸从小 就是吃 毛蟹的 ，大闸 蟹 就 是 毛 蟹 的一种 啊。” 我说。 ③ 我 的 童 年时代 ，爸爸 在六龟 新威租 了一块 林 地 ， 搭 了 一间砖 房，在 森林里 开山。 我们常 陪爸爸 到山上 住，有 时住上 整个夏 天 。山上 食物欠 缺，为 了补充 营养， 我们什 么都吃 ：天上 飞的鸟 雀、蝗 虫、蚂 蚱； 地 上 能 跑 的 竹鸡、 锦蛇、 兔子； 河里游 的小虾 、小鱼 、毛蟹 、河蚌 …… ④ 天