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长短桩复合地基设计计算分析和探讨摘要：本文主要对长短桩复合地基的应用特点、作用机理以及设计计算方法做了些分析和探讨。
关键词：长短桩复合地基；设计；计算近年来,随着国内外桩基础研究的深入,发展了适用于深厚淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土等不同地基的长短桩复合地基处理技术。
如刚性长短桩复合地基和刚柔性长短桩复合地基等应用于深厚软土地基上,已取得了显著的工程效益。
特别是在沿海深厚软土地区,近年来,经济发展迅速,大量的土木工程兴起,给长短桩复合地基带来了巨大的应用前景。
长短桩复合地基在工程实践中的广泛应用,特别是在深厚软土地基上的应用,虽然现行规范中尚没有其承载力和设计计算,但由于近年来长短桩复合地基的地基处理理论进一步完善,根据工程经验形成半经验半理论的地基处理设计方法和承载力计算。
应用于工程项目中能有效提高地基承载力,控制沉降,降低造价。
一、长短桩复合地基的应用特点在深厚软土地区,按照常规理论设计，即利用统一长度的桩设计,会出现桩数过多、桩距太密,不仅提高了工程造价,同时也不利于单桩承载力的发挥。
长短桩复合地基则充分利用桩间土的承载力,能有效地控制地基沉降,减少工程造价。
长短桩复合地基中长桩能能将荷载向地基深处传送,减少压缩土层的变形，从而减少地基的沉降,以此来控制建筑物的沉降,很好的避免了常规桩基设计的一些缺点,也更符合外荷载作用下的地基应力场和位移场特性。
短桩主要用来提高地基承载力,加固桩间土,增加桩体的摩擦阻力。
随着桩基技术的应用发展，“桩”不是桩基础的专有，这就使“复合桩基”与“复合地基”区分更为模糊。
随着当今共同作用设计理论的发展，基础更为重要的是概念性分析与概念性设计。
（1）刚-柔性复合桩基具有高承载力、低沉降量，工程造价有较大节省，而工后沉降量通常与桩基础是等量的。
可发挥“长桩疏布”的优势，利用刚性长桩控制沉降与承载的双重功能。
利用地基处理方法，能有效提高复合桩基的安全度、可靠度。
形成深、浅两个层面的空间应力状态，发挥地基土的潜在承载力。
《长短桩复合地基沉降试验与预测方法研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，地基沉降问题逐渐成为建筑工程领域关注的重点。
长短桩复合地基作为一种有效的地基处理方法，其沉降特性及预测方法的研究显得尤为重要。
本文将就长短桩复合地基沉降试验与预测方法进行深入探讨，旨在为实际工程提供理论依据和技术支持。
二、长短桩复合地基概述长短桩复合地基是指在地基中同时使用长度不一的桩体来处理地基问题。
由于不同长度的桩具有不同的承载力和沉降特性，长短桩复合地基的使用能够在很大程度上提高地基的承载能力和稳定性。
然而，由于地基的复杂性和不确定性，长短桩复合地基的沉降问题仍然是一个需要深入研究的技术难题。
三、试验设计为了更准确地研究长短桩复合地基的沉降特性，本文设计了一系列的沉降试验。
试验过程中，主要关注了以下几点：1. 试验地点与场地条件：选取具有代表性的场地进行试验，考虑土质、地下水等因素的影响。
2. 桩体设计：设计了不同长度和直径的桩体，以探究其承载力和沉降特性的差异。
3. 试验方法：采用静载试验和动载试验相结合的方法，模拟实际工程中的荷载情况。
四、试验过程与数据分析1. 试验过程：在选定的场地进行桩体施工，并按照预定的荷载条件进行试验。
在试验过程中，实时记录各种数据，如桩顶位移、桩体应力等。
2. 数据分析：对收集到的数据进行分析处理，得出长短桩复合地基的沉降规律和特点。
通过对数据的分析，可以发现不同长度桩体之间的相互作用及影响因素。
五、预测方法研究基于试验结果，本文提出了一种长短桩复合地基沉降预测方法。
该方法主要包括以下几个步骤：1. 建立数学模型：根据试验数据，建立描述长短桩复合地基沉降特性的数学模型。
模型应能够反映地基沉降与荷载、土质、桩体长度等因素的关系。
2. 参数估计：根据实际工程条件，对数学模型中的参数进行估计。
这些参数包括土质参数、桩体参数等。
3. 预测沉降：利用已建立的数学模型和估计的参数，对实际工程的沉降进行预测。
《长短桩复合地基沉降试验与预测方法研究》篇一摘要：本文主要研究长短桩复合地基沉降试验及预测方法。
首先介绍了长短桩复合地基的背景及研究意义，然后通过实际试验分析长短桩复合地基的沉降特性，最后提出一套有效的沉降预测方法。
本文旨在为类似工程提供理论依据和实用技术。
一、引言随着城市化进程的加快，高层建筑和大型设施的兴建对地基承载力提出了更高的要求。
长短桩复合地基作为一种新型的地基处理技术，因其能够显著提高地基承载力和减小沉降而受到广泛关注。
然而，其沉降特性和预测方法仍需深入研究。
本文旨在通过试验和理论分析，为长短桩复合地基的沉降预测提供科学依据。
二、长短桩复合地基背景及研究意义长短桩复合地基是通过在软土地基中设置不同长度的桩体，形成一种复合地基系统。
这种地基系统能够有效地提高地基的承载力和减小沉降，尤其适用于软土地区的高层建筑和大型设施。
因此，研究长短桩复合地基的沉降特性和预测方法具有重要的工程实践意义。
三、试验设计及实施（一）试验材料与方法本试验选取了不同长度、直径和间距的桩体进行组合，形成长短桩复合地基。
通过在软土地区进行现场试验，观测和分析长短桩复合地基的沉降特性。
（二）试验过程及数据采集试验过程中，对不同工况下的地基进行了加载，并实时记录了地基的沉降数据。
同时，还对土体的物理力学性质进行了测试和分析。
四、试验结果与分析（一）沉降特性分析根据试验数据，发现长短桩复合地基的沉降特性受到多种因素的影响，包括桩体长度、直径、间距以及土体的物理力学性质等。
在相同荷载条件下，合理设置桩体参数的地基沉降明显小于传统地基。
（二）沉降预测模型建立基于试验数据和土力学理论，建立了长短桩复合地基的沉降预测模型。
该模型考虑了桩体参数、土体性质以及荷载条件等因素，能够较为准确地预测地基的沉降。
五、沉降预测方法研究（一）预测方法介绍本文提出了一种基于试验数据和土力学理论的沉降预测方法。
该方法首先通过试验数据建立地基沉降与影响因素之间的关系模型，然后结合土力学理论对实际工程中的地基沉降进行预测。
文章编号:100926825(2007)0820011202长短桩复合地基设计计算分析收稿日期:2006210216作者简介韩建刚(52),男,博士后,副教授,海南大学土木工程系,海南海口 58陈奕柏(52),男,副教授,海南大学土木工程系,海南海口 58熊摇龙(832),男,海南大学土木工程系本科生,海南海口 58韩建刚 陈奕柏 熊摇龙摘 要:阐述了长短桩复合地基的设计思想,介绍了两种常用的长短桩复合地基承载力和沉降的计算方法,并通过实际算例对两种方法进行了比较,得出了两种方法的优缺点,为设计提供了参考依据。
关键词:长短桩复合地基,承载力,沉降中图分类号:TU473.1文献标识码:A引言目前的常规桩基础设计理论,一般采用等长长桩,而当这种桩基础位于深厚软土地基时,经常会出现桩数过多,桩距过密的情况,不仅使工程造价提高而且不利于单桩承载力的发挥,同时由于施工过程中的挤土效应容易造成桩身的损坏。
随着复合地基技术的发展和完善,基于桩体(如柔性桩、刚性桩)在复合地基中的荷载传递机理和沉降变形控制的认识,提出了由两种不同类型(或两种类型而长度不同)的桩与地基土组成的组合型复合地基。
虽然近年来岩土学者和工程师对长短桩复合地基进行了一些理论和现场实验研究,并取得了一些成果,且在工程实践中也得以应用。
但在目前,对其作用机理的认识还不够全面和深入,也尚未形成完善的设计理论和设计方法,对其研究工作仍处于探索阶段,有许多问题有待于深入地去研究和解决。
文中介绍了两种常用的长短桩复合地基承载力和沉降的计算方法,并通过实际算例对两种方法进行了比较,从而得出了两种方法的优缺点,为设计提供了参考依据。
1 长短桩复合地基承载力计算方法1.1 方法一长短桩复合地基承载力可按下式计算:f s p ,k=m 1R d k1A p1+β1m 2R d k2A p2+β2(1-m 1-m 2)f s ,k(1)其中,m 1,m 2为长、短桩置换率;β1,β2为长短桩桩间土的发挥系数;A p 1,A p2为长、短桩横截面面积;f sp ,k ,f s ,k 为复合地基、桩间土的承载力标准值;R d k1,R d k 2为长、短桩单桩承载力标准值。
长短桩复合地基沉降计算
长短桩复合地基沉降计算是一项重要、复杂的工作，它要求工程师根据一定的设计理念或建筑物的要求，精确的估算和确定桩的数量、长度、桩基深度及地基类型，以达到设计要求的沉降量。
首先，要进行长短桩复合地基沉降计算，必须掌握一些重要基础知识，如混凝土、地基物理性质、土层强度、地基沉降等。
其次，需要明确建筑物的地基沉降要求才能对桩长度的计算做出恰当的估算。
一般来说，若桩长度超过建筑物规定的要求，则可以相应增加桩的数量。
再者，在计算中，应考虑桩的弹性模量和静定模量，以及建筑物地基和桩基间的接触情况，以准确估算桩的长度、数量及桩基深度。
此外，长短桩复合地基沉降计算还要考虑地基类型，即桩基和地基的关系。
这可以通过地面排水、地基土体加固、地基夯实或者地基增加时间等方法改善地基结构，以准确确定桩长度和桩基深度，从而最大限度的降低桩沉降量。
最后，应注意桩复合地基沉降计算中的安全性和可靠性，保证设计沉降量的实际量小于设计沉降量，以确保工程质量和安全。
综上所述，长短桩复合地基沉降计算是一项费时费力的工作，要求工程师全面考虑各种地质条件，精确的估算和确定桩的数量、长度、桩基深度及地基类型，以达到设计要求的沉降量。
只有充分考虑各种因素，根据建筑物的要求，才能准确确定桩长度和桩基深度，使地基沉降计算更加完善和可靠。
长短桩复合地基浅析长短桩复合地基浅析【摘要】长短桩复合地基是我国土木工程界近年来在实践中逐渐发展出的一种新型地基处理形式。
工程实践证明这种新型复合地基在减小基础沉降、协调地基承载力与变形关系方面具有较好的技术经济效益。
【关键词】长短桩复合地基；作用机理；承载性能；承载力计算随着信息产业时代到来和计算机高新科技的快速发展，在土木工程建设中新型施工设备和方法更新速度加快，工程建设规模也日益扩大，加之各地区地质条件复杂，对地基基础逐渐提出了更高的要求。
于是，长短桩复合地基应运而生，它是我国土木工程界近年来在实践中逐渐发展的一中新型地基处理形式，其充分发挥了天然土体的承载能力，同时减少了沉降，即满足了上层建筑结构要求，又减少了打桩对周围环境的影响，同时大大地降低了地基成本。
众多工程实践证明这种新型复合地基在减少基础沉降，协调地基承载力与变形关系方面具有较好的技术经济效益。
1.引言随着理论研究的深入、工程经验的积累和施工技术的发展，以CFG桩复合地基为代表的刚性桩复合地基应用越来越广，大量工程实践表明，复合地基在工程中应用成功与否，设计起着核心作用。
根据场地地质情况和设计要求选择合理的地基处理方案尤为重要。
通常在刚性桩复合地基设计中，桩长基本为一定值，即桩端落在同一持力层上。
在一定条件下，也可采用长桩与短桩相结合的方法对基础进行综合处理，分别发挥其各自特点，在确保地基处理效果的前提下，达到方案合理、节约投资、缩短工期的目的。
本文就长短桩复合地基的设计思想与设计方法做浅析，供工程设计人员参考。
2. 长短桩复合地基性状简述（1）长短桩复合地基中长短桩间隔布置，长桩一般采用强度较高的刚性桩（如CFG桩，钢筋混凝土桩、预应力空心管桩等），短桩常用柔性桩（如碎石桩、水泥土搅拌桩等）。
（2）长短桩复合地基中长桩模量的变化对复合地基的沉降和承载力性状影响不显著，但桩长的影响较大，随着长桩桩长的增加，复合地基沉降几乎线形下降，分担的荷载也有较大的提高，但长桩存在临界桩长，超过临界桩长时，复合地基沉降和荷载分担不再有明显变化。
基于剪切位移法的长短桩复合地基沉降计算剪切位移法是一种常用的计算土木工程地基沉降的方法，采用该方法可以计算长短桩复合地基的沉降情况。
首先，需要确定长短桩复合地基的几何形状和力学参数，包括桩的材料、截面形状和尺寸，地基土的类型、强度参数等。
然后，根据该桩土系统的力学模型，建立相应的位移方程和应力平衡方程。
在剪切位移法中，假设桩体和周围土体之间的变形主要是由桩-土剪切位移引起的，因此通过计算剪切位移可以得出桩顶位移和周围土体沉降。
具体计算步骤包括：
1. 在荷载作用下，桩顶所受的轴向力和剪力可以通过弹性基础反力法求得。
2. 假设在桩周围产生一个与桩轴相切的剪切位移，该位移产生的抗剪力可以通过剪切开裂面的剪切应力和土中的摩擦力求得。
3. 再根据土的剪切模量和杨氏模量，可以得出土体的弹性应变，从而计算出桩周围的土体沉降。
4. 最后，通过桩顶位移与周围土体沉降的叠加，得出整个桩土系统的总沉降。
总之，剪切位移法是一种简便有效的地基沉降计算方法，其计算结果可以为长短桩复合地基的设计和施工提供参考。
长短桩复合地基沉降计算方法分析及探讨张昌进;张勇【摘要】地基沉降计算在地基基础工程中存在着很大的难题.虽然许多研究在沉降计算方面付出了巨大的努力,但在计算精度上仍存在很大差异.现行的关于长短桩复合地基沉降理论一直处于摸索和发展之中.本文通过对等效天然地基法和加权模量法进行沉降计算,分析得出:(1)等效天然地基计算计算结果比较符合实际,加权模量法计算虽然比较简单,但是沉降计算的误差比较大.(2)加权模量法沉降计算中,桩体对褥垫层及下卧层都具有一定的刺入变形.针对刚性长短桩体在复合地基中的压缩模量计算没有考虑桩顶和桩底的刺入变形效应.而在实际工程中,仅由桩身压缩模量计算得到的复合模量和实际有很大误差,因而计算得到长短桩复合地基的沉降量很小,不符合实际需要,故本文提出一种方法对加权模量法计算方法进行改进,希望其有助于复合地基沉降计算的深入研究.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2017(014)002【总页数】5页(P44-48)【关键词】长短桩复合地基;等效天然地基法;加权模量法【作者】张昌进;张勇【作者单位】华北科技学院,北京东燕郊101601;华北科技学院,北京东燕郊101601【正文语种】中文【中图分类】TU473.1长短桩复合地基[1-3]一般是采用短桩加固浅层软土，提高其承载力和压缩模量，减少沉降; 而长桩则考虑应力扩散的关系，上部荷载通过桩身向深层传递，控制沉降。
复合地基沉降是值得研究的重要问题之一，但由于复杂性，沉降规律仍处于发展之中。
加固层的沉降主要由桩体和天然土所形成的复合土的变形构成。
下卧层土层由于加固区存在,使其压缩增加。
由于长短桩复合地基变形分析理论不完善，所以目前的沉降计算大多采用经验公式。
一般来说，沉降量分为三个部分，即长短桩共同加固区沉降量、长桩单桩加固区沉降量及下卧层沉降量。
其研究主要集中在加固区的复合模量计算方法[4-6]。
加固区的复合模量计算方法用于工程设计的主要有等效天然地基法和加权模量法。
1.1 复合模量计算复合地基中桩体的存在可以大大提高天然地基的承载特性和控制沉降变形量，复合模量的计算也是沉降计算的关键之处。
在实际工程中，桩的变形模量的确定是困难的。
考虑桩土应力比和桩土模量相关性，土的模量[7-8]可以表示为弹性模量，，通过分析比较图桩体模量以及土体模量的相互作用性，可以反映其桩土的作用关系，从而提高桩体和土体参数的准确性，减小误差。
长短桩复合地基的复合模量确定如下：(1) 将长短桩复合地基视为天然地基。
加固土层压缩提高系数为ζ1，根据每个土层的压缩模量所得，ζ1可按照下式计算：fak—天然地基承载力特征值，kPa；fspk—长短桩复合地基承载力特征值，kPa。
(2) 计算了等效天然地基法以及短桩复合地基的复合模量，即长短桩复合地基的复合模量。
将短桩桩长范围内各个土层的模量均乘以ζ2得到加固区后各土层的模量。
ζ2可以按下式计算：fspk1—长桩单独加固复合地基承载力特征值，kPa；fspk—长短桩复合地基承载力特征值，kPa；值得注意的是，，令η=ξ1ξ2为长短桩共同加固区内模量的提高系数，下卧层区模量不变。
复合地基沉降计算的关键在于分析土中附加应力的分布及复合地基复合模量的计算。
在了解长短桩复合地基的受力变形机理后，再来讨论其复合模量的确定方法。
在复合模量法中，桩土复合模量通常采用面积加权法计算，在复合地基中假设桩土共同作用时变形协调，按照材料力学方法，由桩土变形协调条件推导出面积加权公式。
长短桩共同加固区复合模量：长桩单独加固区复合模量：式中，Ep1、Ep2、Es分别为长桩、短桩和桩间土压缩模量,m1、m2分别为长桩和短桩的面积置换率。
该方法简单，并且具有一定的精度。
但其假设过于理想，不能反映复合土的变形特性，因而存在一定的缺陷。
对于中、高粘结强度桩，如果两桩复合地基材料相同而桩长不同，土压缩模量Es相同。
较高的复合模量相同桩在相同的条件下，桩端落在软、硬层的复合模量是不一样的，但根据上面的公式计算是一样的，体现不出最终的效果。
3.1 工程概况拟建天洋城三期工程地点位于燕郊开发区亿丰大街南侧、汉王路西侧。
场地所处地貌类型为第四纪河流冲击平原地貌。
剪力墙结构，筏板基础，埋置深度7 m。
经地质勘查，基础持力层以3层粉质粘土为主。
由于基底以下存在较厚的杂填土，天然地基不能满足要求。
经对桩基和复合地基的分析，地基采用CFG桩和素混凝土夯扩桩组合的复合地基处理形式。
基础底面尺寸长90 m，宽14 m。
CFG桩有效桩长29 m，直径为450 mm，共295根，正三角形布桩，桩间距为1.5 m。
夯扩桩共295根，有效桩长为8 m，直径为500 mm。
两类桩体材料采用碎石、中粗砂，按体积比2 ∶1人工拌和，碎石最大粒径小于30 mm。
各土层参数见下表1所示。
3.2 等效天然地基法沉降计算根据布桩情况可知，长桩和短桩的面积置换率分别为0.018和0.022，截面积分别为0.159 m2和0.196 m2。
基础底面附加应力为305.4 kPa。
加固区承载力特征值：=281.754(kPa)式中β—桩间土发挥系数，结合工程经验取值0.95.取沉降计算经验系数ψs=0.25，计算过程如图表2所示，所得沉降量为：长短桩共同加固区沉降量：长桩加固区沉降量：下卧层沉降量：计算结果表明，总沉降量为33.9 mm。
沉降主要发生在加固区，加固区沉降占总沉降的比值为92.64%。
下卧层沉降量不大。
3.3 加权模量法沉降计算在本工程中，长桩和短桩的压缩模量分别为30000 MPa和17500 MPa，面积置换率分别为0.018 m2和0.022 m2，沉降计算经验系数为0.25。
其计算过程如下表3所示，各部分沉降量分别为：长短桩共同加固区沉降量：长桩加固区沉降量：下卧层沉降量：计算结果表明，总沉降量为3.0 mm，加固区的沉降量较小，加固区沉降占总沉降的比值为15.93%，而下卧层沉降量较大。
3.5 计算与实测结果对比分析天洋城三期从±0.000开始到楼层封顶时最大沉降量实测值smax=40.8 mm，最小沉降量smin=36.7 mm，平均沉降量=38.5 mm。
等效天然地基法沉降法计算沉降量为：s=33.9 mm，加权模量法计算沉降量为：s=3.0 mm。
从对比中可以看出，等效天然地基法得出总沉降量为33.9 mm。
沉降主要发生在加固区，加固区沉降占总沉降的比值为92.64%。
下卧层沉降量不大。
采用加权模量法得出总沉降量为3.0 mm，加固区的沉降量较小，加固区沉降占总沉降的比值为15.93%，而下卧层沉降量较大。
这与等效天然地基法得出的结果不同。
虽然加权模量法计算比较简单，但是沉降计算的误差比较大，而等效天然地基法计算结果比较符合实际。
加权模量法的适用于散体桩或柔度较大的桩，并没有考虑桩长效应和桩端阻力效应。
针对刚性长短桩体在复合地基中，桩体对褥垫层及下卧层都具有一定的刺入变形。
而在实际工程中，桩体的压缩模量是由桩身模量和土层模量共同决定的。
造成仅由桩身压缩模量计算得到的复合模量和实际有很大误差，因而计算得到长短桩复合地基的沉降量很小，不符合实际需要。
在实际工程中，由于存在桩顶和桩底的刺入变形，桩身应变εp远小于桩间土应变εs，加权模量法计算与实际情况相比误差较大，计算沉降量往往偏小。
针对刚性长短桩复合地基加固区的复合模量过于放大，用桩体材料的压缩模量计算复合模量不能准确反应桩体的实际作用，应引入一个参数μ表示模量发挥系数即:式中: n表示桩土应力比。
故加权模量法改进后的长短桩复合地基各部分压缩的复合模量为：由于其受力的复杂性及众多影响因素，对于长短桩复合地基的变形计算影响因素比较复杂，对桩顶和桩底的刺入变形计算和土层压缩模量需要考虑各种因素，故本文提出一种思路方法进行加权模量法计算方法的改进，希望针对其复合地基沉降计算有助于深入研究。
(1) 等效天然地基计算计算结果比较符合实际，加权模量法计算虽然比较简单，但是沉降计算的误差比较大。
(2) 加权模量法沉降计算中，桩体对褥垫层及下卧层都具有一定的刺入变形。
针对刚性长短桩在复合地基中的压缩模量计算没有考虑桩顶和桩底的刺入变形效应。
而在实际工程中，仅由桩身计算得到的压缩模量和实际有很大误差，因而计算得到长短桩复合地基的沉降量很小，不符合实际需要，提出一种改进的思路和方法。
【相关文献】[1] 桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社,1997.[2] 中华人民共和国国家标准编写组.GB5007-2011建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.[3] 龚晓南.复合地基设计和施工指南[M].人民交通出版社,2003.[4] 阎明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].中国水利水电出版社，2001.[5] 刘海涛,谢新宇,程功，等.刚-柔性桩复合地基试验研究[J].岩土力学,2005,26(2):303-306.[6] 李锋利.长短桩组合桩基础室内模型试验分析研究[D].上海：同济大学,2006.[7] 陆华,高全臣,吴浩，等.长短组合桩复合地基沉降预测研究[J].施工技术，2013,42(19)：30-36.[8] 潘烈.填方路基下长短桩复合地基的沉降特性研究[D].西安:西安建筑科技大学，2012.。
