水平向增强体复合地基

地基处理与复合地基技术的探讨我国土地辽阔、地质各异。

并不是所有的天然地基都适合工程建设，在很多时候，不少工程都是不得不在地质条件不良的地基上进行修建。

这些不良的地质条件分为软弱土地基和特殊土地基两种。

软弱土地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土、或其他高压缩性土层构成的地基。

特殊土地基包括可液化的松砂和粉土地基、湿陷性黄土和膨胀土、红粘土和冻土等。

一、地基处理与复合地基技术的原理和分类（一）地基处理与复合地基中的原理复合地基技术是一种改善支撑建筑物的地基的承载能力或抗渗能力所采取的技术措施。

复合地基作为土木工程中应用广泛的建设施工技术，在技术的改进方面有着实质性的进步。

传统的复合地基技术主要有碎石、砂桩、混凝土搅拌桩、旋喷桩还有石灰桩，随着建筑物越来越高，对地基的要求也就越来越严格。

显然早期的复合地基已经不再适用与现代化城市的建设，为加强普通地基的强度，现代化的地基处理技术在天然地基中添加钢筋混凝土等材料或置换硬土等方式，对天然地基的局部或整体上进行加强。

复合地基及经过后天加工的天然地基，在地基非均匀沉降方面和地基的强度上具有一定的优势之外，也迅速改善了地基的渗透性。

实践表明，成熟的复合地基技术更能满足现代化建设的需要。

（二）地基处理与复合地基技术的分类复合地基按不同的施工技术类型。

按照加固的方向，可分为均质人工地基和水平向增强复合地基。

根据荷载传递机理可分为竖向增强体复合地基与水平向增强复合地基两类，其中竖向增强体复合地基分成柔性桩复合地基、散体材料桩复合地基和刚性桩复合地基三种。

刚性复合地基又可以分为微型桩复合地基和混凝土桩地基。

目前在国内应用普遍的复合地基技术主要是由多种施工方法形成的各类砂石桩复合地基，、低强度桩复合地基、水泥土桩复合地基、灰土桩复合土桩、地基、钢筋混凝土桩类复合地基，薄壁筒桩复合地基和加筋土地基等。

根据不同的建筑施工工地的地形，灵活采用不同的地基处理方式。

二、地基处理与复合地基在土木工程上的应用复合地基作为土木工程中重要的地基基础型式，在土木工程建设的应用广泛，随着现代化城市的发展，复合地基理论和工程也迅速成熟。

地基处理考题范围（学生版）一、名词解释地基，人工地基，天然地基，软弱地基，软土地基，软土，冲填土，杂填土；换填法；强夯法，单击夯土能，总夯击能量，单位夯击能，最佳夯击能；面积置换率，砂基预振效应，CFG 桩，固结，固结度，涂抹作用，井阻效应，井径比，水泥浆液的沉淀析水性，浆液的可灌性，可灌比值，水泥土，水泥土桩有效桩长，水泥掺入比，水泥掺量，加筋土，加筋土墙，土工合成材料，复合地基，桩土应力比，荷载分但比，应力集中系数μp，应力降低系数μs，压实系数。

二、填空题1、地基按是否处理分为（）和（）。

2、地基按土类分为（）、（）、（）、（）、（）。

3、地基设计通常要满足（）、（）和（）要求。

4、特殊土主要包括（）、（）、（）、（）、（）及岩溶地层等。

5、地基处理方法按作用机理可分为（）法、（）法、（）法、（）法、（）法、（）法和（）法等。

6、按垫层材料分类，通常有（）垫层，（）垫层，（）垫层，（）垫层，（）垫层。

7、石灰桩法按用料特征和施工工艺方法可分为（）法、（）法、（）法。

8、排水固结法通常由（）系统和（）系统两部分组成。

9、竖向排水方法通常有（）排水法、（）排水法和（）排水法。

10、用于排水固结法加压系统中的方法有（）法、（）法、（）法、（）法和联合法。

11、灌浆法所用的浆液材料通常有（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。

12、灌浆材料的主要性质包括（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。

13、灌浆法中，按灌浆机理分为（）灌浆、（）灌浆、（）灌浆和（）灌浆。

14、灌浆设计的主要内容包括（）、（）、（）、（）、（）、（）以及其他。

15、高压喷射注浆法按工艺类型可分为（），（），（）和（）。

16、高压喷射注浆法按喷射方向可分为（）、（）和（）。

17、表示土工合成材料的物理特征指标有（）、（）和（）。

18、表示土工合成材料的力学特征指标有（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。

1.（1）路基投入使用后，其湿度状态会发生什么变化？（2）试根据非饱和土力学的“水-土特征曲线”叙述预测路基平衡湿度的方法。

（3）通过绘制简图叙述在中湿条件下路基内基质吸力随深度的变化规律。

答：（1）路基一般是属于经过开挖、重塑和再压实的土，且位于地下水位上方，大多都属非饱和土，其湿度状态常年受到地下水位升降、降水与蒸发、内部排水条件等因素的影响，路基湿度在使用期内会逐渐发生演变，通常由建成初期的最佳压实含水量状态逐渐变化为服务运行期的平衡含水量状态，进而导致路基结构支撑条件发生变化。

（2）具体方法如下：①通过滤纸法，测定土样基质吸力，并测量对应土样的体积含水量。

②绘制SWCC曲线，拟合常见SWCC模型，并对模型参数进行标定。

③预估地下水位控制区粘土路基内基质吸力，结合标定的SWCC模型，预估路基土平衡湿度。

④对比分析平衡湿度预测与实测结果，检验该粘土路基平衡湿度预估方法的合理性。

路基土基质吸力主要受地下水位影响，此时路基湿度在基质吸力、重力和积土荷载的共同作用下一般处于平衡湿度状态，以下为受地下水位影响的路基土基质吸力预估方程：h s=h*γw其中h s为基质吸力，h为计算点距地下水位的距离，γw为水的重度。

（3）2.《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）第3.2.4条规定，路基应以路床顶面回弹模量为设计指标，以路床顶面压应变为验算指标。

请回答：（1）如何确定新建公路路床回弹模量？（2）为何要控制路床顶面压应变？（3）如果路床回弹模量或者路床顶面压应变不满足要求，应采取什么措施？答：（1）新建公路路基回弹模量设计值E0应按1）式计算，并满足2）式要求。

E0=K s KƞM R 1）式E0≥[E0] 2）式式中：E0—平衡湿度状态下路基回弹模量设计值（MPa）[E0]—路面结构设计的路基回弹模量要求值（MPa）M R—标准状态下路基动态回弹模量值（MPa）K s—路基回弹模量湿度调整系数Kƞ—干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数（２）我国沥青路面设计的依据是以各层的弯沉为设计指标，以层底弯拉应力为验算指标，基层底压应变的极限值即为破坏值，是设计指标，因此为了保证路面结构，在路基设计过程中，应当对路床顶面的变形加以控制。

第5章复合地基理论概要本章提要复合地基所受荷载由基体和增强体共同承担，两者协调变形。

在发挥天然土体作用的同时，通过调整增强体参数（如桩长、桩径、间距和桩体模量等），复合地基承载力大幅度提高，沉降量大幅度减少，具有显著的技术经济效益和应用前景。

由于土体和增强体种类很多，特别是增强体的加强和联合，复合地基的受力特性和破坏形式等问题非常复杂。

在较长的时间内，复合地基技术将处于工程应用超前理论研究的阶段。

本章介绍复合地基定义、分类、常用术语、受力特性、破坏形式及复合地基承载力和沉降确定的基本方法。

5.1 概述5.1.1复合地基的定义复合地基（composite ground 或composite foundation）是指在地基处理过程中，部分土体得到增强，或被置换，或设置加筋体，加固区是由基体(天然地基土体或被改良的地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。

复合地基中，基体和增强体共同承担荷载，协调变形,基础、垫层、增强体与土始终密贴。

相比均质地基和桩基础，复合地基有两个基本特点：（1）加固区是由基体和增强体两部分组成，是非均质和各向异性的；（2）在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。

前一特点使复合地基区别于均质地基，后一特点使复合地基区别于桩基础。

自从复合地基概念在国际上于1962年首次提出以来，其涵义随着工程应用和理论研究而不断丰富和发展。

最初，复合地基主要是指碎石桩复合地基，随着深层搅拌法和高压喷射注浆法在地基处理中的推广应用，人们开始重视水泥土桩复合地基的研究，于是，复合地基由散体材料桩复合地基逐步扩展到粘结材料桩复合地基，概念发生了变化；后来，减少沉降量桩、低强度混凝土桩和土工合成材料在地基基础工程中的应用将复合地基概念进一步拓宽。

目前，学术界和工程界对复合地基的定义有狭义和广义两种，前者认为各类砂石桩和各类水泥土桩与地基土才形成复合地基，或者认为桩体与基础不相连接才形成复合地基；后者侧重在荷载传递机理上揭示复合地基的本质，认为共同承担上部荷载并协调变形的增强体与基体组成的复合体形成复合地基。

基础工程复习一、填空题1、刚性基础常用素混凝土、砖、毛石和三合土等材料砌筑。

其断面形状主要受刚性角控制，以保持其受载后不产生挠曲变形。

2、桩基础是由桩和承台构成的深基础。

根据桩数多少，可将其分为群桩基础和单桩基础；根据承台是否高出地面，可将其分为低承台桩基础和高承台桩基础。

3、确定单桩竖向承载力的方法有静载荷试验法、静力触探法、经验公式法和动力试桩法。

4、按能否直接使用，地基分为天然地基和人工地基；按基础的埋置深度，将基础分为浅基础和深基础。

5、建筑物基础的最小埋深为0.5m ，且基础顶面宜低于室外设计地面0.1m ，新老建筑物基础的净距不宜小于基础底面高差△H的1——2 倍。

6、根据构造要求，阶梯形基础的每阶高度宜为300-500 ，垫层常做成100m 厚的C10素混凝土垫层，底板受力钢筋直径不应小于10mm，且间距宜为100-200 。

7、减轻建筑物不均匀沉降损害除采取地基基础措施外，还可以从建筑、结构、和施工等方面来考虑。

8、单桩的破坏模式有压屈破环、整体剪切破环和刺入破坏。

9、水平受荷桩的内力分析方法有常数法、k 法、m 法和c法。

10、按平面形状沉井可分为圆形、矩形和圆端法三种基本类型。

11、排桩地下连续墙支护结构可按悬臂式桩墙、单支点桩墙和多支点桩墙等三种形式验算。

12、复合地基按其作用机理，主要对地基起到置换作用、加速排水固结、挤密作用和加筋作用。

13、地基主要受力层，是指条形基础底面下3b ，矩形基础下 1.5b ，且厚度不小于5m 范围内的土层。

14、确定地基承载力的方法有土的抗剪强度指标法、地基载荷试验法和《地基规范法》。

15、根据建筑物相对刚度大小，可将地基上部的结构分为刚性结构、敏感性结构和柔性结构三类。

16、按承载性状，将桩分为摩擦型桩和端承型桩两大类，其中摩擦型桩包括摩擦桩和端承摩擦桩，端承型桩包括端承桩和摩擦端承桩。

17、在桩的静载试验中，同一条件下的试桩数量，不宜少于总数的 1 %，并不宜少于3 根，总桩数在50根以内时不应少于 2 根。

岩土工程知识复合地基常采用的方法一.复合地基：部分土体被增强或被置换形成增强体，由提升体和周围土共同承担荷载的地基。

增强体和周围地基土协作变形，共同承担互相合作上部结构传下来的荷载。

二.复合地基分类复合地基根据地基中增强体的设置方向可水平分为向增强体复合地基和竖向增强体复合地基几大类两大类。

1.水平向增强体复合地基就是在地基中水平向各种加筋材料，如土工织物、金属材料、土工格栅、竹筋等形成的复合地基。

加筋材料的作用是约束地基土侧向位移，增强土的抗剪能力，防止地基土侧向挤出。

2.增强体复合地基中的竖向增强体习惯上称之为桩，因此又称为桩体复合地基。

竖向增强体复合地基根据竖向增强体的性质和成桩后的刚度分为三类：柔性桩复合地基、半刚性桩复合地基和刚性桩复合地基。

三.复合地基常采用的方法：(1)振冲置换法;(2)强夯置换法;(3)砂石桩置换法;(4)石灰桩法;(5)深层搅拌法;(6)高压喷射注浆法;(7)振冲密实法;(8)挤密砂石桩法;(9)土桩;(10)灰土桩法;(11)夯实水泥土桩法;(12)孔内夯扩桩法;(13)低强度桩复合地基法令;(14)钢筋混凝土桩复合地基法四.褥垫层下工夫竖向增强体和基础间铺设的一层碎石垫层称为褥垫层，厚度一般为300-400mm，具有如下作用：(1)调整桩土应力比：褥垫层使一部分基础荷载传到桩间土上，保证桩土共同承担荷载，调整桩土间压强比。

特别是当桩身刚度较大时，设了褥垫层之后，桩土应力比减小，桩间土的应力增大，更稳定以利于改善浅层桩体的强度和稳定，发挥桩间土的潜力。

褥垫层越厚，桩土应力比越小，反之亦然。

(2)排水作用：能缩短排水路径，加速软土的固结。

(3)应力扩散作用：褥垫层泥水是由砂砾或碎石材料经夯压密实形成的，具备较高的抗剪强度，具有一定的应力扩散作用。

复合地基与桩基的区别(1)承载特性桩基上部荷载全部由桩土石方承担，复合地基上部荷载由桩和桩间土共同承担。

(2)构造特征五.作用机理在地基复合施工阶段的作用机理主要表现为挤密效应和排水固结效应，工作阶段的作用机理主要表现为桩体效应、坎氏效应和加筋效应。

复合地基发展概况及其在高层建筑中的应用摘要：由于经济建设的快速发展，越来越多的建筑物拔地而起，地基处理尤其是复合地基的处理在工程建设中的地位举足轻重。

复合地基可以大幅度节省投资，而且强度高，工期短、工艺简单，沉降小，地基承载力具有可补性，上部结构的设计、施工条件可得到大大改善，所以适用于多种土层。

它的推广和使用产生了良好的社会效益和经济效益，本文就复合地基的发展情况以及在高层建筑中的应用进行了剖析。

关键字：效益、方法、技术、发展、应用、处理中图分类号：tu47 文献标识码：a 文章编号：在工程建设过程中，会遇到多种不良地质情况，为了满足地基的强度、抗震、变形等要求，工程建设人员需要对天然土层进行人工加固处理。

随着地基处理技术的不断发展和土木工程建设中应用的推广，复合地基技术也在不断的发展。

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（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。

在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。

复合地基的概念已经成为很多地基处理方法的理论分析及公式建立的基础和根据。

根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。

目前在工程实践中常用的复合地基处理方法有水泥土桩复合地基、碎石桩复合地基、砂桩复合地基、石灰桩复合地基、低强度桩复合地基。

一、复合地基发展概况复合地基处理技术在上世纪五十年代传入我国，它在工程建设过程中获得了广发应用。

我国于1978年开始研究水泥搅拌桩地基处理方法，在第二年的上海宝山钢铁总厂利用水泥搅拌桩处理软地基取得巨大的成功，并通过了技术鉴定。

国内通过水泥搅拌桩地基处理方法可以对地基承载力不大于120kpa的淤泥质土、淤泥等地基进行加固。

在1835年法国提出了碎石桩复合地基处理方法，1936年德国人s.史蒂尔曼在法国人提出方法基础上开发出了用振动水冲法挤密砂土地基的新技术。

第4章 复合地基第四章 复合地基主要内容 主要内容4.1 概述 4.2 复合地基的承载力 4.3 复合地基沉降4.1 概述第4章 复合地基一、复合地基的概念4.1 概述复合地基composite subgrade ：部分土体被增强或 被置换形成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷 载的地基。

增强体和周围地基土协调变形，共同承担上 部结构传下来的荷载。

二、复合地基分类复合地基根据地基中增强体的设 置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两大类。

4.1 概述第4章 复合地基水平向增强体复合地基就是在地基中水平向铺设各种加筋 材料，如土工织物、金属材料、土工格栅、竹筋等形成的复合 地基。

加筋材料的作用是约束地基土侧向位移，增强土的抗剪 能力，防止地基土侧向挤出。

竖向增强体复合地基中的竖向增强体习惯上称之为桩，因 此又称为桩体复合地基。

竖向增强体复合地基根据竖向增强体 的性质和成桩后的刚度分为三类：柔性桩复合地基、半刚性桩 复合地基和刚性桩复合地基。

柔性桩复合地基 竖向增强体复合地基 半刚性桩复合地基 复合地基 水平向增强体复合地基 刚性桩复合地基4.1 概述第4章 复合地基三、复合地基与桩基的区别 1、承载特性 桩基上部荷载全部由桩承担，复合地基上部荷载由桩和桩 间土共同承担。

2、构造特征4.1 概述第4章 复合地基四、复合地基作用机理复合地基在施工阶段的作用机理主要表现为挤密效应和 排水固结效应，工作阶段的作用机理主要表现为桩体效应、 垫层效应和加筋效应。

①挤密效应：竖向增强体复合地基在施工过程中将桩位 处的土部分或全部的挤压到桩侧，使桩间土体挤压密实。

②排水固结效应：增强体透水性强，是良好的排水通 道，能有效地缩短排水距离，加速桩间饱和软粘土的排水固 结。

③桩体效应：复合地基中桩体刚度大，强度高，承担的 荷载大，能将荷载传到地基深处，从而使复合地基承载力提 高，地基沉降量减小。

根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。

1、复合地基，不用细说拿刚性桩CFG桩复合地基来说。

其为地基，基础下传力与基础传给天然地基模式相同。

由增强体与桩间土共同作用，顶设散粒褥垫层。

其工作模式是浅基础工作模式。

A!fRpN2、复合桩基：为深基础，工作模式是上部荷载通过桩结点传递给深层土。

一般组成为单一承台与承台下多根桩组成。

桩与承台为刚性连接，考虑群桩折减与承台作用。

所谓刚性桩复合地基就是用钢筋混凝土桩或素混凝土桩这样的刚性桩作为增强体与周围土体共同承担上部荷载而形成的复合地基。

是近几年来涌现出的新的地基处理方式之一。

主要区别是基础通过褥垫层传载给增强体与桩间土，复合桩基是承台直接传载给桩与桩间土。

复合桩基属于复合地基的一部分,复合地基基本是通过加强或置换天然地基来提高地基承载力和减少沉降.设置褥垫层作用是让桩产生刺入变形,并把力协调传给桩和桩间土。

上海地区,土质很软,虽然埋身1.5左右的持力层对多层建筑来说可提供足够的承载力(80kpa),但是为了控制沉降,一般也会打一些长度16m左右的小方桩.我们管这个也叫复合桩基.复合地基与复合桩基相同的地方是两个都利用了浅层土体的承载力。

不同的就是前面提到的，复合地基是对软土本身的加固，在软土中设置了若干加强体，桩体与软土共同承担上部荷载；而复合桩基的桩则是将上部荷载传递到较深较好的土层中。

从荷载传递机理来说，复合地基与复合桩基有很大的区别。

从名字上就很能说明问题，复合地基主要是地基指的是加强体加固后整个地基。

而复合桩基是指桩基，指的是桩基的计算中考虑承台下土的贡献后的桩基。

不考虑与基础的连接,对摩擦型桩与CFG桩在竖向抗压承载理论是一致的!应该从传力路径上区别：复合桩基较复合地基传力更明确。

复合桩基：上部荷载-承台-桩-桩间土。