复合地基作用机理及设计参数分析

复合地基作用机理及设计参数分析

宋秋生钟建华冯利平

出了复合地基作用机理和设计参数。

【关键词】复合地基；作用机理；设计参数Compoundmechanismofthefoundation

functionanddesignparameteranalyze

SongQiu-sheng1,ZhongJian-hua2,FengLi-ping3

(1.ShaoxingBinhaiindustrialareacommissionShaoxingZhejiang312000;

2.Shaoxingcityconstructionsuperintendencylimited

coMPanyShaoxingZhejiang312000;

3.ZhejiangSandingconstructionlimitedcoMPanyShaoxingZhejiang312000)

【Abstract】Pointedoutthebasiccharacteristicsofcompoundfoundation,

putforwardcompoundmechanismofthefoundationfunctionanddesign

parameter.

【Keywords】Compoundfoundation;Functionmechanism;Designparameter

复合地基是指天然地基和部分杂(素)填土地基在地基处理过程中部分土体得到增强或

被置换，或在这些地基中设置加筋材料而形成增强体，由增强体和其周围地基土共同

承担上部荷载并协调变形的人工地基。

复合地基有两个基本特点：(1)加固区是由增强体和其周围地基土两部分组成，是非

均质和各向异性的；（2)增强体和其周围地基土体共同承担荷载并协调变形。前一特

征使它区别于均质地基(包括天然的和人工均质地基)，后一特征使它区别于桩基础。

1.复合地基作用机理

复合地基按其作用机理可体现以下几方面的作用：（1）桩体作用。复合地基是

桩体与桩周土共同作用，由于桩体的刚度比周围土体大，在刚性基础下等量变形时，

地基中应力将重新分配，桩体产生应力集中而桩周土应力降低，于是复合地基承载力

和整体刚度高于原地基，沉降量有所减小。（2）加速固结作用。砂(砂石)桩、碎石

桩具有良好的透水性，可加速地基的固结，另外，水泥土类桩和混凝土类桩在某种程

度上也可加速地基固结。（3）挤密作用。砂(砂石)桩、碎石桩等在施工过程中由于

振动、挤压等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。（3）加筋作用。各种复合地

基除了可提高地基的承载力和整体刚度外，还可用来提高土体的抗剪强度，增加土坡

的抗滑能力。

2.复合地基的设计参数

2.1面积置换率.在复合地基中，取一根桩及其所影响的桩周土所组成的单元体作

为研究对象。桩体的横截面积与该桩体所承担的复合地基面积之比称为复合地基面积

置换率。

复合地基桩体的平面布置形式通常有两种，即等边三角形和正方形布置。其面积

置换率(m)为：

正方形布置时：m=π2d4l2

等边三角形布置时：m=πd223l2

式中：d——桩体直径(mm);

l——桩间距(mm)。

2.2桩土应力比。桩土应力比是指复合地基中桩体的竖向平均应力与桩间土的竖

向平均应力之比。桩土应力比是复合地基的一个重要设计参数，它关系到复合地基承

载力和变形的计算。影响桩土应力比的因素有荷载水平、桩土模量比、复合地基面积

置换率、原地基土强度、桩长、固结时间和垫层情况等。桩土应力比的计算公式有多

种，常用的有以下两种:

（1）模量比公式。假定在刚性基础下，桩体和桩间土的竖向应变相等，于是可得桩

土应力比n的计算式为：

n=σpσs=EpEs

式中：σp、σs——桩和桩间土的竖向应力(KPa);

Ep、Es——桩身和桩间土的压缩模量(KPa)。

（2）Baumann公式。Baumann根据桩体和桩周土的侧向应力及径向鼓胀量间关系，并

假定桩体总体积保持不变，提出砂石桩复合地基桩土应力比n的计算公式：

n=Ep2KpEs1nR0r0+KsKp

(下转第53页)