文档介绍：地基处理(Ground Treatment/Improvement) 地基处理—— 2复合地基理论( Composite subgrade/ground theory ) 概述(Summary) 复合地基的作用机理(Mechanism of action posite subgrade) 复合地基的承载力(Bearing capacity posite subgrade) 复合地基沉降(Settlement posite subgrade) 算例(Numerical example) 概述 1、复合地基与地基处理的关系地基处理通过夯实、排水固结等方法使天然土体整体物理性质得到改良的地基。(图 ) 在天然地基中添加了与天然土体不一样的材料,通过加入材料和天然土体协同作用的地基——复合地基 2、复合地基的定义与分类复合地基——天然地基在地基处理过程中,添加了其他非天然地基的材料, 从而形成了增强体,这种人工地基即为复合地基。复合地基增强体方向的不同水平向增强体复合地基竖向增强体复合地基(又称桩式复合地基) 水平向增强体复合地基加筋层复合地基换填垫层复合地基竖向增强体复合地基散体材料桩复合地基(例如碎石桩、砂桩复合地基) 非散体材料桩复合地基竖向增强体材料的黏结性质竖向增强体材料的刚度柔性桩复合地基(例如深层搅拌桩、旋喷桩复合地基) 半刚性桩复合地基(例如水泥粉煤灰碎石桩复合地基, CFG 桩) 刚性桩复合地基(例如钢筋混凝土桩复合地基) 散体材料桩复合地基的特点——桩体无粘聚力,单独不能成桩,只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。柔性桩复合地基的特点——桩体有较强的粘聚力,但模量和刚度远比混凝土小,在大荷载作用下会变形过量甚至断桩。 3、复合地基与天然地基的区别复合地基作用机理复合地基与桩基础及浅基础的区别浅基础:上部荷载地基土体桩基础:上部荷载地基土体桩体侧摩阻力+桩端端承力复合地基: 上部荷载地基土体桩体地基土体对于散体材料桩:桩体鼓胀传递给桩侧土+竖向传递给深层土体对于黏结材料桩:侧摩阻力+桩端端承力复合地基中的主要参数(Major parameters posite subgrade) 1、置换率(replacement ratio) / p p m A N A ? pA单桩桩体横截面积; (cross-sectional area of single pile) pN总桩数; total number of piles A基础总面积; (total area of foundation) 从总体角度来定义,复合地基置换率 m在整个基础范围内的定义为: 设每根桩分担的处理地基面积为 A e,则可以定义复合地基的置换率 m为: / p e m A A ?此概念仅适用于桩式复合地基的计算。( 2-1 ) ( 2-2 ) 2、复合地基的压缩模量( compressive modulus posite subgrade ) 适用于桩式复合地基和水平向增强体复合地基的计算。由于复合地基加固区是由增强体和天然土体组成,所以利用材料力学的方法,由桩土变形协调条件可得: (1 ) sp p s E mE m E ? ?? spE复合地基的压缩模量 pE桩体的压缩模量(compressive modulus of pile) sE土体的压缩模量(compressive modulus of soil) ( 2-3 ) (1 ) sp p p p s s p p p p sp p s p s E A E A N E A A N A N A E E E E m E m A A ? ? ?? ??? ? ???式( 2-3 )的推导过程:假设桩土系统应变相等,作用在整个面积上的力等于作用在桩和土体上力的和。两边同除以 A? 3、桩土应力比(pile-soil stress ratio) 桩土应力比——在复合地基加固区的上表面,桩体的竖向应力和桩间土的竖向应力之比。其值的大小可以用来定性地反映复合地基的工作状况。 psn ???( 2-4 ) p?桩体部分所受的竖向应力 s?桩间土部分所受的竖向应力桩土应力比的影响因素——荷载水平、荷载作用时间、桩间土性质、桩体刚度、复合地基置换率。