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1.复合地基的类型

自1962年国外首次开始使用“复合地基”一词以来，复合地基已成为很多地基处理方法的分析及理论公式建立的基础和依据。它已广泛地应用于如碎石桩、砂桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、石灰桩、树根桩和CFG桩等加固地基的理论分析中。近年来，复合地基的研究已引起国内外岩土工程界的重视。

复合地基是指由两种刚度(或模量)不同的材料(桩体和桩间土)所组成，在相对刚性基础下，两者共同分担上部荷载并协调变形(包括剪切变形)的人工地基。

图7-1 复合地基与桩基受力特性对比

复合地基属于地基范畴，而桩基属于基础范畴，两者间有内在联系，但又有本质区别。二者都是采用以桩的形式处理地基，但复合地基中桩体与基础往往不是直接相连的，它们之间通过垫层来过渡;而桩基中桩体与基础直接相连，两者形成一个整体。因此，它们的受力特性也存在着明显差异。如图7-1所示，复合地基的主要受力层在加固体范围内，而桩基的主要受力层是在桩尖以下一定范围内。

复合地基犹似钢筋混凝土，其中地基中的桩体犹如混凝土中的钢筋。它的实质就是考虑桩、土的共同作用，这比仅仅认为荷载由桩体来承担要经济和合理。

在复合地基的桩和桩间土中，桩的作用是主要的，而地基处理中桩的类型较多，性能变化较大。复合地基的类型一般按桩的类型进行划分，按成桩所采用的材料不同，可分为:

1)散体材料桩复合地基，如碎石桩复合地基、砂桩复合地基、矿渣桩复合地基等;

2)柔性桩复合地基，如水泥土搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基、灰土桩复合地基等;

3)刚性桩复合地基，如树根桩复合地基、CFG桩复合地基等。

2.复合地基的作用

复合地基的作用机理主要有以下几种。

(1)桩体作用

复合地基中桩的刚度较周围土体大，在刚性基础下等量变形时，桩体上产生应力集中现象，大部分荷载将由桩体承担，桩间土上应力相应减小，从而使得复合地基承载力较原地基有所提高，沉降量有所减少。随着桩体刚度增加，其桩体作用发挥得更加明显。

(2)加速固结作用

碎石桩、砂桩具有良好的透水特性，可加速地基的固结。另外，水泥土类和混凝土类桩在某种程度上也可加速地基固结。因为地基的固结不仅与地基土的排水性能有关，而且还与地基的变形特性有关。水泥土类桩会降低地基土的渗透系数，但它也会减少地基土的压缩系数，而且压缩系数的减少幅度比渗透系数的减少幅度要大，因而使加固后的水泥土的固结系数大于加固前原地基土的系数，起到加速固结的作用。

(3)挤密作用

砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩等在施工过程中由于振动、挤压、排土等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。另外，采用生石灰桩时，由于生石灰具有吸水、发热和膨胀等作用，对桩间土同样起到挤密作用。

(4)加筋作用

各种桩土复合地基除了可提高地基的承载力外，还可用来提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。如用于基坑开挖时的支护、路基或路堤的加固等，都利用了复合地基中桩体的加筋作用。

图7-2 复合地基破坏模式

3.复合地基的破坏形式

复合地基的破坏形式可分为三种情况:第一种是桩间土首先破坏进而发生复合地基全面破坏;第二种是桩体首先破坏进而发生复合地基全面破坏;第三种是桩体和桩间土同时发生破坏。在实际工程中，第一种、第三种情况较少见，一般都是桩体先破坏，继而引起复合地基全面破坏。复合地基破坏的模式可分成四种形式:刺入破坏、鼓胀破坏、整体剪切破坏和滑动破坏，如图7-2所示。

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