復合地基基本理論
熟悉復合地基加固原理；掌握復合地基載荷試驗要點；熟悉修正后的復合地基承載力特征值的計算方法；掌握復合地基承載力和沉降計算方法
2.1 復合地基的構成形式
通過變形協(xié)調，增強體與天然地基土體共同承受上部結構傳來的荷載，這是形成復合地基的基本條件。在建筑工程中，通常在復合地基上設置剛度較大的擴展基礎或筏形基礎，也稱為剛性基礎(僅意味著基礎剛度較大之意)下的復合地基。而在道路工程中，荷載則通過剛度較小的道路面層傳遞，亦稱為柔性基礎下的復合地基。理論研究和現(xiàn)場實測結果表明，剛性基礎和柔性基礎下的復合地基的性狀有較大差異。因此，增強體與天然地基土體在荷載作用下的變形協(xié)調關系是復合地基性狀的主要特性。設計時為了較充分地發(fā)揮天然地基土的承載作用，要求樁土間的荷載分擔比在一個比較合理的范圍內，這是復合地基設計中的關鍵所在。
【例題1】某軟弱土層厚7.5m，下部為卵礫石層，視為不可壓縮層，采用水泥土攪拌樁對地基進行處理，處理深度至卵礫石層頂面，處理后不設置褥墊層,則該地基是否為復合地基( )？
A．是；
B．不是；
答案：B
在基礎下設置厚度為200～300mm的墊層可以改善地基中淺層土的受力狀態(tài)，減小樁土荷載分擔比。墊層是復合地基的重要組成部分。復合地基設計時，一般要求有一定的置換率，恰當?shù)姆謸?。置換率過低，復合地基承載力特征值低，樁土分擔比高，樁土壓力相差過大，使復合地基的均勻性變差，即使通過墊層調整若仍得不到明顯改善時，將使樁身受力過于集中，并對基礎底板受力不利。
【例題2】對某軟弱地基進行水泥土攪拌樁地基處理后，基礎以下鋪設200mm的粗砂墊層，其目的是為了( )
A．增大樁土荷載分擔比；
B．減小樁土荷載分擔比；
C．增大復合地基強度；
D．減小復合地基強度；
答案：B
【例題3】某軟弱地基進行地基處理后，基礎以下鋪設石屑墊層，有兩種方案：A、墊層厚度為150mm；B、墊層厚度為500mm；試問：分別采用A、B兩種方案，從理論上分析，樁土荷載分擔比ra、rb相比較為( )
A．ra>rb；
B．raC、ra=rb；
C．無法比較；
答案：A
【例題4】A、B兩個工程地質條件相同，均采用夯實水泥土樁進行地基處理，樁徑相同，置換率分別為ma=10%，mb=13%；要求處理后復合地基承載力特征值均為160kpa，基礎以下鋪設200mm的粗砂墊層；試問：A、B兩工程的樁土荷載分擔比ra、rb相比較為( )
A．ra>rb；
B．raC、ra=rb；
C．無法比較；
答案：A
2.2 復合地基承載力與載荷試驗要點
復合地基承載力特征值：由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內規(guī)定的變形所對應的壓力值，其值為比例界限值。基于復合地基是由豎向增強體和地基土通過變形協(xié)調承載的機理，復合地基的承載力目前只能通過現(xiàn)場載荷試驗確定。
復合地基載荷試驗要點如下：
(1)復合地基載荷試驗承壓板應具有足夠剛度。單樁復合地基載荷試驗的承壓板可用圓形或方形，面積為一根樁承擔的處理面積；多樁復合地基載荷試驗的承壓板可用方形或矩形，其尺寸按實際樁數(shù)所承擔的處理面積確定。樁的中心(或形心)應與承壓板中心保持一致，并與荷載作用點相重合。
(2)承壓板底面標高應與樁頂設計標高相適應。承壓板底面下宜鋪設粗砂或中砂墊層，墊層厚度取50～150mm，樁身強度高時取大值。試驗標高處的試坑長度和寬度，應不小于承壓板尺寸的3倍?；鶞柿旱闹c應設在試坑之外。
(3)試驗前應采取措施，防止因氣候變化、施工及降低地下水位等原因，造成試驗場地地基土含水量的變化及土體擾動，以免影響試驗結果。
(4)加載等級可分為8～12級。加載壓力不應小于設計要求壓力值的2倍。
(5)每加一級荷載前后均應各讀記錄壓板沉降量一次，以后每半個小時讀記一次。當一小時內沉降量小于0.1 mm時，即可加下一級荷載。
(6)當出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時可終止試驗：①沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起；②承壓板的累計沉降量已大于其寬度或直徑的6％；③當達不到極限荷載，而加載壓力已大于設計要求壓力值的2倍。
(7)卸載級數(shù)可為加載級數(shù)的一半，等量進行，每卸一級，間隔半小時，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時讀記總回彈量。
熟悉復合地基加固原理；掌握復合地基載荷試驗要點；熟悉修正后的復合地基承載力特征值的計算方法；掌握復合地基承載力和沉降計算方法
2.1 復合地基的構成形式
通過變形協(xié)調，增強體與天然地基土體共同承受上部結構傳來的荷載，這是形成復合地基的基本條件。在建筑工程中，通常在復合地基上設置剛度較大的擴展基礎或筏形基礎，也稱為剛性基礎(僅意味著基礎剛度較大之意)下的復合地基。而在道路工程中，荷載則通過剛度較小的道路面層傳遞，亦稱為柔性基礎下的復合地基。理論研究和現(xiàn)場實測結果表明，剛性基礎和柔性基礎下的復合地基的性狀有較大差異。因此，增強體與天然地基土體在荷載作用下的變形協(xié)調關系是復合地基性狀的主要特性。設計時為了較充分地發(fā)揮天然地基土的承載作用，要求樁土間的荷載分擔比在一個比較合理的范圍內，這是復合地基設計中的關鍵所在。
【例題1】某軟弱土層厚7.5m，下部為卵礫石層，視為不可壓縮層，采用水泥土攪拌樁對地基進行處理，處理深度至卵礫石層頂面，處理后不設置褥墊層,則該地基是否為復合地基( )？
A．是；
B．不是；
答案：B
在基礎下設置厚度為200～300mm的墊層可以改善地基中淺層土的受力狀態(tài)，減小樁土荷載分擔比。墊層是復合地基的重要組成部分。復合地基設計時，一般要求有一定的置換率，恰當?shù)姆謸?。置換率過低，復合地基承載力特征值低，樁土分擔比高，樁土壓力相差過大，使復合地基的均勻性變差，即使通過墊層調整若仍得不到明顯改善時，將使樁身受力過于集中，并對基礎底板受力不利。
【例題2】對某軟弱地基進行水泥土攪拌樁地基處理后，基礎以下鋪設200mm的粗砂墊層，其目的是為了( )
A．增大樁土荷載分擔比；
B．減小樁土荷載分擔比；
C．增大復合地基強度；
D．減小復合地基強度；
答案：B
【例題3】某軟弱地基進行地基處理后，基礎以下鋪設石屑墊層，有兩種方案：A、墊層厚度為150mm；B、墊層厚度為500mm；試問：分別采用A、B兩種方案，從理論上分析，樁土荷載分擔比ra、rb相比較為( )
A．ra>rb；
B．raC、ra=rb；
C．無法比較；
答案：A
【例題4】A、B兩個工程地質條件相同，均采用夯實水泥土樁進行地基處理，樁徑相同，置換率分別為ma=10%，mb=13%；要求處理后復合地基承載力特征值均為160kpa，基礎以下鋪設200mm的粗砂墊層；試問：A、B兩工程的樁土荷載分擔比ra、rb相比較為( )
A．ra>rb；
B．raC、ra=rb；
C．無法比較；
答案：A
2.2 復合地基承載力與載荷試驗要點
復合地基承載力特征值：由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內規(guī)定的變形所對應的壓力值，其值為比例界限值。基于復合地基是由豎向增強體和地基土通過變形協(xié)調承載的機理，復合地基的承載力目前只能通過現(xiàn)場載荷試驗確定。
復合地基載荷試驗要點如下：
(1)復合地基載荷試驗承壓板應具有足夠剛度。單樁復合地基載荷試驗的承壓板可用圓形或方形，面積為一根樁承擔的處理面積；多樁復合地基載荷試驗的承壓板可用方形或矩形，其尺寸按實際樁數(shù)所承擔的處理面積確定。樁的中心(或形心)應與承壓板中心保持一致，并與荷載作用點相重合。
(2)承壓板底面標高應與樁頂設計標高相適應。承壓板底面下宜鋪設粗砂或中砂墊層，墊層厚度取50～150mm，樁身強度高時取大值。試驗標高處的試坑長度和寬度，應不小于承壓板尺寸的3倍?；鶞柿旱闹c應設在試坑之外。
(3)試驗前應采取措施，防止因氣候變化、施工及降低地下水位等原因，造成試驗場地地基土含水量的變化及土體擾動，以免影響試驗結果。
(4)加載等級可分為8～12級。加載壓力不應小于設計要求壓力值的2倍。
(5)每加一級荷載前后均應各讀記錄壓板沉降量一次，以后每半個小時讀記一次。當一小時內沉降量小于0.1 mm時，即可加下一級荷載。
(6)當出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時可終止試驗：①沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起；②承壓板的累計沉降量已大于其寬度或直徑的6％；③當達不到極限荷載，而加載壓力已大于設計要求壓力值的2倍。
(7)卸載級數(shù)可為加載級數(shù)的一半，等量進行，每卸一級，間隔半小時，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時讀記總回彈量。