显然，上述复合地基主要是由增强体材料性质和成桩工艺而定名的。例如，增强 体材料为水泥土，则称为水泥土桩复合地基。而按施工工艺不同又分为深层搅拌 桩（由水泥浆与原土强制搅拌而成）复合地基、粉喷桩（由水泥粉和原土强制搅 拌而成）复合地基、旋喷桩（由高压喷射注浆旋喷法形成的水泥土桩）复合地基 和夯实水泥土桩（由在孔外将水泥粉和过筛的土均匀拌和、分层回填夯实而成） 复合地基。
基础
短
短
长
桩 ①长
桩
长
桩
②桩
桩
③
褥垫层
④
第四章 复合地基的基本概念
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由两种或两种以上类型的桩组成的复合地基，称为多桩型复合地基。比如对于 下图所示的可液化地基，设计当中，既要求消除土体的液化，又要求有很高的复 合地基承载力。当用单一的振冲碎石桩或振动沉管挤密碎石桩加固地基，虽然可 以消除液化，但是承载力达不到要求。此时，可采用碎石桩加振动沉管CFG桩 多桩型复合地基方案，以达到既消除液化又大幅度提高承载力的目的。
力
x增加，桩间土水平附加应力 x

1

z
（
为土泊松比），x 随之增加。

的增加对桩有两个作用：
（1）增加了桩间土对桩侧的正压力，提高了桩的侧摩阻力，从而提高了桩的
承载能力。
3
（2）桩体材料的室内三轴试验表明，水泥土抗压强度随围压 的增加而有
所增加，可提高桩体抗压强度，尤其可增强桩顶部位抵抗受压破坏的能力。
层，还可以改善复合地基桩土相互作用性状。由于褥垫层的变形调整 作用，桩间土表面沉降大于桩顶沉降，在桩的上部形成负摩擦区，负 摩擦力对于桩基础是不利的，但对复合地基，桩有阻止桩间土下沉的 作用，减小桩间土的沉降变形。
第四章 复合地基的基本概念
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对与水泥土桩复合地基，基础下设置一定厚度的褥垫层，还可以提高桩的承载 能力。基础下设置褥垫层后，桩间土分担的荷载大大增加，使桩间土垂直附加应
第四章 复合地基的基本概念
4.1 复合地基的定义 4.2 复合地基的分类 4.3 形成复合地基的条件 4.4 复合地基中的几个名词 4.5 复合地基的效应
第四章 复合地基的基本概念
1
4.1 复合地基的定义
composite subgrade; composite foundation 复合地基是指天然地基在地基处理过程中
一般情况下，桩土应力比与桩体材料、桩长、面积置换率等有关。
其他情况相同时，桩体材料刚度越大，桩土应力比越大；桩越长，桩土应力 比越大；置换率越小，桩土应力比越大。
第四章 复合地基的基本概念
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二、桩土荷载分担比
复合地基中，桩土的荷载分担可以用桩土应力比表示，也可用桩土荷载分担
比 p 、 s 表示：
第四章 复合地基的基本概念
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通过以上的讨论可以得到如下认识：
（1）由增强体（桩）、桩间土构成的复合土体与基础之间应设置一定厚度的 褥垫层（褥垫层材料一般为散体材料，如砂、碎石等），以保证桩土共同承担荷 载。特别是对于中、高粘结强度桩、褥垫层是复合地基中不可缺少的一个组成部 分。
（2）在散体桩（如碎石桩）和低粘结强度桩（如石灰桩），有时没有设置褥 垫层，也能保证桩土共同承担荷载。
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）和增强体两部分组成的人工地基。加固 区整体看是非均匀的。
第四章 复合地基的基本概念
2
composite subgrade; composite foundation
复合地基由两个基本特点：一、加固区是基体和增强体两部分组成， 是非均质和各向异性的；二、荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载 的作用。前一种特征使它区别于均质地基（包括天然的和人工的均质地 基），后一特征使它区别于桩基础。基体和增强体形成复合地基有一定 的条件，在荷载作用下，通过两者变形协调，共同分担荷载。从荷载传 递机理看，竖向增强体复合地基界于均质地基和桩基础之间。在某种意 义上讲，均质地基和桩基础是竖向增强体复合地基的两种特殊情况。以 后可以看到，当复合地基置换率等于零的时候，复合地基退化为均质地 基，当复合地基桩间土强度发挥度等于零时，复合地基退化为桩基。
p Pp / P
s Ps / P
式中：
Pp ——桩承担的荷载；

Ps ——桩间土承担的荷载；

P ——总荷载。
第四章 复合地基的基本概念
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为了发挥桩间土的承载能力，
也可认为缩短桩长，使桩段落在 土层I中，形成悬浮桩，如图2所 示。此时，桩的沉降加大，桩间 土的变形有所增加，其承载能力 有所发挥，但即使如此，桩间土 的承载能力也不能充分发挥，其 受力特性和桩基础相类似。 参照JGJ94-94《建筑桩基技术 规范》，摩擦桩的桩间土承载能 力发挥系数为0.11～0.48，显然， 桩间土强度的发挥程度很低。因 此，基础直接作用在桩和桩间土 上，无论桩端是否落在好土层上， 桩间土的承载能力都不能充分发 挥。更重要的事，在后一种情况 下，桩端落于土层I，端组效应大 大削弱，导致复合地基的承载力 显著降低，这又为不合理。
当桩端土为软土时， 可取0.5～0.9。 当桩端土为硬土时， 可取0.1～0.4。 旋喷桩复合地基： =0.2～0.6。
由于不设置褥垫层，复合地基桩间土承载力很难发挥，许多学者认
为，这样的人工地基不能划归复合地基，同时建议在基础和桩之间设 置一定厚度的褥垫层并相应提高桩间土承载力发挥系数。
尤为重要的是，对水泥土桩复合地基，基础下设置一定厚度的褥垫
第四章 复合地基的基本概念
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深层搅拌桩和旋喷桩复合地基桩体具有一定的粘结强度，从前面
可以知道，基础下不设置一定厚度的褥垫层，复合地基工作性状与桩 基础相似，桩间土强度难以发挥。因此，JGJ79-2002《建筑地基处理 规范》中规定这两种桩型的复合地基桩间土承载立发挥系数 为：
深层搅拌桩复合地基：
又比如，桩体材料为碎石的碎石桩复合地基，根据施工工艺的不同又可分为振冲 碎石桩复合地基、干振碎石桩复合地基、振动沉管挤密碎石桩复合地基和强夯置 换碎石桩复合地基。
第四章 复合地基的基本概念
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许多学者基于试验研究和工程应用方面的考虑，按桩体材料的性状、施工工艺和 桩在复合地基的承载特性，对复合地基进行分类， 按成桩材料分类如下： （1）散体土类桩。如砂（砂石）桩、碎石桩等。 （2）水泥土类桩。如水泥土搅拌桩、旋喷桩等。 （3）混凝土类桩。如CFG桩、树根桩等。 按桩体刚度的分类如下： （1）柔性桩。散体土类桩属于此类桩 （2）半刚性桩。如水泥土类桩。 （3）刚性桩。比如混凝土类桩。 按桩体材料的性状，特别是桩体置换作用的大小，将复合地基分类如下： （1）散体桩复合地基。如砂桩、碎石桩为增强体的复合地基。 （2）一般粘结强度桩复合地基。如石灰桩、水泥土桩为增强体的复合地基。 对一般粘结强度桩可以再细分为： 低粘结强度桩复合地基。如石灰桩复合地基。 中等粘结强度桩复合地基。如旋喷桩、夯实水泥土桩为增强体的复合地基。
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4.4 复合地基中几个重要的名词
一、置换率

复合地基中，一根桩和它所承担的桩间土体为一复合土体单元。在这一复合
土 桩体的单断元面中面，积桩之的和断）面之面比积 ，称A为P和面复积合置土换体率单，元并面用积m
A（复合土体桩间土面积与
表示：
m AP / A

实际工程中，由于地基土岩性的变化、上部结构荷载的不均匀性，以及基础
p
s
n P /s
桩
第四章 复合地基的基本概念
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实际工程中，即使是单一桩型的复合地基，由于桩处在基础下的部位不同或桩 距不同，桩土应力比也不同。定义基础下桩的平均桩顶应力与桩间土平均应力之 比为平均桩土应力比。
基础下的平均桩土应力比是反映桩土荷载分担的一个参数，其他参数相同时， 桩土应力比越大，桩承担的荷载占总荷载的百分比越大，此外，桩土应力比对某 些桩型（例如碎石桩）也是复合地基的设计参数。
基础下设置褥垫层，桩间土承载能力的发挥就不单纯依赖于桩的沉
降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫作用到桩间土上， 使桩土共同承担荷载。
第四章 复合地基的基本概念
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4.3.2 散体桩和低粘结强度桩（比如碎石桩和石灰桩）
碎石桩等散体材料桩复合地基以及石灰桩等桩体粘结 强度很低的复合地基，不设置褥垫层，也可以充分发挥桩 间土的承载能力。这是因为这些桩体本身为散体材料组成， 具有褥垫作用，或者在荷载作用下，桩体顶部破坏，形成 了褥垫层。
现在需要回答的问题是：在天然地基中设置 了增强体是否就形成了复合地基？怎样才能 形成复合地基？
第四章 复合地基的基本概念
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4.3.1 中高粘结强度桩（比如夯实水泥土桩和CFG桩）
1. 基础与桩之间不设置褥垫层 如右图所示，土层I为较软弱土
层，土层II为坚硬土层，土层II的 压缩模量远远大于土层I的压缩模 量。图1中基础直接作用于桩和桩 间土上，桩穿透土层I，桩端落在 土层II上。由于桩段落在坚硬土层 上，复合地基沉降主要由桩的压 缩变形控制。通常桩的压缩模量 远大于桩间土，其压缩变形很小。 相应桩间土的变形很小，桩间土 的承载能力很小，桩间土的承载 能力很难发挥，荷载基本由桩承 担。
桩
不断调整补充到桩间土表面
上，基础通过褥垫层始终与
桩间土保持接触，桩间土始
终参与工作，桩间土承载能
力可得以发挥。
P
基础
土层I 土层II
第四章 复合地基的基本概念
褥垫层
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可见，基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影很大。基础下
不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，在给定的荷载作用 下，桩承受较多荷载，随时间增加，桩发生一定的沉降，一部分荷载 逐渐向土体转移，桩承担的荷载随时间的增加而有所减少，土承担的 荷载随时间的增加而有所增加。桩间土承载力发挥依赖于桩的沉降， 如果桩端落在坚硬土层上，桩的沉降很小，桩上荷载向土上转移数量 很小，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。