0.4～0.8
0.8～1.2
0.9～1.5
（四）单桩承载力
复合地基中的单桩承载力宜通过现场载荷实验确定，也可通过计算确定。
对于在复合地基中所
形成的加固桩柱体，目前大多所采用的是散体材料（砂、碎石等）构成的柔性桩或胶结材料（石灰土、水泥土等）构成的半刚性桩两种形式，有缘两种形式桩体的破坏模式不同，因此，其单桩承载力的计算方法也不同。
1.散体材料柔性桩的单桩承载力计算
散体材料柔性桩的破坏是以膨胀破坏为主要形式，其桩体单位截面积承载力特征值
可按下式计算：
（1）
式中：
为桩体单位截面积承载力特征值（kPa）；为天然土不排水抗剪强度（kPa）；为桩柱体的内摩擦角，一般可取；K为安全系数，K＝2。
2.水泥土搅拌桩、旋喷桩等半刚性桩的承载力计算
半刚性桩的破坏是以碎裂破坏和刺入破坏为主要破坏形式，因而其单桩承载力特征值应分别
按桩体材料强度和土对桩的支撑力计算，并去其中较小值，即
（2）
式中：
为单桩竖向承载力特征值（kPa）；为与桩身加固体配比相同的室内试块（边长70.7mm的立方体）的无侧限抗压强度平均值（kPa），对于水泥土桩，去90d龄期的强度，对于旋喷桩，去28d龄期的强度；为桩身强度折减系数，可取0.35～0.5；为桩的平均截面积（）；为桩的平均周长（m）；为桩周第i层土的厚度（m）；为桩周第i层摩擦力特征值（kPa），对于旋喷桩，可采用钻孔灌注桩侧壁摩擦力特征值，对于搅拌桩，淤泥可去5～8kPa，淤泥质土可取8～12kPa，粘性土可取12～15kPa；为桩端天然地基土的承载力特征值（kPa），可按GBJ7－89《建筑地基设计规范》第三章第二节中的有关规定确定；为桩端天然地基土承载力的折减系数，对于搅拌桩，可取0.4～0.6，其他情况可取1。
（五）复合地基承载力计算
复合地基承载力特征值宜通过现场复合地基载荷实验确定，也可按下式计算：
（3）
式中：
为复合地基承载力特征值（kPa）；为桩体单位截面积承载力特征值（kPa），
；为桩间土天然地基承载力特征值（kPa）；为置换率；为桩间土承载力折减系数，对于散体材料柔性桩，取，对于水泥土搅拌桩，当桩端土为软土时，可取，当桩端土为硬土时，可取，当不考虑桩间软土的作用时，取，对于旋喷桩，可取，当不考虑桩间软土作用时，取。
对于散体材料柔性桩，当为小型工程的粘性土地基时，其复合地基承载力特征值也可按下式计算：
（4）
或（5）
式中：
为桩土应力比，无实测资料时可取2～4，原土强度低时取大值，原土强度高时取小值；为桩间土的十字板抗剪强度（kPa），也可用处理前地基土的十字板抗剪强度代替。
在设计时，可根据要求达到的复合地基承载力，按式（6）计算复合地基的面积置换率及总桩数N，即
（6）
（7）
式中：
地基加固面积（）。
（六）软弱下卧层强度验算
当复合地基下存在软弱下卧层时，除复合地基的承载力应满足设计要求外，尚须对软弱下卧层
强度进行验算。
其验算方法是将复合地基与软弱下卧层视为双层地基，且桩与桩间土能有效地结为一体，以应力扩散角方法进行验算，即要求作用在软弱下卧层顶面处的附加压力与复合地基自重压力之和不大于软弱下卧层的地基承载力，应满足下式要求：
（8）
式中：
为软弱下卧层顶面处的附加压力（kPa）；为软弱下卧层顶面处的复合地基自重压力（kPa）；为软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力设计值（kPa）。
条形基础（9）
矩形基础（10）
式中：
为矩形基础或条形基础顶面的宽度（m）；为矩形基础低面低面的长度（m）；为基低平均压力设计值（kPa）；为基础低面处土的自重压力（kPa）；为基础低面至软弱下卧层顶面的距离（m）；为复合地基应力扩散角，可按表6取值。
软弱下卧层顶面处的复合地基自重压力，可按下式计算：
（11）
式中：
为复合地基平均重度（kN/）；为基础深度（m）。
当按式（8）验算不满足要求时，须重新设计复合地基，直至满足为止。
表6复合地基的应力扩散角（）
备注
3
5
10
<0.25
0
0
0
为复合地基压缩模量，为软弱下卧层压缩模量
0.25
0
10
20
》0.5
23
25
30
（七）复合地基的变形计算
复合地基的变形沉降包括复合土层的压缩变形量和桩端以下未处理土层的压缩变形量即
（12）
式中：
为复合地基最终竖向变形量（cm）；为复合土层的压缩变形量（cm），对于搅拌桩复合地基，可按经验取20～40cm；为桩端下未处理加固土层的压缩变形量（cm）。
对于复合土层的压缩变形量可按下式计算：
（13）
式中：
为基础底面附加压力（kPa），；为复合平均压力设计值（kPa）；为基础底面处土的自重压力（kPa）；为复合土层底面处的附加压力（kPa）；为加固体的实际长度（cm）；为复合土层的压缩模量（kPa）。
复合土层的压缩模量可采用置换率加权的方法进行计算，即
（14）
其中对于散体材料柔性桩复合地基，复合土层的压缩模量也可按下式进行计算：
（15）
式中：
为桩体的压缩模量（kPa），对于搅拌桩，可取，对于旋喷桩，可采用测定混凝土割线弹性模量的方法进行确定；桩间土的压缩模量（kPa），可用天然地基的压缩模量代替；为面积置换率；为桩土应力比，在无实测资料时，对粘性土可取2～4，对粉土可取1.5～3，原土强度低取大值，原土强度高取小值。
对于桩端下为加固土层的压缩变形量可用分层总和法按下式计算：
（16）
式中：
为按分层总和法计算出的沉降量（mm）；为沉降计算经验喜事，应根据沉降实测资料及地区经验确定，也可按表7取值；为地基沉降计算深度范围内所划分的土层数；为加固桩群体底面处的附加压力（kPa）；、为加固桩群体底面处分别至第i层土底面和第i-1层底面的距离（m）；、为加固桩群体底面处分别至第i层和第i-1层土底面的平均附加应力系数，为加固桩群体底面下第i层土的压缩模量（MPa）。
表7沉降计算经验系数
（MPa）
2.5
4.0
7.0
15.0
20.0
1.1
1.0
0.7
0.4
0.2
注为下卧层土的压缩模量。
三、设计要点及设计施工说明
（一）设计要点
1.复合地基设计方法的选择
不同的复合地基，具有不同的优势、弱点和适用条件，并且其造价和工期也不相同，因此，在选择复合地基处理方案时，应根据工程要求、岩土特性和技术能力三个方面因素，通过技术经济分析对比确定，其一般性思路为：
①所选择的复合地基能否适应场地岩土特性；②所选择的复合地基能否达到要求加固目标；③施工条件是否具备；④环境影响（振动、噪音、排污等）是否许可；⑤经济适应性（造价高低、工期长短、材料与能源）情况；⑥最后进行决策。
2.复合地基设计的基本程序
当经济技术经济分析比较决定采用某种复合地基方法后，其设计工作可按以下几本程序
进行：
①确定复合地基加固目标；②分析勘察资料；③了解当地施工条件；④确定桩长、布桩方式、桩径、桩距和置换率；⑤进行复合地基承载力和变形验算；⑥施工图设计；⑦反馈施工信息修正设计。
3.护桩的考虑
护桩（又称为保护桩）是指位于基础底面范围之外的桩，对于复合地基的加固效果起保
证和提高作用。
但由于设置护桩往往会明显增加工程量和造价，影响到复合地基的经济效益，因此应根据桩型、土质、基础形式以及建筑物重要性等具体条件总和考虑确定。
4.顶部垫层的考虑
在复合地基顶面可铺设一层厚约0.3～0.5m的沙砾料柔性垫层，以使基础压力经垫层扩
散后能较均匀地作用于复合地基，但在整片基础和存在“硬壳层”及地下水位埋藏较浅的场地或用旋喷桩加固已有建筑物地基等情况，一般都没有（也不可能）设置顶部垫层。
5.对复合地基质量检验的要求
对复合地基质量进行抽样实验检查，其质量检验的内容、方法和数量可参考表8进行。
对复合地基进行质量检验，应考虑到复合地基的强度实效，因此，在复合地基施工结束后，应间隔一定时间方可进行质量检验。
表8复合地基质量检测内容
桩型
检验内容
基本方法
检测点数量
各种桩
复合地基承载力
多桩或单桩复合地基静载荷实验
总桩数的0.25％～0.5％且不应少于三根
桩体密实度
动力触探，必要时可配合取芯采用和开挖检查
总桩数的2％～4％，且不少于3根
挤密桩
桩间土挤密效果
标准贯入、静力触探、动力触探、土工实验等
参考中等复杂场地详勘阶段的勘察点距离布置
（二）设计施工说明
复合地基的施工图设计一般由桩位设计图（含剖面设计）和设计施工说明两部分组成，其设计施工说明的内容主要有以下几个方面：
（1）编制复合地基设计所依据的基本资料和规范。
（2）工程的建筑特性和场地的岩土简况。
（3）复合地基的加固对象、加固承载力目标值及桩体质量和桩间土挤密质量的要求
指标。
（4）复合地基所采用的桩型、桩材（品种、规格和配合比）、桩长、桩径、桩距和置
换率。
（5）制桩工艺的主要要求、工艺参数、施工质量指标和施工顺序。
（6）特殊技术措施的说明。
（7）保证施工质量的技术措施及按信息法施工的具体要求。
（8）对施工质量检测工作的要求。
（9）其他有必要进行说明的问题。
四、复合地基设计
（一）基本设计资料
（1）工程简况
某六层住宅楼，建筑占地约800m2，建筑面积约5000m2。
（2）基础形式与荷载条件
拟采用筏板基础（基础底面为25m*32m），基础底面压力120kPa，基础埋深2.50m。
（3）工程地质条件
该场地地形较为平坦，平均地面标高在3.90m，地下水埋深在地面下0.52m，平均水位标高3.38m。
各土层的物理力学性质见表9。
表9各层土的物理力学性质指标
层序
土层名称
层厚
含水量
重度
比重
孔隙比
塑性指数
液性指数
直剪固结快剪
压缩性指标
地基土承载力特征值
（kPa）
（）
（/MPa）
（/MPa）
①
素填土
0.50～1.50
90
70
100
60
75
170
180
①
浜填土
0.70～1.00
②
褐黄色粉质粘土
1.90～2.90
33.3
18.9
2.73
0.93
15.4
0.77
11.1
15.7
0.47
4.40
③
淤泥质粉质粘土
1.90～2.40
43.7
17.8
2.73
1.20
15.8
1.35
8.1
13.8
0.78
3.36
③
砂质粉土
0.50～1.10
31.8
18.6
2.70
0.89
4.0
25.0
0.22
8.25
④
淤泥质粘土
9.30～10.8
51.8
17.1
2.74
1.44
19.8
1.36
8.6
7.2
1.22
2.04
⑤
粉质粘土
1.4～3.30
40.6
18.0
2.74
1.14
17.0
1.02
10.0
12.4
0.71
3.09
⑥
暗绿色粉质粘土
2.30
23.5
20.0
2.72
0.68
15.6
0.32
30.8
11.6
0.27
6.33
⑥
草黄色粉质粘土
未穿
25.3
19.7
2.73
0.74
17.0
0.38
39.0
9.9
0.23
7.60
（二）设计要求
（1）选择适宜的复合地基处理方案。
（2）完成对所选择的复合地基方案的设计计算工作：
选择桩长、桩径，确定面积置换率以及布桩形式，完成承载力计算，完成沉降计算，确定复合地基的检测方法及验收标准。
（3）绘制该复合地基的桩位布置图（平面布置图、剖面图和横断面图）。
（4）编制复合地基的设计施工说明。
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