地基处理讲义

地基处理讲义地基加固处理讲义（研究生用） 第一章概述软弱地基概念各种性质的土都是建筑物最常遇见的地基,在建筑工程中,人们不仅要选择地质条件良好的地基,在许多情况下也不得不在土质不良的软弱地基地区进行工程建设。一般所说的软弱地基包括承载力低、沉降量大、具有振动液化性、湿陷性、胀缩性等不良工程性质的地基,包括软土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基，而软土地基应该说是软弱地基中的一种。各种软弱地基应做认真考察,必要时进行处理才能满足建筑要求。软土地基软土地基指以软土为主,与粉砂、泥炭等一些其他土层相间组成的地基。软土具有含水量大、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、承载力低的工程性质,呈软塑流塑状态。 国内外对软土均无统一定义，我国铁路、建筑与交通部门对软土的定义也不尽相同。 .我国铁路部门建议下列物理力学指标作为区分软土的界限: 天然含水量接近或大于液限: 孔隙比; 压缩模量 ; 标准贯入击数 静力触探贯入阻力 ; 不排水强度与液限; 天然孔隙比; 十字板剪切强度. 和(年)将无侧限抗压强度小于的粘土称作“很软的”，而将强度在的粘土称作“软的”。而国外一些论文中将不排水抗剪强度小于的粘性土称为软粘土。日本道路公团年提出的软土地基的标准如表表. 软土地基的标准(年日本道路公团)地层泥炭质地基粘土质地基砂质地基层厚10m(标准贯入击数)(无侧限抗压强度) (荷兰式贯入指数) 在德国，软土指“很容易搓捏的土”，相当于软塑状态的土;而将液塑状的土称为“浆糊状土(拳头紧握它时，会从指缝间挤出”。 综上所述，软土是指天然强度低、孔隙比大、压缩性高、透水性小的软粘土，有区别于象松砂那样的松软土层。冲填土：它是在疏浚江河航道或从河底取土时用泥浆泵将已装在泥驳船上的泥沙，直接或再用定量的水加以混合成一定的浓度的泥浆，通过输泥管送到四周筑有围堤设有排水挡板的填土区内，经沉淀排水后而成。特殊土：包括湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、季节性冻土等。地基加固处理的意义建筑物的地基所面临的问题有以下方面:()强度与稳定性问题;()压缩与不均匀沉降问题;()渗漏问题;()液化问题。当建筑物的天然地基存在上述类问题之一或其中几个时,都必须采用地基处理措施以保证建筑物的安全与使用。地基与建筑物的关系极为密切,地基问题常常是造成工程事故的主要原因。地基处理是否合理,关系到整个工程质量、进度和投资,而且是降低工程造价的重要途径之一。地基处理的目的地基处理目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结和加筋等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性，主要表现在: .提高地基的抗剪强度。地基的剪切破坏主要表现在:由于填土或建筑物使邻近地基产生隆起。地基的剪切破坏反映在地基土的抗剪强度不足，因此，为了防止剪切破坏，就需要采取一定的措施以增加地基土的抗剪强度。 .降低地基的压缩性。地基的压缩性主要表现在大范围地基的沉降和不均匀沉降;由于填土使地基产生固结沉降。地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。因此，需要采取措施以提高地基土的压缩模量，借以减少地基的沉降和不均匀沉降。 .改善地基的渗透特性。地基的渗透特性表现在地震时饱和松散细砂(包括部分粉土)将产生液化，由于荷载或打桩等原因，使邻近地基产生下沉。为此，需要采取措施防止地基液化，并改善其动力特性以提高地基的抗震性能。 .改善特殊土的不良地基特性。主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。地基处理方法分类 地基处理的方法很多，可以从不同角度来分类，一般是根据地基处理的原理来进行分类。 .换土垫层法 当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法，简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。对软土厚度小于米的情况，一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于米的情况，通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。 此种方法可以分为: ()机械换土法。包括机械碾压法、重锤夯实法、振动压实法等。他们不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土; ()爆破挤淤法。就是将炸药放在软土或泥沼中爆炸，利用爆炸时的张力作用，把淤泥或泥炭扬弃，然后回填以强度较高的渗水性土。爆破挤淤是换土的另一种方法，较一般方法换填深度大，工效较高，软土、泥沼均可采用。这种方法适用于淤泥或泥炭层较厚，稠度较大，路堤较高和施工期紧迫时。包括先爆后填和先填后爆两种方法; ()抛石挤淤法。在路基底部抛投一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度，采用这种方法施工，不用抽水，不用挖淤，施工简单。这种方法适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳层，片石能沉达底部的泥沼或厚度为米的软土。 ()砂垫层法。按性质分为排水砂垫层和换土砂垫层。排水砂垫层是直接铺设在软土地基表面上，使其在填土和软土之间增设一排水面，从而使地基在受到填土荷载作用下，促进地基的排水固结，提高地基的强度。换土砂垫层因其厚度较厚，所以有着比排水砂垫层更多的效果:一是代替直接作为基底的软弱持力层，提高地基承载力，二是加速地基排水固结，提高地基抗剪强度。.深层密实法()强夯法 强夯法是世纪年代末、年代初首先在法国发展起来的，国外称之为动力固结法，以区别于静力固结法。它一般是用左右的强夯机，将大吨位()的夯锤起吊到米的高度，自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。近年来用强夯法处理地基的工程较多,有成有败,因而学术界和工程界争论较多。强夯法施工设备简单,不需加固材料,费用低、周期短，经济易行和节省材料，有利于环境保护等特点。但应注意,强夯法有严格的土质适用范围,主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘土、粉土和黄土地基。软土的饱和度接近,是不宜使用强夯法的,但在有些地区,软土中夹多层松砂,具“千层饼”状构造,为夯击时高孔隙水压力的消散提供了条件,故成功的实例也不少见。所以,采用强夯法首先应考虑的是地层构造。()碎石桩法是在砂井基础上发展起来的,与砂井不同的是,碎石桩不仅具有砂井的排水固结作用,而且具有置换挤密作用,故亦称振冲置换法与振冲挤密法。振冲置换法适用于不排水抗剪强度大于的粘性土、粉土、砂土和填土地基;振冲挤密法适用于粘粒含量小于的松散砂土或粉土地基。对于软土地基,由于软土侧向约束作用微弱,透水性差,高灵敏度的软土被“挤密”破坏了原结构,以致达不到预期的加固目的,故失败的工程亦不鲜见。所以采用时必须十分慎重,并进行仔细的方案比较。() .侧向约束法 在路堤两侧坡脚附近打入木桩、钢筋混凝土桩或者设置片石齿墙等，可限制基底软土的挤动，从而保证基底的稳定。地基在实行侧向约束后，路堤的填筑速度可不加控制，且较反压护道节省土方，少占耕地，但需耗费一定数量的三材，成本较高。此法适用于软土层较薄、底部有较硬土层且施工期紧迫的情况，下卧层面具有横向坡度时尤其适合。 .土工织物加固法 通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，使这种人工复合的土体，可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以提高地基承载力，减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用，使土体中的拉应力传递到筋体上，筋体承受拉力，而筋间土承受压应力与剪应力，使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。.排水固结法排水固结法是处理软粘土地基的有效方法之一。基本原理是软土地基在附加荷载作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。对于天然地基，该法或是先在地基中设置砂井或塑料排水带等竖向排水体，然后利用建(构)筑物本身重量分级逐渐加载;或是在建(构)筑物建造以前，在场地先进行加载预压。因此，一般排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统目前主要有袋装砂井和塑料排水板等竖向形式，并辅以砂垫层作横向排水体，而加压系统主要利用建筑物本身重量(如路堤填土)逐级加载或利用场外材料加载预压。加压系统与排水系统二者缺一不可，没有加压系统，孔隙水不能自然排出，而没有排水系统，孔隙水又不能快速而顺畅地被排出。对于高填路段可以利用路堤填土的荷载就可以满足加压要求;对于低填方路段或地基土层为欠固结土时就要考虑采用堆载预压来加速土层的固结。这是一种使用多年的方法,至今仍被普遍采用,其主要特点是理论成熟,施工设备简单,费用低。如砂井排水法,对于盛产砂料的地区,当是首选方案。但由于排水固结法需要预压荷载,且预压时间长,对工期紧迫、缺乏压载条件的工程是难以采用的。此外,排水固结法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量,对于对沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。大量的实测资料表明,排水固结法的有效处理深度约为15m,超过这一深度,孔隙水压力消散相当困难和缓慢,故设计时应加以考虑。当地基中有下伏透水层时,排水速度将大大加快。近年来,塑料排水板应用日广,施工机械应以静压插板机为好,而实际工程中多采用振动插入法,这对灵敏度高的软土来说,扰动太大,破坏了软土的结构强度。所以,无论是砂井或塑料排水板,其间距均不易太密。它主要适用于处理软粘土、淤泥和淤泥质土等地基。但当粘土层与有充足水源补给的透水层相间，有大量地下水流入时，或地质条件比较复杂时，不宜采用。 这种方法的加压可分为: ()堆载法 这种方法是在逐级填筑荷载作用下，地基土体排水固结，产生固结沉降、土体强度增长，地基承载力提高，并可有效减少工后沉降。若采用大于工作荷载的预压荷载则称为超载预压。超载预压可进一步减小工后沉并可减小次固结沉降。一般采用慢速加载法。这种加固方法一般适用于压缩性大、透水性好的泥炭地基上。在压缩性大，透水性差的软土地基上，单独采用堆载法，一般需要相当长的固结沉降时间，所以对于施工时间较长的工程比较适用;而对于施工时间较短的工程，则须与垂直排水法并用，以加速固结沉降。()降水预压法降低地下水位，使地基中的软弱土层承受一个相当于水位下降高度的水柱的重量，起到预压的效果，改善土的性质，加速地基的沉降。降水预压法效果与路堤荷载压重法相同，但不会导致地基破坏。缺点是适用范围有限，工程费用较大。如与砂井法、路堤荷载压重法联合使用，效果更好。 ()真空预压法真空预压法，首先是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板等竖向排水通道;在地面铺设排水砂层，其上铺设不透气的密封膜与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，因而在膜的内外产生一个气压差，这部分气压即为作用于地基的预压荷载。它与堆载预压不同的是真空负压是一均匀等向应力，不会产生剪应力，因而不会造成地基的失稳破坏。.化学加固法().水泥土搅拌法 此种方法是通过搅拌机械将水泥或(石灰)等材料与软弱地基土搅拌成桩柱体，这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩，它具有一定的强度和水稳性。搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基，可以提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量，减少地基沉降，阻止水体流动，增强地基的稳定性，阻止地下水的渗透。水泥土搅拌法不仅可以较大地提高地基土的承载力,而且在加固深度内可以减少原地基沉降量的至,沉降较快趋于稳定,在方案选择时,具有明显优势。与其他处理方法相比,水泥土搅拌法一般造价较高,水泥用量大。所以,寻求更经济合理的配方以降低工程费用,是亟待解决的课题。目前国内有些单位已着手研究,例如在水泥中掺入粉煤灰、生石灰等,取得良好效果,但对适用地层、材料配方等方面尚有待继续研究。还须指出的是,水泥土搅拌法所获得的加固体虽成桩形或柱形,人们常称为搅拌桩或粉喷桩,但决不能理解为桩基,将它视为复合地基更为妥当。因此,这些加固体即使在某些部位有缺陷,却不影响整体加固效果,这与桩基是完全不同的。适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土地基，用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。分为喷粉法(或称干法)与喷浆法(或称湿法)两种,这两种方法的加固机理和设计方法相同,仅施工方法不同,因而从实用条件出发也宜分别采用。天然含水量小于的软弱土层,例如杂填土与粉粒含量高的粉土、砂土宜采用喷浆法;如地基土为天然含水量大于、塑性指数大于的软土则宜采用喷粉法。从搅拌效果看,相对于同样的搅拌时间,喷粉法比喷浆法获得的强度高,且强度离散性小。但喷浆法施工简单, 质量容易控制,尤其在加固料的计量方面,水泥浆的计量比水泥粉的计量容易得多。 ().高压喷射注浆法 我国简称为高喷法或旋喷法，这种方法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度的土层，将浆液或水从喷嘴中高压喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流，其动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细颗粒随浆液或水冒出，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律的重新排列，浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体，可提高地基承载力，减少沉降，还可起到支挡与防渗的作用。 它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。 ()灌浆法 这种方法是指利用液压、气压或电化学原理通过注浆管把浆液均匀的注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水防渗性能高的和化学稳定性好的“结石体”。按灌浆理论分为:渗透灌浆、压密灌浆和霹雳灌浆。灌浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高，且地基承载力标准值不大于的粘性土等地基。石灰桩法:利用生石灰加固土体在我国具有悠久的历史,在盛产石灰的地区,当是一种首选方法。但石灰桩法在国内仍未推广使用,其主要原因是施工机具和施工工艺尚不能满足要求。据研究,解决石灰桩的“软心”问题,必须在石灰中掺入粉煤灰等其他掺入料,投入孔中的石灰必须粉碎并压密,以提高桩身强度。生石灰的运输、保管都比较困难,这些涉与施工机具和施工工艺问题都有待解决。 .综合处理方法 常用软土地基处理方法的几种组合方式如下: ()砂垫层与固结排水法并用，不仅施工机械作用容易，同时对排水层起到了一定作用。 ()反压护道法与竖向排水法并用，由反压护道获得软土路基的稳定，由竖向排水井法促进软土地基固结。()填土预压法与反压护道法、或填土预压法与砂子加实桩法并用，达到软土路基稳定。 ()填土预压法与竖向排水井法并用，可加速固结沉降。 ()缓冲填土加载法与竖向排水井法并用，以缓冲填土加载达到软土路基的稳定，以竖向排水井促进软土地基的沉降。 ()袋装砂井和塑料排水板并用己在软基加固工程中得到广泛应用。地基处理技术的发展地基处理是古老而又年轻的领域。木桩处理在我国应用历史悠久，浙江省余姚市河姆渡出土的文物表明，我们的祖先在多年前己能采用各种木桩以加固沼泽地基建造干拦式建筑。多年前，石灰作为建筑物基础垫层材料以与石灰稳定土的技术己在我国应用。 现代地基处理技术应从世纪年代欧洲应用砂桩算起。后来德国. 在年提出采用振冲法加密砂性土原理。年，德国的. 制成了第一台振冲器，并于年在纽伦堡用于加固松散粉砂地基。后来在美国，欧洲，日本等地得到应用。年左右在英国开始将振冲法应用于粘性土地基。不久德国，美国和日本也用于加固软填土地基。我国近代地基处理技术的发展历程，大体上可划分为两个阶段。 第一阶段为世纪五、六十年代，当时为了满足新中国建设的需要，大量地基处理技术从前苏联引进国门。随着当时工业建设和城市建设发展的需要，出现了一个地基处理技术引进的高潮。这个时期，砂石垫层法、砂桩挤密法、石灰桩、化学灌浆法、重锤夯实法、堆载预压法、挤密土桩和灰土桩以与井点降水等地基处理技术先后被引进和发展使用。但是，受到当时对地基加固机理的研究和认识水平以与地基处理实践经验的限制，在地基处理中主要是参照前苏联的规范和实践经验，仍有一定的盲目性。 地基处理技术发展的第二阶段是从世纪七十年代末至今，这是我国地基处理技术发展的最主要阶段。大批国外先进的地基处理技术被引进我国，大大促进了我国地基处理技术的应用和研究。石灰桩、碎石桩、动力固结法(强夯)、高压喷射注浆法、深层搅拌法、真空预压法、砂井法、塑料排水板法等都得到了广泛的研究和应用发展。土工织物在工业与民用建筑中特别是在堤坝和道路修筑中也得到重视和使用。近年来，由于环境保护日益得到重视，利用工业废渣废料和城市建筑垃圾处理地基的研究也取得了可喜的进步，如采用生石灰和粉煤灰开发成二灰复合地基，利用废钢渣开发成钢渣桩复合地基，利用城市建筑垃圾开发成了渣土桩复合地基。这些废料的开发利用，不仅节约了大量的资源和建设费用，同时还为人类争取更大更好的生存空间创造了条件。 自世纪年代以来，由于基本建设规模的不断扩大，在建筑、水利、港口、铁路、公路和市政等建设中遇到需要进行加固的不良地基也越来越多。随着工程实践的增加，地基处理技术在普与和提高两个方面都有了长足的进步。目前，在我国应用的地基处理方法主要有:由多种施工方法形成的各类砂石桩复合地基、水泥土桩复合地基、低强度桩复合地基、土桩灰土桩复合地基、刚性桩复合地基、加筋土地基、复合桩基等。 深层搅拌法和高压喷射注浆法是两种应用比较普遍的地基处理方法。近年来，日本在这两种传统方法的基础上，把机械搅拌和喷射注浆结合起来，开发了一种“内搅外喷”的新技术，称为喷射搅拌法()。成桩的方法如图所示，在天然地基承载力为的粘土和粉质粘土加固过程中，它的成桩直径范围为2.5m，单桩承载力最高可达。同传统的地基处理方法相比较，喷射搅拌法有许多突出的优点，它既克服了深层搅拌法在正常桩径(700mm)和正常掺入比()情况下，软土中桩体无侧限抗压强度(现场平均值)仅在左右，形成的桩身强度决定复合地基承载力的不合理模式，又避免了高压喷射注浆法需要较大切割能量的问题。又可分，方法一：是以机械搅拌为主，辅以低压喷浆，适用于天然地基承载力较小()软粘土加固，方法二：以高压喷浆为主，辅以内圈的机械搅拌，适用于天然地基承载力较大()的粘土和粉土加固。随着地基处理工程的实践和技术发展，人们在改造土的工程性质的同时，不断丰富了对土的特性研究和认识，从而又进一步推动了地基处理技术和方法的更新，因而成为土力学基础工程领域中一个较有生命力的分支。 目前地基处理已成为土力学与岩土工程领域的一个主要分支学科，国际土力学与岩土工程协会下有专门的地基处理学术委员会。中国土力学与岩土工程协会年成立了地基处理学术委员会，并召开了多届全国地基处理学术会议。年编著了地基处理手册，年又开始出版了地基处理杂志，提供了推广和交流地基处理新技术的园地。我国建设部已颁发了建筑地基处理技术规范。总之，地基处理己成为土木工程建设的热点之一，它已得到工程勘查、设计、施工、监理、教学、科研和管理部门的重视。地基处理技术的进步己产生了巨大的经济效益和社会效益，我国的地基处理水平总体上已处于国际先进水平。目前土木工程建设地基处理具有以下特点: ()地基处理方法众多，区域性特点突出 由于各地的工程地质条件差异性大，经济发展水平差距大，而地基处理不仅要考虑工程地质条件，同时也要考虑材料、机械和施工工艺的发展水平。如青岛地区对填海地基常采用强夯或强夯置换法，对修建六层或以下的建筑在软土地基上则多用粉喷桩复合地基;而北京和河北地区多采用桩复合地基。 ()地基处理问题越来越复杂 随着现代化建设事业的发展，越来越多的土木工程需要对天然地基进行处理，采用人工地基以满足建(构)筑物对地基的要求。各种各样的建(构)筑物对地基的要求是不同的，各地区天然地基情况也是千差万别的，即使在同一地区，地质情况也可能有很大差别，这就决定了地基处理问题的复杂性。 地基处理很多情况下己成为工程建设的关键问题 在工程建设中，是采用天然地基还是采用人工地基?采用人工地基时是采用什么地基处理方案?这是建造建(构)筑物时首先要解决的问题。地基处理是否恰当，不仅影响建(构)筑物的安全和使用，而且对建设工程进度与工程造价具有重大影响。 ()现代土木工程建筑对地基处理的要求越来越高 随着工业的发展，技术的进步，建筑规模的日益扩大，现代土木工程建筑对地基处理的要求越来越高，地基处理已成为土木工程中最活跃的领域之一。提高地基处理水平，对加快基本建设速度，节约投资具有重要意义。 ()地基工程事故多发地基与建(构)筑物的关系极为密切，建(构)筑物的安全与正常使用，地基基础起着非常重要的作用。据调查统计，世界各国各种上建、水利、交通工程等事故中，因地基问题造成的工程事故的比例最大。地基处理的基本原则(一)要综合考虑各种影响因素.建筑物的各种特征:例如体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求,荷载大小、分布和种类,基础类型、布置和埋深,基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数、变形容许值;.地基土的类别、加固深度、上部结构要求周围环境条件;.材料来源、施工工期、施工队伍技术素质与施工技术条件、设备状况和经济指标等;.对地基条件复杂、需要应用多种处理方法的重大项目还要详细调查施工区内地形与地质成因、地基成层状况、软弱土层厚度、不均匀性和分布范围、持力层位置与状况、地下水情况与地基土的物理和力学性质等。(二)地基处理的总的原则在综合分析上述因素的基础上,必须坚持技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则拟定处理方案,才能获得最佳的处理效果。软土地基处理方法的选择如上所述，各种地基处理方法有各自的机理和适用范围,在选择处理方法时,须根据地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以与技术经济指标等因素作综合考虑,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。地基处理方案的确定可按下列步骤进行.准备工作:根据实际情况,搜集详细的工程地质、水文地质与地基基础的设计资料。.初选方案:根据结构类型、荷载大小与使用要求(即处理目的),结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建筑物等因素,初步选定几种可供考虑的地基处理方案。另外,在选择地基处理方案时,应同时考虑上部结构、基础和地基的共同作用;也可选用加强结构措施(如设置圈梁和沉降缝等)和处理地基相结合的方案。.比较确定:对初步选定的各种地基处理方案,分别从处理效果、材料来源与消耗、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济分析和比较。根据安全可靠、施工方便、经济合理等原则,因地制宜地选择最佳的处理方法。必须指出:每一处理方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点,没有一种处理方法是万能的,必要时也可选择两种或多种地基处理方法组成的综合方案。.进行现场试验和试验性施工:对已选定的地基处理方法,应按建筑物重要性和场地复杂程度,可在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工,并进行必要的测试以验算设计参数和检验处理效果。如达不到设计要求时,应查找原因、采取措施或修改设计以达到预期效果。软土地基处理的方法很多，并且各种方法具有不同的特点，得到的效果也不同，因而各适用于不同的目的。而决定软土地基处理方法的因素包括:工程投资、环境影响、地质条件、人员状况等。以往由于对这些受主观判断的影响因素很难进行定量分析，因此大部分软基处理工程都依赖于丁程人员的经验判断，从而增加了地基处理效果的不确定性，因此采用合理的方法进行地基处理是目前地基工程中普遍面临的难题。近些年国内外学者提出的灰色理论、模糊理论、理论等，由于可以合理地将上述主观因素定量化并进行综合分析，因此在软基处理方法的优化选择上得到了应用。国内已有祝启坤、王建华等利用模糊数学理论，通过专家调查与工程类比分别给出一些影响处理方法的因素的影响程度，然后通过对评价指标的排序决定施工工艺;而王广月、刘挺等采用层次分析法，根据地基处理的性质和所要达到的目标，将影响处理方法的因素分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互影响将其按不同层次聚集组合，形成一个层次分析模型，并最终把系统分析归结为最低层相对于最高层的相对重要性权值的确定或相对优劣的排序，进而可以确定最合适的处理方法。但是目前己有的这些研究工作都是从宏观方面进行讨论的，实际上地基处理成功与否的根本问题在于地质条件的改变即土层性质(土性指标)改变。第二章 复合地基年，国外首次使用复合地基一词，是指天然地基处理过程中部分土体或被加强、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。一般认为由两种刚度(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)。复合地基犹如钢筋混凝土，地基中的桩体能起到类似钢筋的作用。由于复合地基考虑了桩、土的共同作用，无疑较单纯由桩体来承担上部荷载更为经济和合理。 根据地基中增强体的方向又可分为水平增强体和竖向增强体复合地基。水平增强体复合地基主要包括各种加筋材料，如土工聚合物，金属材料格珊等形成的复合地基。竖向增强体习惯上称为桩体复合地基。桩体复合地基根据竖向增强体的性质又可分为三类:散体材料复合地基，柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。散体材料复合地基的桩体是由散体材料组成的，桩身材料没有粘结强度，单独不能形成桩体，只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。散体材料桩复合地基的承载力主要取决于散体材料的内摩擦角和周围地基土能够提供的桩侧侧阻力。散体材料复合地基的桩体主要形式为碎石桩，砂桩等。柔性桩复合地基的桩体刚度较小，但桩体具有一定的粘结强度，桩身强度较高。为保证桩土共同作用，通常在桩顶设置一定厚度的褥垫层。刚性桩复合地基较散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基具有更高的承载力和压缩模量，而且复合地基承载力具有较大的调整幅度。其中水泥粉煤灰桩(简称)就是刚性桩中的一种，由于这种桩刚度较大，不仅可以发挥桩的侧阻，桩端若落在好的土层，还可以比较好的发挥端阻作用。刚性桩复合地基与其它类型的复合地基相比，地基的承载力提高幅度大，桩体质量和桩身完整性都比较好。散体材料桩复合地基，柔性桩复合地基和刚性桩复合地基，由于其作用机理不同，破坏模式不同，其承载特性与变形特性也不相同，三类复合地基有各自的承载力与沉降计算方法，其设计方法也有一些差异。近年来，在砂石桩，水泥土类桩等柔性桩复合地基的理论和实践逐渐成熟的情况下，刚性桩复合地基技术也日益得到广泛推广。复合地基的作用机理 组成复合地基中增强体的材料不同，施工方法不同，则复合地基的作用也不同。综合各类复合地基的作用，主要有下面个方面:()桩体作用。由于复合地基中桩体的刚度较周围土体大，在刚性基础下等量变形时，地基中应力按材料的模量进行分配。因此，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，这就使得复合地基承载力较原地基有所提高，沉降量减少，随着桩体刚度增加，其桩体作用发挥得更为明显。()垫层作用。桩与桩间土复合形成的复合地基，在加固深度范围内形成复合层，起到类似垫层的换土、均匀地基应力和增大应力扩散角等作用，在桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中，垫层的作用尤其明显。 ()排水固结作用。除砂(砂石)桩、碎石桩等桩本身具有良好的透水性能外，水泥土类桩和混凝土类桩在某种程度上也可加速地基固结。地基的固结，不但与地基土的排水性能有关，而且还与地基上的变形特性有关。()挤密作用。对碎石桩、土桩、灰土桩等，在施工过程中由于振动、沉管挤密等原因，可使桩间土起到一定挤密作用。 ()加筋作用。复合地基除可提高地基承载力外，还可以用来提高土体的抗剪强度，因此可提高土坡的抗滑能力。国外将砂桩和碎石桩用于高速公路的路基或路堤加固，以提高地基土体的稳定性。 每种复合地基都具备其中一种或几种作用。各种复合地基的作用都是为了达到提高地基承载力，改善地基的变形特性，减少在荷载作用下可能发生的沉降和不均匀沉降，有时还改善了地基的抗震性能，并且复合地基技术较充分地发挥了桩间土的承载能力，有效地节省了工程造价。选用合理的增强体材料，如二灰混凝土桩复合地基技术，它合理地利用工业废料，能解决环境污染问题。合理地选用和使用复合地基技术，具有较好的社会效益和经济效益。这些优点使得复合地基技术具有较大的生命力，日益受到重视，并得到愈来愈多的应用。复合地基现较多应用于大面积堆场基础、机场建设、油罐基础、港口码头地基处理、路堤，多层建筑以与高层建筑的基础。复合地基破坏模式 复合地基有多种破坏模式，复合地基按照哪一种模式破坏与其类型、增强体材料的性质、增强体的布置形式等因素有关。竖向增强体复合地基的破坏模式首先可以分成下述两种情况:一种是桩间土首先破坏进而复合地基全面破坏;另一种是桩体首先破坏进而发生复合地基全面破坏。在实际工程中，桩间土和桩体同时达到破坏是很偶然。大多数情况下，都是桩体先破坏，继而引起复合地基全面破坏。 在外部荷载的作用下，复合地基的承载力达到极限时，复合地基就可能发生破坏。竖向增强体复合地基破坏模式可以分成下述几种型式:刺入破坏，鼓胀破坏，整体剪切破坏和滑动破坏。如图中、, , 所示。桩体发生刺入破坏如图所示。桩体刚度较大，地基土强度较低的情况下较易发生桩体刺入破坏。桩体发生刺入破坏，不能承担荷载，进而引起复合地基桩间土破坏，造成复合地基全面破坏。刚性桩复合地基较易发生刺入破坏模式。 鼓胀破坏模式如图所示。在荷载作用下，桩间土不能提供桩体足够的围压，以防止桩体发生过大的变形，产生桩体鼓胀破坏。散体材料桩复合地基较易发生鼓胀破坏模式。在一定条件下，柔性桩复合地基也可能发主桩体鼓胀破坏。 整体剪切破坏模式如图所示。在荷载作用下，复合地基产生图中的塑性流动区域，在滑动面上桩体和土体均发生剪切破坏。散体材料桩复合地基也比较容易发生整体剪切破坏，柔性桩复合地基在一定条件下也可能产生整体剪切破坏。 滑动破坏模式如图所示。在水平和竖向荷载作用下，复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏。在滑动面上，桩体和桩间土均发生剪切破坏。各种复合地基均可能发生滑动破坏模式。 复合地基有多种破坏模式。在荷载作用下，一种复合地基的破坏究竟取什么模式，影响因素很多。它不仅与复合地基本身的结构形式、增强体的材料性质有关，还与荷载形式、复合地基上部的基础结构形式有关。具体分析时应考虑各种影响因素综合分析加以估计。竖向增强体复合地基承载力普遍表达式尽管各类复合地基的桩体材料不同、破坏型式不同，但它们的共同特点是增强体和基体共同承担荷载，它们的承载力也应该是增强体承载力和基体承载力的某种形式的叠加。因而，各类桩复合地基极限承载力的普遍表达式为: 式中，为单桩极限承载力; 为天然地基极限承载力; 为反映复合地基桩体实际极限承载力与单桩极限承载力差别的系数; 为反映桩间土实际极限承载力与天然地基极限承载力差别的系数:为复合地基破坏时桩体极限强度的发挥度;为复合地基破坏时桩间土极限强度发挥度。上述公式表明，复合地基承载力主要与单桩承载力、桩间土承载力和面积置换率三者有直接关系。因此，要想使复合地基承载力得到充分发挥，就要首先从这三方面因素去考虑。复合地基中桩体实际极限承载力一般比由单桩载荷试验得到的更大。其机理是作用在桩间土上和邻桩上的荷载使桩间土对桩体的侧压力增加，从而使桩体极限承载力提高的影响因素更多，如:桩的设置过程对桩间土结构的扰动;成桩对桩间土的挤密作用;桩体对桩间土的侧限作用:某些桩体材料，如生石灰、水泥粉与桩间土的物理一化学作用;桩间土在荷载作用下固结引起土的抗剪强度的提高等。上述影响因素中除对土结构扰动将使土的强度降低为不利因素外，其它影响因素均能不同程度地提高桩间土强度，提高地基土的极限承载力。单桩极限承载力的确定竖向增强体复合地基承载力普遍表达式概念清楚，各项意义明确。其中，单桩极限承载力和天然地基极限承载力可以通过载荷试验获得，也可通过地质勘探资料计算得到。单桩的极限承载力与复合地基的破坏形式有关，因而与桩体材料直接相关。为此，按复合地基桩体材料进行分类，根据其破坏形式的特点探讨单桩极限承载力的计算方法。.刚性桩单桩极限承载力 前文己经提与，刚性桩的刚度和强度较高，因而刚性桩复合地基较易发生刺入破坏。刺入破坏是在桩体侧摩阻力和桩端极限承载力已完全发挥的基础上发生的。另一方面，在发生刺入破坏之前，桩体必须是完好的。因而，刚性桩单桩极限承载力可取下列两式计算结果的较小值:建筑地基处理技术规范提供的单桩承载力计算公式为 上述两式是从桩身强度和桩间土作用两种角度对单桩承载力的计算，规范要求当时才能使两方面的作用都得到充分发挥。两式中、与桩间土的力学性质有关，可视为常量，且当桩较长时，桩端土的作用可忽略不计，从两式的对比可知，桩身强度与桩长是相关的，即桩身越长，要求桩身强度也要越高。因桩身强度与水泥掺人比成正相关关系，则在设计中当桩长增加，水泥掺人比也应适当提高，二者的相关性可查有关手册。但在一般情况下，为了获得上述设计参数的确切数值，要求在设计之初进行现场单桩载荷试验和室内水泥土强度配比试验，结合地层条件，经对比分析后来确定合理的桩长和水泥掺人比。研究指出，当桩体长度超过某一范围(通常称为有效桩长)后，桩侧摩阻力很小以致可以忽略。根据段继伟的研究，有效桩长与桩土模量比和桩径有关，其取值范围为:当时，();当时，()当时，().柔性桩一单桩极限承载力对柔性桩复合地基承载力的研究还不成熟，有些规范沿用刚性桩复合地基的计算方法，即采用上式计算柔性桩的单桩极限承载力，这可能带来偏于不安全的结果。对于柔性桩，应特别注意采用有效桩长和更合理的桩侧摩阻力分布。王启铜()认为桩在轴向荷载作用下，桩周土的竖向位移表示为深度和径向距离的增大呈对数规律递减,据此推导出桩侧摩擦力分布公式，并提出了计算柔性桩承载力新思路。 式中.散体材料桩单桩极限承载力 与柔性桩和刚性桩等粘结性材料桩不同，散体材料桩主要依靠桩周围土体的侧限力保持其形状并承受荷载，因而桩周土可能发挥的对桩体的侧限力对散体材料桩复合地基的承载力起关键的作用。散体材料桩单桩极限承载力可以通过现场载荷试验得到，也可按以下方法计算得到。) 计算式 ( )认为，在荷载作用卜，桩体发生鼓胀变形，桩体的鼓胀变形使桩周土进入被动极限平衡状态。假设桩周土极限平衡区位于桩顶附近，滑动面呈漏斗状。忽略桩周土与桩体的自重与它们之间的摩擦力，根据受力平衡，可得到散体材料桩的单桩极限承载力为:滑动面和水平面之间的夹角需通过下式试算得到)圆筒形孔扩张理论计算式 在荷载作用下，散体材料桩发生鼓胀变形，对桩周土体产生挤压作用。圆筒形孔扩张理论将桩周土体视为圆筒形孔扩张课题，采用圆孔扩张理论计算散体材料桩单桩的极限承载力，其表达式为:桩间土剪切模量) . 计算式 ()采用计算挡土墙上被动土压力的方法计算作用在桩体上侧限压力，得到散体材料桩单桩的极限承载力为:) 和计算式 和 ()用极限平衡理论分析，建议了按下式计算散体材料桩的单桩极限承载力:式中：桩间土初始有效应力，桩间土初始孔隙水压力。)被动土压力法 通过计算桩周土中被动土压力计算桩周土对散体材料桩的侧向极限应力，得到散体材料桩的单桩极限承载力为:式中：桩的鼓胀深度，桩间土被动土压力系数，桩体材料被动土压力系数。对于柔性桩和散体材料桩通常在桩的上部存在一个有效长度，在有效长度以下的桩侧阻和桩端阻的贡献是来不与发挥的。碎石桩在倍桩径以下桩长范围，其主要是挤密而不是桩体作用，增加桩长，并不能明显的提高复合地基的承载力。对于柔性的灰土桩，也出现荷载传递深度不超过倍桩径的现象。郑刚等()的试验结果证明，当桩长超过有效长度以后，复合地基承载力并不随桩长的增加而提高。段继伟等( )通过现场足尺试验测得水泥掺量为的单根水泥搅拌桩的有效桩长为。宋修广等()对粉喷桩荷载传递规律的试验研究表明，桩身应力应变主要发生在 范围内，7m以下已衰减，在。-3m衰减幅度最大，并在3m以上首先破坏。单桩摩阻力比复合地基中的小，二者至10m以下都几乎为。张继文()所给出的粉喷桩的有效桩长为7.5m，约为，桩土应力比为.张忠坤等()基于沉降变形的概念，对柔性桩复合地基的临界桩长进行了有限元分析，分析结果表明路堤荷载下的复合地基桩体存在临界桩长，其临界桩长大于单桩竖向加荷条件下的临界桩长，小于大面积荷载下复合地基的临界桩长，主要由桩土模量比与荷载分布宽度决定，荷载分布宽度越大或者模量比越大，其临界桩长也就越大。上述研究结果可见，柔性桩和刚性桩的单桩有效长度随桩身强度的提高而增大，并且几乎都在10m以内。而对复合地基的有效桩长至目前为止还不是十分明确。根据杨顺安等()对高速公路软土地基分层沉降的测量结果，桩体和桩间土的分层沉降量至10m深时仍未收敛，并且下卧层也存在一定的沉降量。根据分层沉降深度的曲线特征，分层沉降收敛深度大致在15m以下。研究表明，在荷载作用下，复合地基要保持桩和桩间土之间的变形协调，竖向应力将向刚度较大的桩体集中。应力集中现象使桩体承担较大比例的荷载。碎石桩等散体材料桩的主要受力区集中在桩顶附近(如碎石桩在倍桩径范围内)。由于桩体是由没有粘结强度的散体材料组成的，主要依靠桩周土体的约束而维持桩体承受上部荷载的，而被加固的土层一般均很软弱，能提供的侧向约束一般都很小，因此桩体受荷后，一般在桩顶倍桩径处发生侧向鼓涨变形而产生较大沉降。在容许荷载作用下，灰土桩顶附近倍桩径范围发生压裂，而下段桩身仍保持完好，复合地基承载力主要取决于桩身上部的强度，而与桩长无关。水泥试验桩的现场试验也表明，当水泥掺入量 时，水泥搅拌桩单桩桩身主要受力段位于桩顶倍桩径范围内，复合地基中桩身主要受力段位于桩顶上部。水泥搅拌桩复合地基室内模型试验表明，当水泥掺入量时，复合地基承载力与桩长无关，呈散体桩特征;而当后，复合地基承载力随桩长的增加而提高;在时，桩体长径比时，水泥掺入量对承载力的影响十分显著。由此可见，通过提高桩体材料的强度或刚度，即可大大提高复合地基的承载力。中国建筑科学研究院先后研究开发了碎石、水泥、粉煤灰()桩复合地基和赤泥、水泥、碎石桩复合地基。浙江省建筑科学研究院等单位研究开发了水泥碎石桩复合地基，浙江大学(年)研究开发了水泥、粉煤灰、生石灰、砂石桩复合地基。这些大刚度的柔性桩复合地基的出现，大大的拓宽了地基处理的领域，同时粉煤灰等工业废料的综合利用，也有效降低了地基处理的费用。靠增大置换率则是提高复合地基承载力的另一有效途径。但对于一般土层，加大置换率往往会使工程量增加很多，这样可能也是不经济的，且承载力的提高幅度是有限的。因此，在一定的经济技术条件下，在桩长和置换率之间有一种优化关系。最简单的作法是首先根据地层条件选择不同的单桩承载力和桩长，分两种情况:一种情况是有持力层时，桩长可根据持力层分布来确定，利用公式计算单桩承载力，而根据公式确定适宜的桩体强度和水泥掺人比;另一种情况是深厚软土层的处理，应先根据软土性质选择适宜的单桩承载力，利用公式确定桩长，可根据施工条件选择几组数值。然后利用复合地基承载力公式确定与之对应的置换率。最后核算不同方案的总造价，比较分析以后确定在经济和技术两方面占最优的方案。桩间土极限承载力的确定 通常复合地基桩间土的极限承载力取相应的天然地基极限承载力值，有时需考虑桩体设置造成的影响。桩间土的极限承载力可通过载荷试验、静力触探等现场试验，或通过室内土工试验得到，也可按极限承载力公式计算:复合地基沉降计算方法 采用复合地基技术不仅可以提高地基的承载力，还可以减少地基沉降。深厚软上地区建筑工程事故不少是由于沉降过大，特别是不均匀沉降过大引起的，许多工程采用复合地基主要是为了减少沉降。从而，复合地基沉降计算在复合地基设计中占有重要地位。当按沉降控制设计时，沉降计算在设计中的地位更为重要。但目前复合地基沉降计算水平远低于复合地基承载力的计算水平，也远落后于工程实践的需要。 在各类实用计算方法中，通常把复合地基沉降量分为加固区的沉降量和下卧层的沉降量，基础和复合地基之间垫层的压缩量常被忽略。复合地基的总沉降量可表示为 加固区压缩量的计算方法 主要计算方法有复合模量法(法)、应力修正法(法)和桩身压缩量法(法)。()复合模量法(法) 复合模量法(法)将复合地基加固区视为一种复合材料，采用复合压缩模量评价其压缩性，并采用分层总和法计算加固区的压缩量。复合模量可采用面积加权平均法得到，即 这种方法是等应变条件下的推导结果，对于基础和下卧层均为刚性的复合地基有一定的合理性。张土乔根据弹性理论给出了均匀压缩、等竖向应变条件下的解析解，进一步说明了按面积加权平均法得到的复合模量和等应变条件下力学推导的结果是一致的。 然而，下卧层具有一定的压缩性，在复合地基与基础之间常设置具有压缩性的垫层，导致桩体向下卧层和垫层有一定的刺入量，等应变条件失效。若在等应变条件失效的情况下仍采用复合模量法，即要求桩体变形和桩间土变形一致，实际由桩间土承担的荷载被人为地转移到了桩体上，因而夸大了桩体的作用。对于柔性基础下和路堤下的复合地基，这种夸大作用更为明显。但复合模量法采用平均基底压力计算沉降，计算时采用的桩间土荷载大于桩间土实际承担的荷载，一定程度上弥补了夸大桩体作用的缺陷，但其力学概念不明确。吴慧明通过有限元分析证实，在刚性基础下复合模量法具有较强的适用性，但在柔性基础下其计算结果明显偏小。()应力修正法(法)应力修正法(法)根据桩间土分担的荷载，按照桩间土的压缩模量，采用分层总和法计算加固区的压缩量。采用应力修正法(法)，则复合地基加固区的压缩量采用下式计算， 应力修正法未对复合地基加固区土体的变形条件作出假设，但该法未考虑桩土的相互作用，同时又引入了一个新的参数，即桩土应力比。对于碎石桩复合地基，桩土应力比变化范围较小。但对于诸如水泥土桩和低强度桩复合地基，桩体模量变化较大，桩土应力比变化也很大，很难准确确定。()桩身压缩量法(法) 桩身压缩量法(法)通过计算桩身压缩量得到加固区的压缩量。设桩体的上下刺入量为，桩身压缩量为，则加固区土层的压缩量为桩身压缩量可以通过桩身应力和桩体模量计算得到下卧层压缩量的计算方法 下卧层压缩量通常采用分层总和法计算，即复合地基的数值分析方法 由于岩土工程的复杂性和特殊性，因此数值模拟作为解决岩土工程问题的有效手段，己越来越多地应用于岩土体稳定性、岩土工程设计和岩土工程基本问题分析中。为了获得岩土工程的设计参数或对岩体力学状态的评估，比较有效的方法有类比法、解析法、现场测试法、物理模拟法和数值模拟法。类比法适用于有历史经验记录的类似现场，而对历史经验较少的现场，它得到的结论是不可靠的，甚至是错误的;现场测试工作往往只能在一个很小的范围内进行，很难以小范围的测试代表复杂的大范围的工程岩土体;解析法只能在简化的前提下，给出一些最简单问题的解，它对复杂介质、复杂边界或动态问题，常常无能为力。因此，数值方法的出现和不断发展是一种必然。 岩土体不同于一般固体力学研究的对象，有限单元法、边界单元法、有限差分法等均能成功地应用于均质(或较均质)、物理力学性质清楚的材料(如金属)的力学分析，也能够较成功地分析较均质的岩土体的应力应变问题。数值方法甚至通过方法本身的发展，如引入节理单元、增强非线性分析能力等手段，可分析含不连续界面和多介质的较复杂的岩土体的力学行为。但随着岩土力学学科的发展和人们对岩土体科学认识的进一步深化，仅依靠固体力学中常用的数值分析方法已不能满足岩土力学数值分析的要求。显然，岩土力学的数值模拟问题比其它工程力学问题复杂得多，迫切需要建立更加简洁有效的新的数值方法. 正因为上述原因，岩土力学数值方法的研究一直是岩土力学学科中被关注的热点，近年来相继出现了一系列新的数值方法，如有限元中的节理单元法( )、离散单元法( , )、块体理论(, )、不连续变形分析( )、快速拉格朗日法( , )、静力同步松弛离散单元法(或叫块体弹簧元法， )、无网络伽辽金法( , )以与数值流形法( )。这些方法对解决岩土工程问题十分有效，它们的提出和发展是力学学科和计算机学科在岩土力学领域中交叉结合的产物。 复合地基在地基基础工程中的应用越来越广泛。然而由于其复杂的相互作用机理与多变的现场工况条件，长久以来对其作用机理、设计理论的大型室内、外试验难以实现，解析分析研究也难以有深入的进展，正是由于缺乏对其力学特性、破坏机理等进行深入系统的研究，因而在工程实用中也出现了不少问题，甚至工程事故。 韩杰()根据固结理论，采用有限单元元法对简化为二维问题的碎石桩加固地基进行计算。在单元划分时，碎石桩作为竖向土层处理，通过计算结果，对碎右桩复合地基的应力分布、孔隙水压力、固结度以与变形等问题进行了分析。 李宁( )提出了“岩土工程数值仿真试验与分析”的概念和思路，将数值分析方法视为一种有力的“试验工具”。即通过可调控的数理模型、几何模型、力学模型以与数值方法描述岩土工程施工过程中施工方法、顺序对岩土介质力学特性、结构特征的影响，以与岩土体的力学特性、结构特性的变化对施工方法、措施的反影响，以便于确定岩土体任一部位、任一时刻的变形场、应力场、稳定性与安全度，为优化工程设计、施工方案，提供“真实”的、定量的科学依据。并根据此方法，系统研究了种模量的代表性群桩复合地基(极柔性桩、一般柔性桩、半刚性桩、刚性桩)施加褥垫后的承载性状，分析了褥垫在复合地基中的加固机理与作用。提出了利用褥垫层对复合地基承载力进行优化设计的基本方法与思路。