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摘要：復合地基设计对工程质量建设具有十分重要的意义，加强对设计方案的研究至关重要。本文结合复合地基设计方案进行了深入探究，通过对通用条件下承载力设计面积比公式与应力比公式以及相关设计参数的比较发现，采用褥叠层技术能够实现对承载力的优化。另外，结合数值分析法，能够从理论上进一步探究不同复合地基沉降过程中表现出来的应力折减情况。并在此基础上分析了各自产生的适用条件。
关键词:复合地基沉降承载力 设计方法
中图分类号：S611文献标识码： A
随着社会经济快速发展，城市化建设水平不断提高，工程建设领域在这个过程中发展迅速。其中，复合地基因其优势特征在工程建设中被广泛应用。多种施工方法通过实践获得了丰富和发展，同时为复合地基的设计与计算提供了便利。本文主要基于桩土共同作用因素，探究桩基础以及天然地基设计计算方法。但是，由于复合地基种类较多，加固型材料以及工艺的发展变换规律且不相同，造成了一些设计当中出现了盲目性，进而影响了工程的安全稳定与经济性建设。本文基于此进行了复合地基设计方法分析。
一、承载力设计分析
在对复合地基进行承载力设计与计算的过程中，主要采取的办法是首先分别计算桩、土承载力情况。并在此基础上将两者进行叠加计算，形成复合地基承载力数值。采用这种模式进行计算的方法主要包括两种：面积比公式、应力比公式。
面积比公式：
Pcf=λ1mPpf+λ2（1-m）Psf
公式中：Pcf主要表示的是复合地基的极限承载力；Ppf 、Psf则分别表示的是复合地基的中桩以及桩间土实际的极限承载力情况；m则表示的是复合地基面积置换比率值；λ1λ2则分别表示的是复合地基被破坏情况下的桩与桩间土极限发挥度，其取值区间在1.0-0范围内。一旦桩首先达到了极限强度，则说明λ1等于1.0，相反，则说明λ2等于1.0。
应力比公式：
Pcf=Psf
Pcf=Psf（土被破坏的情况）
这个过程中，n主要表示的额是桩土的应力比情况，其为重要参数。
（一）面积比公式、应力比公式关系分析
在进行极限承载力设计的过程中，首先应当明确n（应力比）应当是处在极限状态下的概念，因此其表达公式应当可以写作：
N=/
这当中，n表示的是复合地基在达到临界条件下的桩土应力比值情况，/分别表示的是临界状态下的复合地基当中中桩、土的平均应力情况。
其公式表达式为：
n=
其中，当桩发生破坏的情况下，=1；相反，若土首先发生破坏情况，则
（二）承载力设计中的褥垫层分析
通过上述中内容可以发现，复合地基概念与特点主要就是桩土能够共同承担荷载。并能够充分有效利用两者的承载力。当然，在当前的复合地基设计过程中，通常不会太多考虑到桩土两者共同承载力利用问题。这就造成了不能确保桩土的复合地基环境遭到破坏时仍然能够达到极限承载。在面积比公式当中，参数的意义也就是指当复合地基环境遭到破坏情况下桩、土强度实际发挥度。在复合地基设计过程中，考虑桩、土强度发挥度会造成桩土复合地基的承载性能下降，并且也会造成其取值出现误差。因此，如果能够行之有效的调节桩土载荷分担比情况，令桩土实现承载力同步发挥，将能够实现桩土在复合地基环境遭到破坏情况下的极限承载力。也就是
=
这个过程中，其公式表示为：
Pcf=mPpf+（1-m）Psf
采用本公式将不需要对、值进行确定。且同时能够充分发挥桩土的承载力。
二、沉降计算方法的讨论
S(表示为符合地基的沉降值)的计算模式：
S=S1+S2
S（复合地基沉降值）可以分解为S1(加固区沉降值)、S2（下卧层沉降值）。其中针对下卧层沉降值进行计算主要采用分层总和法。本文则主要针对S1（加固区沉降量）的常用方法进行分析。当前，针对加固区沉降值进行的计算主要采用沉降折减方法，这主要是针对复合地基发挥作用情况形成的。
（一）应力修正分析法
应力修正分析方法主要是从复合地基的中桩间土产生的分担荷载与压缩模量沉降量角度考虑的，这时候产生的沉降折减系数表示为：
=
通过上述方式得到了折减系数之后，运算过程主要采用天然地基分层总和法。
采用应力修正分析发的基础是对复合地基当中桩产生的荷载作用进行假定，当然需要注意的是桩并不会造成地基土应力发生形态分布上变化。这主要是因为复合地基当中土体附加应力Ps均包括自身直接通过承台传递的一部分Pcs和桩以摩阻力的形式传递给定的一部分Pps，也即：
ps=pcs+pps
其中，前者前者在地基中遵循天然地基土中应力的分布规律,即满足Boussinesq解,而后者一般认为遵循Geddes解的规律[4]。因此二者的迭加ps的分布形态就与天然地基的情况有差别,这种差别当pps在ps中所占比例越小时越不显著,此时复合地基土中应力的分布越类似天然地基的形态,因此采用基于天然地基Boussinesq解的合理性就越好。
（二）复合模量分析法
复合模量方法主要是通过对复合压缩模量进行计算，进而再利用分层总和法完成复合地基沉降量的计算。采用这种方法进行计算优势明显，计算法概念清晰，计算方式渐变，可以通过借用当前的天然地基规范内容。因此，该方法得到了较为广泛的应用。复合模量分析法计算的关键为能够确定复合模量，目前，对复合模量的计算主要包括几种方法：
工程领域主要采用的方式是通过利用面积置换率完成对桩土模量的计算（加权平均）：
Ec=mEp+（1-m）Es
从实质上看，复合模量分析法主要是一种由桩土结构构成的复合地基完成等效压缩模量并完成评价压缩性能的分析方法。复合地基从性状上看，如果越接近质体或者出现桩土之间的变形协调，则采用复合模量分析法更为合适。所以这一方法适用于散体桩或柔度较大的桩。
结论：
综上所述，本文主要针对复合地基设计方案进行简要分析与论述，得到具体结论如下：
首先，采用面积比公式或者是应力比公式进行计算，从本质上得到的结论是一致的，但是这个过程中应力比公式计算方法能够更好的发挥承载力，且更加客观。因此，在进行复合地基设计的过程中，尽可能采用应力比公式，或者是采用两种公式结合的方法进行计算。其次，由于褥垫材料自身属性与铺设厚度的原因，能够对桩土载荷进行有效调节，因此，可以充分利用褥垫功能，优化复合地基设计。再次，采用沉降折减防范需要建立在天然地基沉降基础理论之上完成，但是这就无法将刚度较大的桩的刺入沉降也考虑在内。更加不能对桩传递载荷造成的地基应力分布情况进行分析。最后，复合模量计算方法属于沉降折减方法当中的一种，且同样也是应力修正方法的简化。本文当中建议尽可能的避免使用这种方法，尤其是针对桩刚度较大情况的复合地基计算。
参考文献：
[1]龚晓南.复合地基.浙江大学出版社, 2010.
[2]地基处理手册编委会.地基处理手册.中国建筑工业出版社,2011.
[3]卞守中,潘秋元,陈国良.温州柑组团“8705”试验楼水泥搅拌桩工程.基础工程施工实例.浙江大学出版社, 2011.
[4]黄绍铭等.减少沉降量桩基的设计与初步实践.中国土木工程学会第六届土力学及基础工程学术讨论会论文集.同济大学出版社,2011.
[5]徐少曼.复合地基桩土应力比的影响因素及应用问题.地基处理. Vol. 7, No. 4,2012.
关键词:复合地基沉降承载力 设计方法
中图分类号：S611文献标识码： A
随着社会经济快速发展，城市化建设水平不断提高，工程建设领域在这个过程中发展迅速。其中，复合地基因其优势特征在工程建设中被广泛应用。多种施工方法通过实践获得了丰富和发展，同时为复合地基的设计与计算提供了便利。本文主要基于桩土共同作用因素，探究桩基础以及天然地基设计计算方法。但是，由于复合地基种类较多，加固型材料以及工艺的发展变换规律且不相同，造成了一些设计当中出现了盲目性，进而影响了工程的安全稳定与经济性建设。本文基于此进行了复合地基设计方法分析。
一、承载力设计分析
在对复合地基进行承载力设计与计算的过程中，主要采取的办法是首先分别计算桩、土承载力情况。并在此基础上将两者进行叠加计算，形成复合地基承载力数值。采用这种模式进行计算的方法主要包括两种：面积比公式、应力比公式。
面积比公式：
Pcf=λ1mPpf+λ2（1-m）Psf
公式中：Pcf主要表示的是复合地基的极限承载力；Ppf 、Psf则分别表示的是复合地基的中桩以及桩间土实际的极限承载力情况；m则表示的是复合地基面积置换比率值；λ1λ2则分别表示的是复合地基被破坏情况下的桩与桩间土极限发挥度，其取值区间在1.0-0范围内。一旦桩首先达到了极限强度，则说明λ1等于1.0，相反，则说明λ2等于1.0。
应力比公式：
Pcf=Psf
Pcf=Psf（土被破坏的情况）
这个过程中，n主要表示的额是桩土的应力比情况，其为重要参数。
（一）面积比公式、应力比公式关系分析
在进行极限承载力设计的过程中，首先应当明确n（应力比）应当是处在极限状态下的概念，因此其表达公式应当可以写作：
N=/
这当中，n表示的是复合地基在达到临界条件下的桩土应力比值情况，/分别表示的是临界状态下的复合地基当中中桩、土的平均应力情况。
其公式表达式为：
n=
其中，当桩发生破坏的情况下，=1；相反，若土首先发生破坏情况，则
（二）承载力设计中的褥垫层分析
通过上述中内容可以发现，复合地基概念与特点主要就是桩土能够共同承担荷载。并能够充分有效利用两者的承载力。当然，在当前的复合地基设计过程中，通常不会太多考虑到桩土两者共同承载力利用问题。这就造成了不能确保桩土的复合地基环境遭到破坏时仍然能够达到极限承载。在面积比公式当中，参数的意义也就是指当复合地基环境遭到破坏情况下桩、土强度实际发挥度。在复合地基设计过程中，考虑桩、土强度发挥度会造成桩土复合地基的承载性能下降，并且也会造成其取值出现误差。因此，如果能够行之有效的调节桩土载荷分担比情况，令桩土实现承载力同步发挥，将能够实现桩土在复合地基环境遭到破坏情况下的极限承载力。也就是
=
这个过程中，其公式表示为：
Pcf=mPpf+（1-m）Psf
采用本公式将不需要对、值进行确定。且同时能够充分发挥桩土的承载力。
二、沉降计算方法的讨论
S(表示为符合地基的沉降值)的计算模式：
S=S1+S2
S（复合地基沉降值）可以分解为S1(加固区沉降值)、S2（下卧层沉降值）。其中针对下卧层沉降值进行计算主要采用分层总和法。本文则主要针对S1（加固区沉降量）的常用方法进行分析。当前，针对加固区沉降值进行的计算主要采用沉降折减方法，这主要是针对复合地基发挥作用情况形成的。
（一）应力修正分析法
应力修正分析方法主要是从复合地基的中桩间土产生的分担荷载与压缩模量沉降量角度考虑的，这时候产生的沉降折减系数表示为：
=
通过上述方式得到了折减系数之后，运算过程主要采用天然地基分层总和法。
采用应力修正分析发的基础是对复合地基当中桩产生的荷载作用进行假定，当然需要注意的是桩并不会造成地基土应力发生形态分布上变化。这主要是因为复合地基当中土体附加应力Ps均包括自身直接通过承台传递的一部分Pcs和桩以摩阻力的形式传递给定的一部分Pps，也即：
ps=pcs+pps
其中，前者前者在地基中遵循天然地基土中应力的分布规律,即满足Boussinesq解,而后者一般认为遵循Geddes解的规律[4]。因此二者的迭加ps的分布形态就与天然地基的情况有差别,这种差别当pps在ps中所占比例越小时越不显著,此时复合地基土中应力的分布越类似天然地基的形态,因此采用基于天然地基Boussinesq解的合理性就越好。
（二）复合模量分析法
复合模量方法主要是通过对复合压缩模量进行计算，进而再利用分层总和法完成复合地基沉降量的计算。采用这种方法进行计算优势明显，计算法概念清晰，计算方式渐变，可以通过借用当前的天然地基规范内容。因此，该方法得到了较为广泛的应用。复合模量分析法计算的关键为能够确定复合模量，目前，对复合模量的计算主要包括几种方法：
工程领域主要采用的方式是通过利用面积置换率完成对桩土模量的计算（加权平均）：
Ec=mEp+（1-m）Es
从实质上看，复合模量分析法主要是一种由桩土结构构成的复合地基完成等效压缩模量并完成评价压缩性能的分析方法。复合地基从性状上看，如果越接近质体或者出现桩土之间的变形协调，则采用复合模量分析法更为合适。所以这一方法适用于散体桩或柔度较大的桩。
结论：
综上所述，本文主要针对复合地基设计方案进行简要分析与论述，得到具体结论如下：
首先，采用面积比公式或者是应力比公式进行计算，从本质上得到的结论是一致的，但是这个过程中应力比公式计算方法能够更好的发挥承载力，且更加客观。因此，在进行复合地基设计的过程中，尽可能采用应力比公式，或者是采用两种公式结合的方法进行计算。其次，由于褥垫材料自身属性与铺设厚度的原因，能够对桩土载荷进行有效调节，因此，可以充分利用褥垫功能，优化复合地基设计。再次，采用沉降折减防范需要建立在天然地基沉降基础理论之上完成，但是这就无法将刚度较大的桩的刺入沉降也考虑在内。更加不能对桩传递载荷造成的地基应力分布情况进行分析。最后，复合模量计算方法属于沉降折减方法当中的一种，且同样也是应力修正方法的简化。本文当中建议尽可能的避免使用这种方法，尤其是针对桩刚度较大情况的复合地基计算。
参考文献：
[1]龚晓南.复合地基.浙江大学出版社, 2010.
[2]地基处理手册编委会.地基处理手册.中国建筑工业出版社,2011.
[3]卞守中,潘秋元,陈国良.温州柑组团“8705”试验楼水泥搅拌桩工程.基础工程施工实例.浙江大学出版社, 2011.
[4]黄绍铭等.减少沉降量桩基的设计与初步实践.中国土木工程学会第六届土力学及基础工程学术讨论会论文集.同济大学出版社,2011.
[5]徐少曼.复合地基桩土应力比的影响因素及应用问题.地基处理. Vol. 7, No. 4,2012.