复合地基浅释

■王红新，刘文田，张占锋

■1.河南同晟置业有限公司，河南 郑州 450008;2.河南铁路投资有限责任公司，河南 郑州 450008

复合地基一词自上个世纪80 年代被我国工程界采用至今，已30多年时间，因这种地基形式具有适用面广、造价低等优点，深受工程界和建设单位的欢迎，因而得到了很大发展。新的形式不断出现，应用范围不断扩大，从多层到高层，从软弱土到中硬土;在一些土质较好的地区，在很多地方，复合地基已开始向传统的桩基础领域进军。

相比之下，理论的发展却大大落后于实践。自复合地基进入我国，理论界即很重视，对复合地基的理论研究投入了大量的人力、物力，并结合生产实践取得了不少成果。先后有不少学者发表了论文和专著，还召开了全国性的复合地基学术研讨会，使人们对复合地基这一新事物有了进一步了解，对复合地基的实践起着非常重要的指导作用。但是，理论研究无论在深度和广度方面都不能完全满足实践的需要。深度方面，理论界至今还不能对复合地基的荷载承受和传递机理进行定量分析。广度方面，如何理解复合地基，复合地基如何分类等理论界尚未达成共识。理论界的这种状况不仅不利于复合地基的应用和推广，也不利于复合地理论的发展。为此，笔者在研究总结前人研究成果的基础上进一步阐述了复合地基内涵和外延，并在分析复合地基与地基处理、复合地基与复合桩基的区别和联系后，对复合地基进行了分类、浅释。

1 从复合地基字面上释复合地基

复合——合在一起，结合起来。

地基一一承受建(构)筑物重量的土层或岩层。详细解释为:承受建(构)筑物重量产生应力与应变所不能忽略的土层或岩层。

因此，从字面上可以从下列三方面理解复合地基:首先.复合地基是一种地基，属地基范筹，不能与基础如复合桩基础混为一谈;其次，复合即必须有一种或一种以上的区别于原土层或岩层材料与之结合在一起，区别于均质地如天然地基;最后，复合地基共同承受建(构)筑物重量，区别于单一地基如桩地基。

2 从不同复合地基形式共性认识复合地基

目前，在工程建设实践中，被称为“复合地基”的形式非常多，但能够被工程界和理论界公认的只有下列几种:(1)砂桩复合地基。在地基中通过振冲(干振、水冲)法和填夯法植入砂桩;(2)碎石桩复合地基。在地基中植入碎石桩。植入碎石桩的方法主要有:干振法、振冲法、强夯法;(3)灰土桩复合地基。在地基中植入灰土桩。植入方法通常为填夯法;(4)石灰桩复合地基。在地基中植入生石灰桩。通常采用填夯法植入;(5)水泥土桩复合地基。在地基中植入水泥土桩。常见的植入方法:深层搅拌法和高压喷射注浆法;(6)低强度混凝土桩复合地基。在地垫中植入强度不大于C10 的混凝土(包括由水泥、粉煤灰、碎石和石屑拌合而成CFG 桩混合料)桩。植入方法通常有:振动成桩法、填夯成桩法和静力压入成桩法;(7)横向增强体复合地基。在地基中横向植入钢筋(带)或土工织物等材料。常见的植入方法为分层埋入和插入。

上述复合地基形式中不论植入体的材料、植入工艺还是植入体材料和植入工艺，对原地基土的影响，差别都很大。但它们都有一个共同的特点:植入体(砂桩、水泥土桩、土工织物等)与地基构成一个地基整体，共同承受上部荷载，改善了地基承受和传递荷载及变形性能。

3 复合地基的定义及其内涵与外延

通过上述分析，笔者认为，所谓复合地基就是由两种或两种以上力学性能不同的介质共同承受建(构)筑物荷载的地基。定义中的介质泛指竖、横向植入体、天然或人工压(夯)实地层，它们的作用之一是传递荷载，因而统称之为介质。

复合地基的内涵即定义的内容，指由两种或两两以上力学性能不同的介质共同承受建(构)筑物荷载的地基。外延即定义的范围，这里指各种形式的复合地基，如碎石桩复合地基、CFG 桩复合地基、深层搅拌桩复合地基、高压喷射桩复合地基等等。

4 两个与复合地基相关且易混淆的术语

4.1 地基处理与复合地基

地基处理与复合地基关系密切，但有着本质的区别。首先，从定义看，地基处理是指提高地基土的强度、改善地基土的变形性质或渗透性的各种人工处理方法，是对地基处理过程中各种工法的总称。而复合地基是由两种或两种以上力学性能不同的介质共同承受建(构)筑物荷载的地基，是地基中的一种，是建(构)筑物的组成部分(其它两部分是基础和上部结构)。其次，从设计角度看，复合地基的任务是设法使地基整体强度和压缩模量满足基础和上部结构的要求，侧重点在于考虑植入体与基体的协调变形，充分发挥基体的潜力。地基处理的任务是选择一种或多种地基处理工法，使得经处理后的地基达到设计所需要承载力和压缩模量。侧重点在于该工法本身的处理效果，如堆载预压法关注处理后的承载力和压缩摸量，高压喷旋则关注“桩”本身的承载力和压缩模量。最后，从它们的联系看，复合地基通常要经过地基处理，但经过地基处理的地基不一定是复合地基。例如，深层搅拌桩复合地基就要采用深层搅拌工法进行地基处理，而经过堆载预压处理的地基就不是复合地基。

4.2 复合桩基础与复合地基

传统桩基础由于不考虑桩间土分担荷载的作用，因而不会与复合地基搞混。但自从《建筑桩基技术规范》实施以后，情况就不同了。该规范中提出了复合桩基础的概念，复合桩基础与传统桩基础不同之处在于考虑桩间土分担荷载的作用。因此复合桩基础与桩土共同承受荷载的复合地基表面上变得非常相似，实践中不少人经常将二者混为一谈，尤其是当桩的强度很髙(如钢筋混凝土桩)时，工程界和理论界关于是复合桩基础还是复合地基的争论更趋激烈。有的认为桩的强度过高导致桩土应力比过大，不能算做复合地基，应归类于复合桩基础;有的则认只要考虑桩土共同承受荷载就该叫做复合地基。其实这两种说法都有其片面性。笔者认为是复合桩基础还是复合地基应该分两个层次进行判断:第一层次区别桩基础与地基，第二层次分析“桩基础”和“地基”之前是否具备加上“复合”二字的条件。

区别桩基础与地基应该是不困难的。《建筑岩土工程勘察基本术语标准》和《建筑柱基技术规范》都对桩基础有明确的定义。前者定义桩基础为:达到地基深部用以支承上部结构物荷载的具有一定强度的长柱形构件或构件群。后者定义为:由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。二者在表述上虽有不同，前者更强调桩的部分及其作用，但表达的内容是一样的，即桩和连接于桩顶的承台构成桩基础。地基的定义在前面已阐述，不再赘述。按照桩基础和地基的定义，再去研究上面提到的情况，就不难判断是桩基础还是地基。判断的标准就是桩与承台是否连接，连接则称之为桩基础，不连接则应叫作地基。

能否在“桩基础”之前加上“复合”二字，要看在设计时是否考虑承台底地基土分担荷载的作用，如果回答是肯定的，则称之为复合桩基础;否则只能称之为桩基础。同理，是否称之为复合地基，则要根据设计时是否考虑桩间土分担荷载作用。若回答是肯定的，则称之为复合地基，否则则应称之为桩地基。

除了根据桩是否与承台连接区别桩基础与地基之外，二者的设计思路也是不同的。桩基础的设计思路是如何使上部荷载更快更直接地传递到地基深部或好土层，避免地基土因附加应力过大而破坏或产生过大的压缩变形。地基的设计思路则是设法改善(增加或减少)地基土的强度和压缩模量，以满足上部结构对地基承载力和变形的要求。另外，复合桩基础与复合地基中的桩受力是不一样的。前者受力较复杂，除受垂直(压或拉)和水平力外，通常还要承受弯矩和扭矩。而后者受力简单，只受压和很少一部分水平力。

5 结束语

本文阐述了复合地基、地基处理、复合桩基础以及它们的关系，希望能为促进复合地基的进一步发展贡献一点力量。但限于笔者的水平，不当或错误之处欢迎专家同仁批评指正。

［1］龚晓南著.复合地基理论及工程应用.北京:中国建筑工业出版社，2002.

［2］建筑岩土工程勘察基本术语标准(JGJ84 -92).北京:中国建筑工业出版社，1993.

［3］建筑地基处理技术规范(GB/T50783 -2012).北京:中国建筑工业出版社，2012.