復合地基淺釋

■王紅新，劉文田，張占鋒

■1.河南同晟置業有限公司，河南 鄭州 450008;2.河南鐵路投資有限責任公司，河南 鄭州 450008

復合地基一詞自上個世紀80 年代被我國工程界采用至今，已30多年時間，因這種地基形式具有適用面廣、造價低等優點，深受工程界和建設單位的歡迎，因而得到了很大發展。新的形式不斷出現，應用范圍不斷擴大，從多層到高層，從軟弱土到中硬土;在一些土質較好的地區，在很多地方，復合地基已開始向傳統的樁基礎領域進軍。

相比之下，理論的發展卻大大落后于實踐。自復合地基進入我國，理論界即很重視，對復合地基的理論研究投入了大量的人力、物力，并結合生產實踐取得了不少成果。先后有不少學者發表了論文和專著，還召開了全國性的復合地基學術研討會，使人們對復合地基這一新事物有了進一步了解，對復合地基的實踐起著非常重要的指導作用。但是，理論研究無論在深度和廣度方面都不能完全滿足實踐的需要。深度方面，理論界至今還不能對復合地基的荷載承受和傳遞機理進行定量分析。廣度方面，如何理解復合地基，復合地基如何分類等理論界尚未達成共識。理論界的這種狀況不僅不利于復合地基的應用和推廣，也不利于復合地理論的發展。為此，筆者在研究總結前人研究成果的基礎上進一步闡述了復合地基內涵和外延，并在分析復合地基與地基處理、復合地基與復合樁基的區別和聯系后，對復合地基進行了分類、淺釋。

1 從復合地基字面上釋復合地基

復合——合在一起，結合起來。

地基一一承受建(構)筑物重量的土層或巖層。詳細解釋為:承受建(構)筑物重量產生應力與應變所不能忽略的土層或巖層。

因此，從字面上可以從下列三方面理解復合地基:首先.復合地基是一種地基，屬地基范籌，不能與基礎如復合樁基礎混為一談;其次，復合即必須有一種或一種以上的區別于原土層或巖層材料與之結合在一起，區別于均質地如天然地基;最后，復合地基共同承受建(構)筑物重量，區別于單一地基如樁地基。

2 從不同復合地基形式共性認識復合地基

目前，在工程建設實踐中，被稱為“復合地基”的形式非常多，但能夠被工程界和理論界公認的只有下列幾種:(1)砂樁復合地基。在地基中通過振沖(干振、水沖)法和填夯法植入砂樁;(2)碎石樁復合地基。在地基中植入碎石樁。植入碎石樁的方法主要有:干振法、振沖法、強夯法;(3)灰土樁復合地基。在地基中植入灰土樁。植入方法通常為填夯法;(4)石灰樁復合地基。在地基中植入生石灰樁。通常采用填夯法植入;(5)水泥土樁復合地基。在地基中植入水泥土樁。常見的植入方法:深層攪拌法和高壓噴射注漿法;(6)低強度混凝土樁復合地基。在地墊中植入強度不大于C10 的混凝土(包括由水泥、粉煤灰、碎石和石屑拌合而成CFG 樁混合料)樁。植入方法通常有:振動成樁法、填夯成樁法和靜力壓入成樁法;(7)橫向增強體復合地基。在地基中橫向植入鋼筋(帶)或土工織物等材料。常見的植入方法為分層埋入和插入。

上述復合地基形式中不論植入體的材料、植入工藝還是植入體材料和植入工藝，對原地基土的影響，差別都很大。但它們都有一個共同的特點:植入體(砂樁、水泥土樁、土工織物等)與地基構成一個地基整體，共同承受上部荷載，改善了地基承受和傳遞荷載及變形性能。

3 復合地基的定義及其內涵與外延

通過上述分析，筆者認為，所謂復合地基就是由兩種或兩種以上力學性能不同的介質共同承受建(構)筑物荷載的地基。定義中的介質泛指豎、橫向植入體、天然或人工壓(夯)實地層，它們的作用之一是傳遞荷載，因而統稱之為介質。

復合地基的內涵即定義的內容，指由兩種或兩兩以上力學性能不同的介質共同承受建(構)筑物荷載的地基。外延即定義的范圍，這里指各種形式的復合地基，如碎石樁復合地基、CFG 樁復合地基、深層攪拌樁復合地基、高壓噴射樁復合地基等等。

4 兩個與復合地基相關且易混淆的術語

4.1 地基處理與復合地基

地基處理與復合地基關系密切，但有著本質的區別。首先，從定義看，地基處理是指提高地基土的強度、改善地基土的變形性質或滲透性的各種人工處理方法，是對地基處理過程中各種工法的總稱。而復合地基是由兩種或兩種以上力學性能不同的介質共同承受建(構)筑物荷載的地基，是地基中的一種，是建(構)筑物的組成部分(其它兩部分是基礎和上部結構)。其次，從設計角度看，復合地基的任務是設法使地基整體強度和壓縮模量滿足基礎和上部結構的要求，側重點在于考慮植入體與基體的協調變形，充分發揮基體的潛力。地基處理的任務是選擇一種或多種地基處理工法，使得經處理后的地基達到設計所需要承載力和壓縮模量。側重點在于該工法本身的處理效果，如堆載預壓法關注處理后的承載力和壓縮摸量，高壓噴旋則關注“樁”本身的承載力和壓縮模量。最后，從它們的聯系看，復合地基通常要經過地基處理，但經過地基處理的地基不一定是復合地基。例如，深層攪拌樁復合地基就要采用深層攪拌工法進行地基處理，而經過堆載預壓處理的地基就不是復合地基。

4.2 復合樁基礎與復合地基

傳統樁基礎由于不考慮樁間土分擔荷載的作用，因而不會與復合地基搞混。但自從《建筑樁基技術規范》實施以后，情況就不同了。該規范中提出了復合樁基礎的概念，復合樁基礎與傳統樁基礎不同之處在于考慮樁間土分擔荷載的作用。因此復合樁基礎與樁土共同承受荷載的復合地基表面上變得非常相似，實踐中不少人經常將二者混為一談，尤其是當樁的強度很髙(如鋼筋混凝土樁)時，工程界和理論界關于是復合樁基礎還是復合地基的爭論更趨激烈。有的認為樁的強度過高導致樁土應力比過大，不能算做復合地基，應歸類于復合樁基礎;有的則認只要考慮樁土共同承受荷載就該叫做復合地基。其實這兩種說法都有其片面性。筆者認為是復合樁基礎還是復合地基應該分兩個層次進行判斷:第一層次區別樁基礎與地基，第二層次分析“樁基礎”和“地基”之前是否具備加上“復合”二字的條件。

區別樁基礎與地基應該是不困難的。《建筑巖土工程勘察基本術語標準》和《建筑柱基技術規范》都對樁基礎有明確的定義。前者定義樁基礎為:達到地基深部用以支承上部結構物荷載的具有一定強度的長柱形構件或構件群。后者定義為:由基樁和連接于樁頂的承臺共同組成。二者在表述上雖有不同，前者更強調樁的部分及其作用，但表達的內容是一樣的，即樁和連接于樁頂的承臺構成樁基礎。地基的定義在前面已闡述，不再贅述。按照樁基礎和地基的定義，再去研究上面提到的情況，就不難判斷是樁基礎還是地基。判斷的標準就是樁與承臺是否連接，連接則稱之為樁基礎，不連接則應叫作地基。

能否在“樁基礎”之前加上“復合”二字，要看在設計時是否考慮承臺底地基土分擔荷載的作用，如果回答是肯定的，則稱之為復合樁基礎;否則只能稱之為樁基礎。同理，是否稱之為復合地基，則要根據設計時是否考慮樁間土分擔荷載作用。若回答是肯定的，則稱之為復合地基，否則則應稱之為樁地基。

除了根據樁是否與承臺連接區別樁基礎與地基之外，二者的設計思路也是不同的。樁基礎的設計思路是如何使上部荷載更快更直接地傳遞到地基深部或好土層，避免地基土因附加應力過大而破壞或產生過大的壓縮變形。地基的設計思路則是設法改善(增加或減少)地基土的強度和壓縮模量，以滿足上部結構對地基承載力和變形的要求。另外，復合樁基礎與復合地基中的樁受力是不一樣的。前者受力較復雜，除受垂直(壓或拉)和水平力外，通常還要承受彎矩和扭矩。而后者受力簡單，只受壓和很少一部分水平力。

5 結束語

本文闡述了復合地基、地基處理、復合樁基礎以及它們的關系，希望能為促進復合地基的進一步發展貢獻一點力量。但限于筆者的水平，不當或錯誤之處歡迎專家同仁批評指正。

［1］龔曉南著.復合地基理論及工程應用.北京:中國建筑工業出版社，2002.

［2］建筑巖土工程勘察基本術語標準(JGJ84 -92).北京:中國建筑工業出版社，1993.

［3］建筑地基處理技術規范(GB/T50783 -2012).北京:中國建筑工業出版社，2012.