2000年以来，多桩型复合地基开始常见于国内工程应用中，解决了某些情况下单一桩型复合地基所不能解决的问题，取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益。在复合地基设计中，总是希望桩体和桩间土都能最大限度的发挥其各自的承载力。在地基破坏时，桩和桩间土同时达到各自的极限承载力。影响桩和桩间土承载力发挥系数的因素很多，如荷载水平、褥垫层厚度、桩土相对刚度、加固区下卧土层的刚度、桩长、置换率等等。正是由于影响因素过多，想要准确的计算承载力发挥系数是困难的。

 

　　1.桩和桩间土应力发挥系数的影响因素分析

 

　　复合地基的根本特点就是桩土共同承担荷载，土的应力发挥离不开桩的位移和变形。桩的位移和变形主要是由桩顶刺入量、桩体的刚度和桩端刺入量决定。所以在研究桩和桩间土承载力发挥系数的时候，必须三者结合考虑，单独的考虑其中一个因素并不能很好的揭示和概括应力发挥系数的规律。

 

　　首先对桩顶刺入量进行单独分析，桩顶刺入量主要是由垫层厚度决定。在不考虑桩体压缩和桩端刺入的情况下，在基底压力作用下，就会产生桩顶的向上刺入，随着桩顶的刺入，基地压力就会向桩间土转移。大量试验表明，垫层厚度越大，桩顶刺入量越大，桩间土应力越大，发挥越充分。然后对桩体刚度进行分析，当桩端土层较硬，桩端无法刺入，同时假设桩顶垫层厚度为0，即无法向上刺入。对于刚性桩和柔性桩，在荷载作用下，桩土应力发挥是不同的，对于刚性桩，由于其变形很小，桩顶和桩端均无法刺入，此时类似于桩基础，则土的发挥将很有限，绝大多数的应力有桩承受。对于柔性桩，由于桩身在外力作用下可以变形，则随着桩身的压缩，土的应力会逐步发生。对于桩端刺入量，主要取决于桩底土层的刚度，桩底刚度越大，桩向下刺入越困难，土的应力也难发挥，桩底刺入越大，土的承受的应力越大。而桩顶刺入量、桩身变形和桩端刺入量并不是不是同时发挥的，在基底压力较小时，桩身压缩量很小，桩顶应力也无法传入桩底，此时桩体发生向上刺入，随着外荷载的增加，当桩顶刺入到一定程度，越来越困难的时候，此时主要是依靠桩身变形来协调桩土应力，当荷载继续增加时，桩顶荷载传入桩底，从而发生向下刺入。也就是说，一般情况下，桩顶刺入量先于桩身变形，而桩身变形又先于桩端刺入。

 

　　有上述分析可知，对于复合地基而言，垫层厚度越大，桩身刚度越小，向下刺入量越大，则土的应力发挥越充分。也即土的发挥与桩顶刺入量、桩身变形和桩端刺入量决定。土的应力发挥依赖于桩的变形，所以桩的设计决定了复合地基设计的合理性。

 

　　2.长短桩复合地基的设计方法

 

　　由第一节的分析可知，土的应力发挥依赖于桩的变形，也即土的发挥相对于桩的发挥较被动。桩的设计对长短桩复合地基设计的合理性至关重要。在长短桩复合地基的设计时，将长桩和辅桩设计为复合地基的两道防线，长桩为第一道防线，短桩为第二道防线。

 

　　第一道防线宜采用刚度较大的桩体，目的是减小复合地基的沉降。由于长桩上部垫层的在桩顶应力作用下已不能压缩，复合地基的沉降主要取决于长桩的变形。桩体刚度较大可减小复合地基沉降。

 

　　定义桩的单桩承载力特征值时，通常取临所荷载的一般，也就是说，即便桩顶荷载超过了单桩承载力特征值，桩仍然有较大的刚性。所以即便长桩桩顶应力达到了承载力特征值，桩仍有较大的刚性，为了利用这一部分的桩的刚性，将第二道防线的短桩设计为柔性桩。由于桩顶位移是由桩的向下刺入和桩身压缩之和，所以当短桩桩端土层较硬时，可选择桩身较柔的柔性桩，或者当短桩桩端土层较软时，选择刚性桩。这样即便是长桩达到的承载力，由于其拥有较大的刚性，可控制复合地基的变形，短桩和土变形，调整长桩的应力，同时短桩的存在也分担一部分主桩荷载。由第一节分析可知，垫层厚度对桩土应力影响较大，所以改变垫层厚度是调节桩土应力较为有效地方法，可对应力发挥顺序影响不大，应力仍然是首先集中在刚度较大的桩型，整个复合地基的变形仍是受主桩控制。

 

　　总之，长短桩复合地基设计中，长桩、短桩和垫层厚度是设计中最重要的三个要素，长桩的分担了主要的荷载，同时控制着复合地基的沉降的，短桩也分担了一部分荷载，调节长桩的荷载比例，垫层影响厚度影响着桩间土的应力，同时对长短桩应力也有一定影响。

 

　　3.结论

 

　　3.1桩土应力发挥取决于桩顶刺入量、桩体的刚度和桩端刺入量决定，土的发挥相对于桩的发挥较被动

 

　　3.2长短桩复合地基设计中，长桩、短桩和垫层厚度是设计中最重要的三个要素，长桩的分担了主要的荷载，同时控制着复合地基的沉降的，短桩也分担了一部分荷载，调节长桩的荷载比例，垫层影响厚度影响着桩间土的应力，同时对长短桩应力也有一定影响。

 

　　参考文献

 

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