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摘 要：新世纪，伴随着科技的日新月异，建筑业内工作人士对于群桩基础的相互作用以及结构之间的组合研究越来越深入。但是大多數工作人员都是基于同一持力层、相同的桩长为基础进行研究的，这必然会引起垫层以及桩体差异性能的研究不够深入，给工程施工带来影响。随着近年来组合桩结构的不断复杂，桩体长度也逐渐变化，为此我们有必要对组合桩复合地基中的垫层和桩体进行研究和分析。
关键词：组合桩；地基；桩长；垫层；复合地基
近年来，计算机技术、信息技术的广泛应用为基层的测量、勘察和计算提供了方便，使得传统的桩基础计算方法发生了明显的变化。组合桩型复合地基作为一种全新的地基形式，其垫层和桩体的几何、力学参数对于整个桩体性能都有着直接的影响。在现代化工程项目中，桩基础需要结合具体的施工要求、施工环境、基础类型、场地大小、地质条件进行合理布置，确保桩体能满足环保、节能和施工经济性要求。
1 组合桩型复合地基概述
组合型复合地基是一种超出常规规范的新型基础结构形式，在其性能与垫层与桩体结构的几何形态、力学参数息息相关。在工程施工建设中，我们该如何因地制宜的选择垫层以及桩体结构的材料、形态、尺寸、施工方法，以充分的发挥出其显著的经济和技术优势是建筑业工作人士普遍关心的问题。
1.1 组合桩型复合地基组成
组合桩型复合地基是复合地基的一种，但是其又不同于传统的组合地基形态，是通过在工作中采用不同的材料、不同直径的桩体、不同长度的桩长以及其他土质和垫层组成的。在桩体工作中通过这些因素和环节的相互促进、协调变形来共同承担基础传来的荷载，因此也被称之为组合型复合地基、多元复合地基等等。相对于传统的桩基础结构而言，这种复合地基在受力之后能够充分的发挥出天然地基的承载潜力，有着节约成本、提高效率的施工优势。
1.2 组合桩型复合地基特点
在组合桩型复合地基分析中，其最为关键的技术在于地基处理，地基处理技术的高低直接影响到桩基结构的应力比、桩土荷载分担比、桩体和桩间承载力的发挥等。在工程施工建设中，我们常说的垫层问题主要指的是设置在桩顶与基地之间的材料，这种材料大多都是以分散材料为主构成的，如碎石、散土等。在工作中，基础受到荷载力之后，桩顶随之刺入垫层，使得垫层发生变化，减少基础面所承担的应力。而调整桩土的分担比、荷载比，从而来保证桩土承载能力的系统、可靠、全面。
就当前建筑工程项目中我们经常遇到的组合桩分析，其桩材和成桩工艺很多，按照桩体的成桩材料我们可以将其分为散体材料桩、柔性桩、刚性桩三大类。因为桩体结构的桩身荷载传递机理不同，形成复合地基破坏模式也不尽相同，根据桩体机构的特点、地质条件、环境情况、应力问题进行综合分析，其所选择的桩体结构尺寸、力学参数以及施工工艺都存在着严重的特殊性，为此在工作中需要将它们加以组合，取长补短，从而做到优化设计的目的。
2 组合桩型复合地基的垫层与桩体设置要点
对于一个工程项目而言，在工程施工中要在充分了解基层、垫层和桩体工作性能的基础上，结合基础结构的形态、荷载力、场地条件、环境问题、环保要求等多个方面来综合分析，选择出科学、合理、可行的布局要求，使得设计工作能够满足基层的强度、变形和稳定性要求，并且在工作中还需要保障施工的合理性和经济性。
2.1 基础类型对垫层的影响
在现代化建筑工程项目中，伴随着建筑结构的不断增高和建筑层数的日益复杂，越来越多的高层、超高层建筑结构涌现了出来，与此同时对于垫层的厚度、应力和荷载力也提出了新要求。在目前的工程施工建设始中，对于刚性基础而言，刚度越大，桩体所承担的应力就越多，其水平荷载能力相对较差，同时桩体通过垫层与基础相连接，从而充分的发挥出了荷载潜力，降低桩土的应力问题。故可通过调整垫层模量和厚度来改变桩间土和桩的承载力发挥度；散体材料桩本身具有垫层作用，故桩顶与基底直接相连。柔性基础（如路堤等）相当于厚度很大的垫层，应力比接近，桩体作用不显著，常在桩顶铺设一层或多层土工网，通过增加桩顶垫层的模量来提高桩土应力比、适度发挥桩体作用。
2.2 荷载对桩体材料和施工工艺的要求
组合桩型复合地基的设计理念是在充分利用天然地基的前提下，靠设置桩体来提高强度、减少沉降量。强度的提高主要源于桩体的置换作用，部分源于桩间土的改良，前者取决于桩材，后者取决于工艺。桩体材料有砂、渣土、碎石、生石灰、二灰土、石灰土、水泥土、水泥粉煤灰碎石结合体和混凝土等，其强度、模量和置换作用由小到大。在其他条件相同的情况下，地基的强度提高幅值也依次增大。
2.3 地层对桩型和桩长组合的影响
在工程建设中，在均质土条件下的施工进行分析，对振密效果好的松散粉砂、填土和粉土等，可采用振动沉管桩，既发挥桩体的置换作用，又改良桩间土，一举两得；对于偏低的粉质粘土和密度很大的粘性土，挤密效果不好，可采用长螺旋钻孔压灌工艺；对饱和淤泥质软粘土，可以采用深层搅拌工艺；对液化指数较大的软弱土，可采用振动沉管碎石桩或振冲碎石桩消除液化。此外，短的散体材料桩或柔性桩与长的刚性桩组合，顺应附加应力随深度的衰减规律，取长补短，效果理想。
2.4 环保要求和设计桩长对工法的限制
桩体施工常产生噪声超标、废弃浆液流失和粉尘飞扬等污染，特别是在楼群密集的城镇建筑群中施工，由于桩对土体的扰动、振动及挤土效应，造成了对周围环境的不良影响。例如施工预制桩和沉管灌注桩过程中，桩周土受到强烈挤压，产生扰动和重塑，出现水平和竖直向位移，表土隆起，噪声也很大；又如振冲法施工时，由振冲器产生的振动波在土体中向四周传播，一方面由于砂土振动液化压密导致地面沉降对邻近建筑物基础产生附加沉降，另一方面是振动加速度直接作用于邻近建筑物，造成安全危害。另外，每种工法都有额定的施工长度。桩体的常用施工工艺、额定桩长及环保特点归纳于表中，可供对比选择。
2.5 不同部位受力差异和沉降特征对桩体平面布置的影响
复合桩基中，桩顶反力分布呈现“倒盆底型”规律，即角桩最大，边桩次之，内部桩最小；沉降呈现“盆底型”曲线，即周边小，中间大。
结束语
组合桩型复合地基作为一种超规范的地基基础新形式，方案拟定时应该考虑基础类型对垫层的要求、荷载对桩体材料和施工工艺的要求、地层对桩型和桩长组合的影响、环保要求和设计桩长对工法的限制、不同部位受力差异和沉降特征对桩体平面布置的影响等五个方面的因素，以充分发挥其显著的经济和技术优势。
参考文献
[1]冯俊琴.黄土地区CFG桩复合地基中灰土褥垫层工作性能的数值模拟研究[D].太原：太原理工大学，2011.
[2]王海珠.哈大客运专线刚-柔性桩复合地基工作性状研究[D].成都：西南交通大学，2011.
关键词：组合桩；地基；桩长；垫层；复合地基
近年来，计算机技术、信息技术的广泛应用为基层的测量、勘察和计算提供了方便，使得传统的桩基础计算方法发生了明显的变化。组合桩型复合地基作为一种全新的地基形式，其垫层和桩体的几何、力学参数对于整个桩体性能都有着直接的影响。在现代化工程项目中，桩基础需要结合具体的施工要求、施工环境、基础类型、场地大小、地质条件进行合理布置，确保桩体能满足环保、节能和施工经济性要求。
1 组合桩型复合地基概述
组合型复合地基是一种超出常规规范的新型基础结构形式，在其性能与垫层与桩体结构的几何形态、力学参数息息相关。在工程施工建设中，我们该如何因地制宜的选择垫层以及桩体结构的材料、形态、尺寸、施工方法，以充分的发挥出其显著的经济和技术优势是建筑业工作人士普遍关心的问题。
1.1 组合桩型复合地基组成
组合桩型复合地基是复合地基的一种，但是其又不同于传统的组合地基形态，是通过在工作中采用不同的材料、不同直径的桩体、不同长度的桩长以及其他土质和垫层组成的。在桩体工作中通过这些因素和环节的相互促进、协调变形来共同承担基础传来的荷载，因此也被称之为组合型复合地基、多元复合地基等等。相对于传统的桩基础结构而言，这种复合地基在受力之后能够充分的发挥出天然地基的承载潜力，有着节约成本、提高效率的施工优势。
1.2 组合桩型复合地基特点
在组合桩型复合地基分析中，其最为关键的技术在于地基处理，地基处理技术的高低直接影响到桩基结构的应力比、桩土荷载分担比、桩体和桩间承载力的发挥等。在工程施工建设中，我们常说的垫层问题主要指的是设置在桩顶与基地之间的材料，这种材料大多都是以分散材料为主构成的，如碎石、散土等。在工作中，基础受到荷载力之后，桩顶随之刺入垫层，使得垫层发生变化，减少基础面所承担的应力。而调整桩土的分担比、荷载比，从而来保证桩土承载能力的系统、可靠、全面。
就当前建筑工程项目中我们经常遇到的组合桩分析，其桩材和成桩工艺很多，按照桩体的成桩材料我们可以将其分为散体材料桩、柔性桩、刚性桩三大类。因为桩体结构的桩身荷载传递机理不同，形成复合地基破坏模式也不尽相同，根据桩体机构的特点、地质条件、环境情况、应力问题进行综合分析，其所选择的桩体结构尺寸、力学参数以及施工工艺都存在着严重的特殊性，为此在工作中需要将它们加以组合，取长补短，从而做到优化设计的目的。
2 组合桩型复合地基的垫层与桩体设置要点
对于一个工程项目而言，在工程施工中要在充分了解基层、垫层和桩体工作性能的基础上，结合基础结构的形态、荷载力、场地条件、环境问题、环保要求等多个方面来综合分析，选择出科学、合理、可行的布局要求，使得设计工作能够满足基层的强度、变形和稳定性要求，并且在工作中还需要保障施工的合理性和经济性。
2.1 基础类型对垫层的影响
在现代化建筑工程项目中，伴随着建筑结构的不断增高和建筑层数的日益复杂，越来越多的高层、超高层建筑结构涌现了出来，与此同时对于垫层的厚度、应力和荷载力也提出了新要求。在目前的工程施工建设始中，对于刚性基础而言，刚度越大，桩体所承担的应力就越多，其水平荷载能力相对较差，同时桩体通过垫层与基础相连接，从而充分的发挥出了荷载潜力，降低桩土的应力问题。故可通过调整垫层模量和厚度来改变桩间土和桩的承载力发挥度；散体材料桩本身具有垫层作用，故桩顶与基底直接相连。柔性基础（如路堤等）相当于厚度很大的垫层，应力比接近，桩体作用不显著，常在桩顶铺设一层或多层土工网，通过增加桩顶垫层的模量来提高桩土应力比、适度发挥桩体作用。
2.2 荷载对桩体材料和施工工艺的要求
组合桩型复合地基的设计理念是在充分利用天然地基的前提下，靠设置桩体来提高强度、减少沉降量。强度的提高主要源于桩体的置换作用，部分源于桩间土的改良，前者取决于桩材，后者取决于工艺。桩体材料有砂、渣土、碎石、生石灰、二灰土、石灰土、水泥土、水泥粉煤灰碎石结合体和混凝土等，其强度、模量和置换作用由小到大。在其他条件相同的情况下，地基的强度提高幅值也依次增大。
2.3 地层对桩型和桩长组合的影响
在工程建设中，在均质土条件下的施工进行分析，对振密效果好的松散粉砂、填土和粉土等，可采用振动沉管桩，既发挥桩体的置换作用，又改良桩间土，一举两得；对于偏低的粉质粘土和密度很大的粘性土，挤密效果不好，可采用长螺旋钻孔压灌工艺；对饱和淤泥质软粘土，可以采用深层搅拌工艺；对液化指数较大的软弱土，可采用振动沉管碎石桩或振冲碎石桩消除液化。此外，短的散体材料桩或柔性桩与长的刚性桩组合，顺应附加应力随深度的衰减规律，取长补短，效果理想。
2.4 环保要求和设计桩长对工法的限制
桩体施工常产生噪声超标、废弃浆液流失和粉尘飞扬等污染，特别是在楼群密集的城镇建筑群中施工，由于桩对土体的扰动、振动及挤土效应，造成了对周围环境的不良影响。例如施工预制桩和沉管灌注桩过程中，桩周土受到强烈挤压，产生扰动和重塑，出现水平和竖直向位移，表土隆起，噪声也很大；又如振冲法施工时，由振冲器产生的振动波在土体中向四周传播，一方面由于砂土振动液化压密导致地面沉降对邻近建筑物基础产生附加沉降，另一方面是振动加速度直接作用于邻近建筑物，造成安全危害。另外，每种工法都有额定的施工长度。桩体的常用施工工艺、额定桩长及环保特点归纳于表中，可供对比选择。
2.5 不同部位受力差异和沉降特征对桩体平面布置的影响
复合桩基中，桩顶反力分布呈现“倒盆底型”规律，即角桩最大，边桩次之，内部桩最小；沉降呈现“盆底型”曲线，即周边小，中间大。
结束语
组合桩型复合地基作为一种超规范的地基基础新形式，方案拟定时应该考虑基础类型对垫层的要求、荷载对桩体材料和施工工艺的要求、地层对桩型和桩长组合的影响、环保要求和设计桩长对工法的限制、不同部位受力差异和沉降特征对桩体平面布置的影响等五个方面的因素，以充分发挥其显著的经济和技术优势。
参考文献
[1]冯俊琴.黄土地区CFG桩复合地基中灰土褥垫层工作性能的数值模拟研究[D].太原：太原理工大学，2011.
[2]王海珠.哈大客运专线刚-柔性桩复合地基工作性状研究[D].成都：西南交通大学，2011.