第9期 佟建兴等：不同桩体材料复合地基承载及变形性状对比试验研究 1245· 由表4可以看出，三种不同桩体材料复合地基 2.4m和3.6m,桩土应力比、桩荷载分担比随桩长 承载力与桩长相关关系，同单桩承载力相似.桩长 增加而增大，且桩长由2.4m增加至3.6m,桩土应 由1.5m增加至2.5m和3.5m,碎石桩复合地基承 力比、桩荷载分担比显著增大.此外，当复合地基达 载力特征值提高幅度并不是很大.夯实水泥土桩复 到其承载力特征值时，给定桩长条件下，桩身强度 合地基桩长由1.5m增加至2.5m,复合地基承载 与桩土应力比和桩荷载分担比相关性明显，桩身黏 力特征值增大，桩长由2.5m增加至3.5m,尽管桩 结强度越高，桩土应力比和桩荷载分担比越大 长为3.5m的夯实水泥土桩桩端进入端阻力相对较 表5达到复合地基承载力特征值时桩土应力比 高的原状土层，但二者复合地基承载力特征值基本 Table 5 Pile-soil stress ratios when the load reaching the 相当.CFG桩复合地基承载力特征值随桩长增加而 bearing capacity characteristic values of composite ground 增大，桩长为3.6m的CG桩复合地基桩端进入 桩长/m 碎石桩 夯实水 CFG桩CFG桩 端阻力相对较高的原状土层，其复合地基承载力特 泥土桩 (第I组) (第Ⅱ组) 征值明显高于桩长为1.2m和2.4m的CFG桩复 1.5(1.6/1.2) 1.60 3.75 4.2 6.94 2.5(2.4) 1.69 4.81 8.82 合地基 3.5(3.2/3.6) 1.76 4.81 7.6 20.80 表4复合地基承载力特征值 Table 4 Characteristic values of bearing capacity of com- 表6达到复合地基承载力特征值时桩荷载分担比 posite foundations kPa Table 6 Pile-soil load share ratios when the load reach- ing the characteristic value of bearing capacity of composite 碎石桩 夯实水 CFG桩 CFG桩 桩长/m 泥土桩（第I组）（第Ⅱ组） ground 1.5(1.6/1.2) 152 200 138 95 桩长/m 碎石桩 夯实水 CFG桩 CFG桩 2.5(2.4) 163 235 110 泥土桩 (第I组) (第Ⅱ组) 3.5(3.2/3.6) 176 235 182 173 1.5(1.6/1.2) 9.90 21.01 23.60 32.12 2.5(2.4) 10.36 25.26 37.64 3.5(3.2/3.6) 12.31 24.96 38.00 58.37 即碎石桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基均 存在有效桩长.碎石桩复合地基桩身黏结强度很低， 2.3 不同桩体材料复合地基变形对比分析 依靠桩周土的约束作用形成桩体，其传递垂直荷载 图9为荷载p=245kPa时，不同桩长碎石桩复 的能力与桩周土的侧向约束能力密切相关，桩周土 合地基中土的深层变形等值线图.可以看出：桩长 对桩体围压越大，桩体传递垂直荷载的能力越强 由1.5m增加至2.5m,碎石桩复合地基复合土层 夯实水泥土桩为中等黏结强度桩，依靠桩体自身黏 厚度增大，地基土变形量减小：当碎石桩桩长继续 结强度形成桩体，其传递垂直荷载的能力同桩身强 增加，由2.5m增加至3.5m,尽管复合土层厚度相 度和桩周土的约束能力密切相关，桩体传递垂直荷 应增大，但地基土变形量并未明显减小.碎石桩复 载的能力高于碎石桩.C℉G桩为高黏结强度桩，其 合地基的变形区均主要集中在1.5m深度范围内， 单桩承载力、复合地基承载力与桩长相关性显著， 超过2.5m深度范围后，地基土变形显著降低.即 随桩长增加而增大，桩体传递垂直荷载的能力最强. 在本次试验条件下，当桩长大于2.5m后，增加桩 2.2桩土应力比及桩荷载分担比对比分析 长对减小碎石桩复合地基变形量效果并不明显. 表5为复合地基达到其承载力特征值时各不同 图10为荷载水平相当时(p=245270kPa),不 桩体材料复合地基桩土应力比.表6为复合地基达 同桩长夯实水泥土桩复合地基中土的深层变形等值 到其承载力特征值时各不同桩体材料复合地基桩土 线图.可以看出，上述荷载水平下，变形区均主要 荷载分担比 集中在2.5m深度范围内.在相当荷载水平下，给 当复合地基达到其承载力特征值时，由表5和 定桩身强度时，相同深度位置处，桩长为1.5m的 表6可知，桩长分别为1.5m、2.5m和3.5m的 夯实水泥土桩复合地基的变形量高于桩长为2.5m 碎石桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比基本相 和3.5m夯实水泥土桩复合地基，而桩长为2.5m 差不大.夯实水泥土桩复合地基桩长由1.5m增加 和3.5m夯实水泥土桩复合地基的变形量则相差不 至2.5m和3.5m,桩土应力比、桩荷载分担比随 大.即桩长由1.5m增加至2.5m,夯实水泥土桩复 桩长增加而增大，且桩长为2.5m和3.5m的夯实 合地基复合土层厚度增大，变形量减小.当夯实水 水泥土桩复合地基，二者桩土应力比、桩荷载分担 泥土桩桩长继续增加，由2.5m增加至3.5m,尽管 比基本相当.CFG桩复合地基桩长由1.2m增加至 复合土层厚度相应增大，但对减小地基土变形量效第 9 期 佟建兴等：不同桩体材料复合地基承载及变形性状对比试验研究 1245 ·· 由表 4 可以看出，三种不同桩体材料复合地基 承载力与桩长相关关系，同单桩承载力相似. 桩长 由 1.5 m 增加至 2.5 m 和 3.5 m，碎石桩复合地基承 载力特征值提高幅度并不是很大. 夯实水泥土桩复 合地基桩长由 1.5 m 增加至 2.5 m，复合地基承载 力特征值增大，桩长由 2.5 m 增加至 3.5 m，尽管桩 长为 3.5 m 的夯实水泥土桩桩端进入端阻力相对较 高的原状土层，但二者复合地基承载力特征值基本 相当. CFG 桩复合地基承载力特征值随桩长增加而 增大，桩长为 3.6 m 的 CFG 桩复合地基桩端进入 端阻力相对较高的原状土层，其复合地基承载力特 征值明显高于桩长为 1.2 m 和 2.4 m 的 CFG 桩复 合地基. 表 4 复合地基承载力特征值 Table 4 Characteristic values of bearing capacity of com￾posite foundations kPa 桩长/m 碎石桩 夯实水 CFG 桩 CFG 桩 泥土桩 (第Ⅰ组) (第Ⅱ组) 1.5 (1.6/1.2) 152 200 138 95 2.5 (2.4) 163 235 — 110 3.5 (3.2/3.6) 176 235 182 173 即碎石桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基均 存在有效桩长. 碎石桩复合地基桩身黏结强度很低， 依靠桩周土的约束作用形成桩体，其传递垂直荷载 的能力与桩周土的侧向约束能力密切相关，桩周土 对桩体围压越大，桩体传递垂直荷载的能力越强. 夯实水泥土桩为中等黏结强度桩，依靠桩体自身黏 结强度形成桩体，其传递垂直荷载的能力同桩身强 度和桩周土的约束能力密切相关，桩体传递垂直荷 载的能力高于碎石桩. CFG 桩为高黏结强度桩，其 单桩承载力、复合地基承载力与桩长相关性显著， 随桩长增加而增大，桩体传递垂直荷载的能力最强. 2.2 桩土应力比及桩荷载分担比对比分析 表 5 为复合地基达到其承载力特征值时各不同 桩体材料复合地基桩土应力比. 表 6 为复合地基达 到其承载力特征值时各不同桩体材料复合地基桩土 荷载分担比. 当复合地基达到其承载力特征值时，由表 5 和 表 6 可知，桩长分别为 1.5 m、2.5 m 和 3.5 m 的 碎石桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比基本相 差不大. 夯实水泥土桩复合地基桩长由 1.5 m 增加 至 2.5 m 和 3.5 m，桩土应力比、桩荷载分担比随 桩长增加而增大，且桩长为 2.5 m 和 3.5 m 的夯实 水泥土桩复合地基，二者桩土应力比、桩荷载分担 比基本相当. CFG 桩复合地基桩长由 1.2 m 增加至 2.4 m 和 3.6 m，桩土应力比、桩荷载分担比随桩长 增加而增大，且桩长由 2.4 m 增加至 3.6 m，桩土应 力比、桩荷载分担比显著增大. 此外，当复合地基达 到其承载力特征值时，给定桩长条件下，桩身强度 与桩土应力比和桩荷载分担比相关性明显，桩身黏 结强度越高，桩土应力比和桩荷载分担比越大. 表 5 达到复合地基承载力特征值时桩土应力比 Table 5 Pile-soil stress ratios when the load reaching the bearing capacity characteristic values of composite ground 桩长/m 碎石桩 夯实水 CFG 桩 CFG 桩 泥土桩 (第Ⅰ组) (第Ⅱ组) 1.5 (1.6/1.2) 1.60 3.75 4.2 6.94 2.5 (2.4) 1.69 4.81 — 8.82 3.5 (3.2/3.6) 1.76 4.81 7.6 20.80 表 6 达到复合地基承载力特征值时桩荷载分担比 Table 6 Pile-soil load share ratios when the load reach￾ing the characteristic value of bearing capacity of composite ground 桩长/m 碎石桩 夯实水 CFG 桩 CFG 桩 泥土桩 (第Ⅰ组) (第Ⅱ组) 1.5 (1.6/1.2) 9.90 21.01 23.60 32.12 2.5 (2.4) 10.36 25.26 — 37.64 3.5 (3.2/3.6) 12.31 24.96 38.00 58.37 2.3 不同桩体材料复合地基变形对比分析 图 9 为荷载 p=245 kPa 时，不同桩长碎石桩复 合地基中土的深层变形等值线图. 可以看出：桩长 由 1.5 m 增加至 2.5 m，碎石桩复合地基复合土层 厚度增大，地基土变形量减小；当碎石桩桩长继续 增加，由 2.5 m 增加至 3.5 m，尽管复合土层厚度相 应增大，但地基土变形量并未明显减小. 碎石桩复 合地基的变形区均主要集中在 1.5 m 深度范围内， 超过 2.5 m 深度范围后，地基土变形显著降低. 即 在本次试验条件下，当桩长大于 2.5 m 后，增加桩 长对减小碎石桩复合地基变形量效果并不明显. 图 10 为荷载水平相当时 (p=245∼270 kPa)，不 同桩长夯实水泥土桩复合地基中土的深层变形等值 线图. 可以看出，上述荷载水平下，变形区均主要 集中在 2.5 m 深度范围内. 在相当荷载水平下，给 定桩身强度时，相同深度位置处，桩长为 1.5 m 的 夯实水泥土桩复合地基的变形量高于桩长为 2.5 m 和 3.5 m 夯实水泥土桩复合地基，而桩长为 2.5 m 和 3.5 m 夯实水泥土桩复合地基的变形量则相差不 大. 即桩长由 1.5 m 增加至 2.5 m，夯实水泥土桩复 合地基复合土层厚度增大，变形量减小. 当夯实水 泥土桩桩长继续增加，由 2.5 m 增加至 3.5 m，尽管 复合土层厚度相应增大，但对减小地基土变形量效