浅谈桩基础在地基处理中的应用
存在又使两者之间有着本质的区别。竖向增强复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基，两者之间有其相似的地方，但复合地基属地基范畴，而桩基属于基础范畴。因此，两者也有本质的区别。
复合地基中的桩体和基础往往不直接连接，而是通过垫层过渡（如图2-1所示）；桩基中的桩体则直接与基础相连，形成一个整体(如图2-2所示)。此外，它们的受力特性也存在明显的差异，即复合地基的主要受力层在加固区，而桩基则是在桩尖以下一定范围内，并且复合地基中不存在类似桩基的群桩效应影响。
图2-1复合地基受力示意图
图2-2桩基受力示意图
复合地基的效用因增强体材料，施工方法的不同而有所不同。一般来说，复合地基的效用可综合为5个主要方面，即：
1) 桩体效应
桩体复合地基中桩体的刚度比桩间土体的大。在荷载作用下，为了保持桩体和桩间土之间变形协调，地基中的应力将按材料模量分配。因此，在桩体上产生应力集中现象，使桩体承担较大比例的荷载，桩间土荷载相应减小。这样就使复合地基承受力较原天然地基承载力有所提高。地基沉降量减小，随着桩体刚度的提高，其桩体效应发挥更为明显。
2) 垫层作用
复合地基的加固区，宏观上视作-复合土体，其力学性质比天然地基好。复合土体的强度指标，复合土体的复合模量都比天然地基高 。在荷载作用下，复
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合土体起到均匀应力，增大压力扩散角，减小加固区下卧层土体中应力的作用，有利于提高地基承载力，减少地基沉降量。
3) 排水固结作用
不少竖向增强体或水平增强体都具有良好的透水性，如碎石桩，砂桩，土木织物加筋体等的粗粒土是地基中的排水通道。其能有效地缩短排水距离，加速桩间土的排水固结，有利于荷载作用下桩间土中超孔隙水压力的消散，有效应力的提高，桩间土抗剪强度增长，使复合地基承载力提高。
4) 挤密效应
一些复合地基在施工过程中对桩间土体有挤密作用。如振冲挤密碎石桩复合地基，挤密砂桩复合地基等采用振动成桩施工工艺的对桩间土都有挤密作用。另外，石灰桩，粉体喷射深层搅拌桩中的生石灰，水泥粉具有吸水，发热，膨胀作用，对桩间土也有一定的挤密作用。
5) 加筋效用
在复合地基整体稳定分析中，复合地基中的增强体有加筋作用。土木织物垫层和加筋土中的加筋物具有明显的加筋作用。
2.1.3复合地基破坏形式
复合地基有多种破坏模式，复合地基按照哪一种模式破坏与其类型、增强体材料的性质、增强体的布置形式等因素有关。竖向增强体复合地基的破坏模式首先可以分为下述两种情况：一种是桩间土首先破坏进而复合地基全面破坏；另一种是桩体首先破坏进而发生复合地基全面破坏。在实际工程中，桩间土和桩体同时达到破坏是很偶然。大多数情况下，都是桩体先破坏，继而引起复合地基全面破坏。
在外部荷载的作用下，复合地基的承载力达到极限时，复合地基就可能发生破坏。竖向增强体复合地基破坏模式可以分为下述几种模式：刺入破坏，鼓胀破坏，整体剪切破坏和滑动破坏。如图2-3a、b、c、d所示。
桩体发生刺入破坏如图2-3a所示。桩体刚度较大，地基土强度较低的情况下较易发生桩体刺入破坏。桩体发生刺入破坏，不能承担荷载进而引起复合地
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基桩间土破坏，造成复合地基全面破坏。刚性桩复合地基较易发生刺入破坏模式。
鼓胀破坏模式如图2-3b所示。在荷载作用下，桩间土不能提供桩体足够的围压，以防止桩体发生过大的变形，产生桩体鼓胀破坏，散体材料桩复合地基较易发生鼓胀破坏模式。在一定条件下，柔性桩复合地基也可能发生桩体鼓胀破坏。
图2-3复合地基破坏模式
整体剪切破坏模式如图2-3c所示。在荷载作用下，复合地基产生图中的塑性流动区域，在滑动面上桩体和土体均发生剪切破坏。散体材料桩复合地基也比较容易发生整体剪切破坏，柔性桩复合地基在一定条件下也可能产生整体剪切破坏。
滑动破坏模式如图2-3d所示。在水平和竖向荷载作用下，复合地基沿某一滑动而发生滑动破坏。在滑动面上，桩体和桩间土均发生剪切破坏。各种复合地基均可能发生滑动破坏模式。
复合地基有多种破坏模式。在荷载作用下，一种复合地基的破坏究竟取什么模式，影响因素很多。它不仅与复合地基本身的结构形式、增强体的材料性质有关，还与荷载形式、复合地基上部的基础结构形式有关。具体分析时应考虑各种影响因素综合分析加以估计。
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2.2地基处理方案选择
地基处理方案的选择，需要了解地基处理的目的，建筑物对地基的具体要求，设计要求的地基承载力，土的性质，施工工艺及设备，对施工周期的要求，以及当地积累的施工经验，地方材料来源及单价，周围环境对施工的特定要求（如振动噪声、水和空气的污染等）。
地基处理方法的确定可按下列步骤进行：
1) 根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑的影响等因素，初步选定几种可供考虑的地基处理方案；
2) 对初步选定的各种地基处理方案，分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比，选择最佳地基处理方法，必要时也可选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方法；
3) 对已选定的处理方案，宜按建筑物安全等级和场地复杂程度，在有带表情的场地上进行相应的现场试验或实验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果，如果达不到设计要求时，应查找原因采取措施或修改设计。
按初步设计要求，拟建住宅楼设一层地下室,开挖深度约6.5m，则组成基础持力层的地基土主要为第②层粉土，该层强度低，压缩性大，不能满足拟建住宅楼对其承载力和变形要求，故不宜采用天然地基基础方案。
各类桩基础施工条件的简单分析：
钻孔灌注桩属机械成孔，费用高，工期长，特别是在闹市区施工，大量泥浆排放困难，将严重污染环境，同时因桩端沉碴的存在将极大影响桩端阻力的发挥，其优点是可以在地下水下施工，同时，可方便的穿透卵石层、强风化泥岩，而进入中风化泥岩一定深度内；沉管灌注桩则不存在泥浆排放、接桩、桩端沉碴等问题，同时，可在地下水下施工，但无数工程实例表明，在软塑～流塑的粉土、松散粉砂中成孔，缩颈、断桩现象严重，有时难以控制其桩身质量，同时，施工噪音大，将极大地影响闹市区周围居民的生活；人工挖孔桩具有造
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价低，施工简单、无噪音，可大面积展开，进而缩短工期，更重要的是桩身质量容易得到保证，桩底土层观察验槽工作易于进行和清底干净，易于扩底，进而充分发挥桩端阻力等优点，桩底土层观察验槽工作易于进行和清底干净，易于扩底，进而充分发挥桩端阻力等优点，其缺点是施工时需降低场地地下水，特别是采用嵌岩桩方案时，降水难度相当大。
综合分析场地工程地质条件，结合拟建物性质及焦作地区建筑经验，对本工程而言，钻孔灌注桩和人工挖孔桩是可供选择的桩基础方案。根据本工程的实际情况，采用机械式人工挖孔桩。
1) CFG桩
以振动冲击方式在粉土、粉砂中成孔，再将低标号（C5—C15）干性砼挤压入孔中，进而形成直径约400～600mm的低标号素砼桩——CFG桩，一方面，振冲后形成的CFG桩与桩间土形成复合地基，可大幅度提高地基承载力，同时对原土具有较强的挤密作用，另一方面在粘性土中设置一定的碎石桩，可形成一个良好的排水通道，加速粘性土的排水固结，使沉降稳定加快。
根据唐山地区众多的工程经验，结合已有施工经验及本场地地基土的工程地质特性，CFG桩加固处理粉土后复合地基承载力标准值可达400kPa以上，加固处理宜为砂石褥垫层。
2)人工挖孔压浆桩
当设计采用人工挖孔桩方案时，可采用以稍密卵石土或圆砾作桩端持力层结合压力灌浆加固处理桩端砂卵石土，一方面，在压力作用下，水泥浆液以充填方式挤入砂卵石的孔隙中，在桩端一定范围内形成水泥浆结石体，进而大幅度提高砂卵石的强度，已有工程经验表明，经压力灌浆后，稍密卵石极限桩端阻力可达4000kPa以上，进而可缩短桩长，降低井点降水难度。另一方面，桩端砂卵石土及软弱透镜体经压浆加固后，其均匀性得到极大改善，较好地协调其变形特性。
本方案地基处理采用两者的有机结合，桩端采用灌浆，桩身采用素混凝土。
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