3.0.1 復合地基設計前，應具備巖土工程勘察、上部結構及基礎設計和場地環(huán)境等有關資料。
3.0.2 復合地基設計應根據上部結構對地基處理的要求、工程地質和水文地質條件、工期、地區(qū)經驗和環(huán)境保護要求等，提出技術上可行的方案，經過技術經濟比較，選用合理的復合地基形式。
3.0.3 復合地基設計應進行承載力和沉降計算，其中用于填土路堤和柔性面層堆場等工程的復合地基除應進行承載力和沉降計算外，尚應進行穩(wěn)定分析；對位于坡地、岸邊的復合地基均應進行穩(wěn)定分析。
3.0.4 在復合地基設計中，應根據各類復合地基的荷載傳遞特性，保證復合地基中樁體和樁間土在荷載作用下能夠共同承擔荷載。
3.0.5 復合地基中由樁周土和樁端土提供的單樁豎向承載力和樁身承載力，均應符合設計要求。
3.0.6 復合地基應按上部結構、基礎和地基共同作用的原理進行設計。
3.0.7 復合地基設計應符合下列規(guī)定：
    1 宜根據建筑物的結構類型、荷載大小及使用要求，結合工程地質和水文地質條件、基礎形式、施工條件、工期要求及環(huán)境條件進行綜合分析，并進行技術經濟比較，選用一種或幾種可行的復合地基方案。
    2 對大型和重要工程，應對已選用的復合地基方案，在有代表性的場地上進行相應的現場試驗或試驗性施工，并應檢驗設計參數和處理效果，通過分析比較選擇和優(yōu)化設計方案。
    3 在施工過程中應進行監(jiān)測，當監(jiān)測結果未達到設計要求時，應及時查明原因，并應修改設計或采用其他必要措施。
3.0.8 對工后沉降控制較嚴的復合地基應按沉降控制的原則進行設計。
3.0.9 復合地基上宜設置墊層。墊層設置范圍、厚度和墊層材料，應根據復合地基的形式、樁土相對剛度和工程地質條件等因素確定。
3.0.10 復合地基應保證安全施工，施工中應重視環(huán)境效應，并應遵循信息化施工原則。
3.0.11 復合地基勘察和設計中應評價及處理場地中水、土等對所用鋼材、混凝土和土工合成材料等的腐蝕性。

條文說明

3 基本規(guī)定

3.0.2 復合地基形式很多，合理選用復合地基形式可以取得較好的社會效益和經濟效益。復合地基形式選用應遵守下列原則：
    1 堅持具體工程具體分析和因地制宜的選用原則。根據場地工程地質條件、工程類型、荷載水平，以及使用要求，進行綜合分析，還應考慮充分利用地方材料，合理選用復合地基形式。
    2 散體材料樁復合地基主要適用于在設置樁體過程中樁間土能夠振密擠密，樁間土的強度能得到較大提高的砂性土地基。對飽和軟黏土地基，采用散體材料樁復合地基加固，加固后承載力提高幅度不大，而且可能產生較大的工后沉降，應慎用。
    3 對深厚軟土地基，為了減小復合地基的沉降量，應采用較長的樁體，盡量減小加固區(qū)下臥土層的壓縮量?？刹捎脛偠容^大的樁體形成復合地基，也可采用長-短樁復合地基。
3.0.3 本條強調對位于坡地、岸邊的各類工程中的復合地基，以及填土路堤和柔性面層堆場等工程中的復合地基除應進行承載力和沉降計算外，還非常有必要進行穩(wěn)定分析。滿足規(guī)范規(guī)程中地基承載力要求的并不一定能滿足地基穩(wěn)定性要求。
3.0.4 復合地基中樁和樁間土共同直接承擔荷載是形成復合地基的必要條件，在復合地基設計中要充分重視，予以保證。在荷載作用下，樁體和樁間土是否能夠共同直接承擔上部結構傳來的荷載是有條件的，即復合地基的形成是有條件的，下面作簡要分析（圖1）。
    圖1中E_p＞E_s1，E_p＞E_s2，E_p＞E_s3。散體材料樁在荷載作用下產生側向鼓脹變形，能夠保證樁體和樁間土共同直接承擔上部結構傳來的荷載。因此當豎向增強體為散體材料樁時，各種情況均可滿足樁和樁間土共同直接承擔上部荷載。然而，當豎向增強體為黏結材料樁時情況就不同了。不設墊層，樁端落在可壓縮層[圖1（a）]，荷載作用下，樁和樁間土沉降量相同，則可保證樁和樁間土共同直接承擔荷載。樁落在不可壓縮層上，在基礎下設置一定厚度的柔性墊層[圖1（b）]，在荷載作用下，通過基礎下柔性墊層的協(xié)調，也可保證樁和樁間土共同承擔荷載。但需要注意分析柔性墊層對樁和樁間土的差異變形的協(xié)調能力，以及樁和樁間土之間可能產生的最大差異變形兩者的關系。如果樁和樁間土之間可能產生的最大差異變形超過柔性墊層對樁和樁間土的差異變形的協(xié)調能力，那么雖在基礎下設置了一定厚度的柔性墊層，在荷載作用下，也不能保證樁和樁間土始終共同直接承擔荷載。當樁落在不可壓縮層上，而且未設置墊層[圖1（c）]，在荷載作用下，開始時樁和樁間土中的豎向應力大小大致上按兩者的模量比分配，但是隨著土體產生蠕變，土中應力不斷減小，而樁中應力逐漸增大，荷載逐漸向樁上轉移。若E_p＞＞E_s1，則樁間土承擔的荷載比例極小。特別是遇到地下水位下降等情況，樁間土體進一步壓縮，樁間土可能不再承擔荷載。在這種情況下樁與樁間土難以共同直接承擔荷載，也就是說樁和樁間土不能形成復合地基以共同承擔上部荷載。當復合地基中增強體穿透最薄弱土層，落在相對好的土層上[圖1（d）]，E_s3＞E_s1，在這種情況下，應重視E_p、E_s1和E_s3三者之間的關系，保證在荷載作用下樁和樁間土通過變形協(xié)調共同承擔荷載。因此采用黏結材料樁，特別是剛性樁形成的復合地基需要重視復合地基形成條件分析。
    在實際工程中如果樁和樁間土不能滿足復合地基形成條件，而以復合地基理念進行設計是不安全的。把不能直接承擔荷載的樁間土地基承載力計算在內，高估了復合地基承載能力，降低了安全度，可能造成工程事故，應引起設計人員的充分重視。

圖1  復合地基形成條件示意
1—剛性基礎；2—墊層；3—不可壓縮層；4—軟弱土層；5—相對好土層；
E_p—樁體壓縮模量；E_s1—樁間土壓縮模量；E_s2—墊層壓縮模量；E_s3—下臥層壓縮模量

3.0.6 復合地基設計中一定要重視上部結構、基礎和復合地基的共同作用。復合地基是通過一定的沉降量使樁和樁間土共同承擔荷載，設計中要重視沉降可能對上部結構產生的不良影響。
    基礎剛度對復合地基的破壞模式、承載力和沉降有重要影響。一般情況下，當處于極限狀態(tài)時，混凝土基礎下樁體復合地基中樁先發(fā)生破壞，而填土路堤和柔性面層堆場下樁體復合地基中樁間土先發(fā)生破壞?；炷粱A下樁體復合地基承載力大于填土路堤和柔性面層堆場下樁體復合地基承載力。荷載水平相同時，混凝土基礎下樁體復合地基的沉降小于填土路堤和柔性面層堆場下樁體復合地基的沉降。
    為了探討基礎剛度對復合地基性狀的影響，吳慧明采用現場試驗研究和數值分析方法對基礎剛度對復合地基性狀的影響作了分析（圖2）。試驗內容包括：①原狀土地基承載力試驗；②單樁豎向抗壓承載力試驗；③剛性板下復合地基承載力試驗（置換率m＝15％）；④原地堆砂荷載下復合地基承載力試驗（置換率m＝15％）。試驗研究表明基礎剛度對復合地基性狀影響明顯，主要結論如下：
    1 原地堆砂荷載下和剛性板下樁體復合地基的破壞模式不同。當荷載不斷增大時，原地堆砂荷載下復合地基中土體先產生破壞，而剛性板下復合地基中樁體先產生破壞。
    2 在相同的條件下，原地堆砂荷載下復合地基的沉降量比剛性板下復合地基沉降量要大，而承載力要小。
    3 復合地基各種參數都相同的情況下，復合地基的樁土荷載分擔比隨基礎剛度變小而減小，也就是說混凝土基礎下復合地基中樁體承擔的荷載比例要比填土路堤和柔性面層堆場下復合地基中樁體承擔的荷載比例大。
    4 為了提高填土路堤和柔性面層堆場下復合地基樁土荷載分擔比，提高復合地基承載力，減小復合地基沉降，可在復合地基上設置剛度較大的墊層，如灰土墊層，土工格柵碎石墊層等。

（a）剛性板下復合地基            （b）堆砂荷載下復合地基
圖2 現場模型試驗的示意
1—基準梁；2—百分表；3—原地面；4—傳感器；5—水泥土樁；
6—PVC管；7—鋼筋；8—鋼板；9—砂；10—木斗

3.0.8 按沉降控制設計理論是近年發(fā)展的新理念，對復合地基設計更有意義。下面先介紹按沉降控制設計理論，然后再討論復合地基按沉降控制設計。
    按沉降控制設計是相對于按承載力控制設計而言的。事實上無論按承載力控制設計還是按沉降控制設計都要滿足承載力的要求和小于某一沉降量的要求。按沉降控制設計和按承載力控制設計的區(qū)別在于：在按承載力控制設計中，宜先按符合承載力要求進行設計，然后再驗算沉降量是否滿足要求。如果地基承載力不能滿足要求，或驗算沉降量不能滿足要求，再修改設計方案。而在按沉降控制設計中，宜先按滿足沉降要求進行設計，然后再驗算承載力是否滿足要求。下面通過一實例分析說明按沉降控制設計的思路。例如：某工程采用淺基礎時地基是穩(wěn)定的，但沉降量達500mm，不能滿足要求。現采用250mm×250mm方樁，樁長15m。布樁200根時沉降量為50mm，布樁150根時沉降為70mm，布樁100根時沉降為120mm，布樁50根時沉降量250mm（圖3）。若設計要求的沉降量小于150mm，則布樁大于90根即可滿足要求。從該例可看出按沉降量控制設計的實質及設計思路。

圖3 樁數-沉降關系曲線示意

    樁數與相應的沉降量之間的關系，實際上也可以反映工程費用與相應的沉降量之間的關系。減小沉降量意味著增加工程費用。于是按沉降控制設計可以合理控制工程費用。按沉降控制設計思路特別適用于深厚軟弱地基上復合地基設計。
    按沉降控制設計要求設計人員更好地掌握沉降計算理論，總結工程經驗，提高沉降計算精度，進行優(yōu)化設計。
3.0.9 在混凝土基礎下的復合地基上設置墊層和在填土路堤和柔性面層堆場下的復合地基上設置墊層性狀和要求是不同的。是否設置墊層和墊層厚度應通過技術、經濟綜合分析后確定。
    混凝土基礎下復合地基上的墊層宜采用100mm～500mm的砂石墊層[圖4（a）]，當樁土相對剛度較小時取小值。由于砂石墊層的存在，樁間土單元A1中的附加應力比樁間土單元A2中的大，而樁體單元B1中的豎向應力比樁體單元B2中的小。也就是說設置墊層可減小樁土荷載分擔比。另外，由于砂石墊層的存在，樁間土單元A1中的水平向應力比樁間土單元A2中的要大，樁體單元B1中的水平向應力比樁體單元B2也要大。由此可得出：由于砂石墊層的存在，使樁體單元B1中的最大剪應力比樁體單元B2中的要小得多。換句話說，砂石墊層的存在使樁體上端部分中豎向應力減小，水平向應力增大，造成該部分樁體中剪應力減小，有效改善了樁體的受力狀態(tài)。

（a）設置墊層                                  （b）不設墊層
圖4 混凝土基礎下復合地基示意
1—樁間土單元A1；2—樁間土單元A2；3—樁體單元B1；
4—樁體單元B2；5—砂石墊層；6—剛性基礎

    從上面的分析可以看到，混凝土基礎下復合地基中設置砂石墊層，一方面可以增加樁間土承擔荷載的比例，充分利用樁間土地基承載能力；另一方面可以改善樁體上端的受力狀態(tài)，這對低強度樁復合地基是很有意義的。
    混凝土基礎下采用黏結材料樁復合地基形式時，視樁土相對剛度大小決定在復合地基上是否設置墊層。樁土相對剛度較大，而且樁體強度較小時，應設置墊層。通過設置柔性墊層可有效減小樁土應力比，改善接近樁頂部分樁體的受力狀態(tài)。混凝土基礎下黏結材料樁復合地基樁土相對剛度較小，或樁體強度足夠時，也可不設置墊層。混凝土基礎下設置砂石墊層對復合地基性狀的影響程度與墊層厚度有關。以樁土荷載分擔比為例，墊層厚度愈厚，樁土荷載分擔比愈小。但當墊層厚度達到一定數值后，仍繼續(xù)增加，樁土荷載分擔比并不會繼續(xù)減小。
    與混凝土基礎下設置柔性砂石墊層作用相反，在填土路堤和柔性面層堆場下的復合地基上設置剛度較大的墊層，可有效增加樁體承擔荷載的比例，發(fā)揮樁的承載能力，提高復合地基承載力，有效減小復合地基的沉降?？刹捎没彝翂|層、土工格柵加筋墊層、碎石墊層等。

（a）設置墊層                             （b）不設墊層
圖5 路堤下復合地基示意
1—路堤；2—土工格柵加筋墊層