一、复合地基类型
《建筑地基处理技术规范》条文说明7.1.5 条指出，对不同的增强体大致可分为两种：散体材料复合地基和有粘结强度增强体复合地基。
1、散体材料桩
散体材料桩如碎石桩、砂桩等，桩身材料是散体，只有依靠周围土体的围作用才能形桩体，桩体材料本身不能形成桩体。桩体强度虽比桩间土高，但高得有限。桩间土受到体的挤压、承载能力得到提高，故亦能承受相当比例的荷载。
散体材料桩还包括灰土挤密桩和土挤密桩复合地基、柱锤冲扩桩复合地基等柔性桩，这类桩的桩体强度和刚度均低于水泥土类桩体，故桩间土还要承担部分荷载。
2、有粘结强度桩
有粘结强度桩如水泥土类桩。水泥土类桩的材料强度高于桩间土很多，桩体承担绝大部分基础荷载，桩间土只能承担少部分荷载。它的受力性能已接近钢桩或钢筋混凝土桩(刚性桩)，故称为“半刚性桩”。
有粘结强度桩中水泥掺入量的大小将直接影响桩体的强度。当掺入量较小时，桩体的特性类似柔性桩，而当掺入量较大时，又类似于刚性桩，为此，它具有双重特性。半刚性受力情况介于散体桩与刚性桩之间，土与桩共同分担基础荷载。
区分散体材料桩复合地基、有粘结强度桩复合地基主要是要了解桩的工作机理和地基的破坏状态以便选择合理的计算方法。
二、应力分布及其变形特征
复合地基的类型很多，桩体和桩间土的刚度比的变化幅度很大，所以复合地基中的应力分布及其变形特征的真实情况是很复杂的。通过有限元的分析结果来定性地了解一些简单概念。
如图 3.1.4所示为三种复合地基中土内的竖向应力分布图。
图3.1.4a的碎石桩、其桩体刚度小，基础底面处的桩土应力比不大，土的主要受力区仍在基础底面处，与天然地基相近。
图3.1.4c的 CFG桩、其体刚度大，基础底面处的桩土应力比也大，因此直到桩底处的桩土应力比仍很大，土的主要受力区在桩尖以下。
图3.1.4b的石灰桩、其桩身刚度介于图3.1.4a、图3.1.4c之间的情况，其应力分布也介于二者之间。
图3.1.5表示三种复合地基中土内的竖向位移变形场，从图中可以看出，在荷载作用下土内的沉降主要由桩身范围内的压缩变形和下卧层变形两部分组成。
图3.1.5c的CFG桩、因体的刚度和强度很大，在竖向荷载作用下，体本身的压缩变形很小，浅层变形只占很小的一部分，而大部分是由端的压缩变形产生。
图3.1.5b的搅拌桩、由于搅拌桩桩体刚度和强度较小，因而在瞬时荷载作用下，基础底面下将产生较大变形，该变形主要是由桩身压缩产生，端的压缩变形不突出。
图3.1.5a的双层地基，其变形场呈“锅底形”的变形特征。
三、破坏模式
复合地基破坏形式一般分为三种情况，第一种是桩间土首先破坏；第二种是桩体首先破坏；第三种是桩间土与桩体同时破坏，常见的为第二种情况。
复合地基破坏模式有四种形式：刺入破坏、鼓胀破坏、整体剪切破坏和滑动剪切破坏，图3.1.6 表示了四种复合地基破坏模式的示意图。
1、刺入破坏模式
桩体刚度较大，土体弱而发生刺入破坏，从而引起桩间土破坏。刚性复合地基易发生这类破坏。
2、鼓胀破坏模式
桩间土不能提供大的围压，桩体产生鼓胀破坏，从而地基全面破坏;散体材料桩易发生这类破坏，柔性桩复合地基也可能产生这类破坏。
3、整体剪切破坏模式
在塑性区滑动面上桩体和土体均发生剪切破坏，散体材料桩易发生这类破坏，柔性桩也可能发生此类破坏。
4、滑动破坏模式
复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏，滑动面上桩体和土体均剪切破坏，各类复合地基都可能发生这类形式的破坏。
影响复合地基破坏模式的主要因素有:
1)不同的桩型，有不同的破坏模式。
2)同一桩型，当桩身强度不同时也会有不同的破坏模式，如水泥土搅拌桩。
3)同一桩型，当土层条件不同时也会有不同的破坏模式。非均质黏性土中碎石桩破坏机理如图3.1.7所示。当浅层存在非常软的黏土时，碎石桩可能在浅层发生剪切或鼓胀破坏，如图3.1.7a所示；当较深层存在有局部非常软的黏土时，碎石桩可能在较深层发生局部鼓胀，如图3.1.7b所示；对较深层存在有较厚非常软的黏土情况，碎石桩可能在较深层发生鼓胀破坏，而其上的碎石桩可能发生刺入破坏，如图3.1.7c所示。
四、工作机理
1、桩体的作用
在复合地基中，桩体对提高地基承载力和减小变形起着非常重要的作用。不论何种复合地基，都具备以下一种或多种作用效应。
(1)垫层效应。桩体和周围土构成的复合土层可看作为“垫层”，其强度和模量等力学指标比原天然土层都有较大提高。桩体范围的复合土层与下卧土层类似于双层地基，基础底面的附加压力通过复合土层的扩散作用，使下卧层中的附加应力减小。各类体复合地基都有'垫层”效应，尤其是散体材料增强体，其材料的应力应变性质与地基土相近，地基中荷载的传递与天然地基类似，这类增强体的面积置换率较高，复合土层的工作性状更明显地表现出“垫层”性质。
(2)桩体效应。复合地基中桩体的刚度比周围土体大，在刚性基础下，为了保持变形协调，将在桩体上产生应力集中现象，使桩体承担比例较大的荷载，并通过桩体将荷载传至较深的土层。随着桩体刚度的增加，其承担的荷载占总荷载的百分比也随之增加，传递荷载的深度也增加，桩体的这一性质表现出桩体效应，桩间土上的荷载相应减小，使得复合地基的承载力较原天然地基有较大的提高，地基变形有较大幅度的减小。复合地基中桩体都具有桩体效应桩体刚度越大，桩体效应越明显。
(3)对桩间土的挤密或扰动效应。根据地基土的性质，某些桩体在施工过程中对桩间土体会产生挤密或扰动作用，使土体发生强度的提高或降低。粉煤灰桩体由于粉煤灰的吸水膨胀，对周围土体也产生一定的挤密作用。
(4)排水效应。某些桩体，如碎石桩具有良好的透水性，在荷载作用下地基土产生的超静孔隙水压力会通过这些桩体很快消散，地基土逐渐固结，强度随之提高，这样有利于提高复合地基的承载力、抗滑稳定性和减轻砂土的液化程度。
(5)加筋效应。在复合地基的整体稳定分析中，桩体具有加筋作用，可使复合地基的抗剪强度比天然地基有较大的提高。
在实际工程中所遇到的地基土的类型和桩体的类型是各种各样的，充分了解地基土的性质和复合地基中桩体的作用效应，有助于认识复合地基承载和变形性状，更好地根据地基土的性质，合理选用桩体和施工工艺。
2、褥垫层的作用
褥垫层是复合地基的重要组成部分，当桩体为有粘结强度材料时，决定着是否能形成复合地基。水泥粉煤灰碎石桩复合地基是一种桩体刚度偏大的复合地基，如图3.1.8所示为CFG桩复合地基桩土共同作用示意图。从图中可知设置“褥垫层”是决定能否形成复合地基的重要因素，故《建筑地基处理技术规范》7.7.2条的条文说明对水泥粉煤灰碎石复合地基中“褥垫层”的作用有十分具体的说明。
五、形成条件
