變徑水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載特性的試驗(yàn)

在復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)中,當(dāng)壓力-沉降曲線是平緩光滑曲線時(shí),允許“按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定相對(duì)變形值,按相對(duì)變形值確定的承載力特征值f_(sp·k)不應(yīng)大于最大加載壓力的一半,該規(guī)定給試驗(yàn)者留下了一定的余地。在進(jìn)行復(fù)合地基承載力測(cè)試時(shí),若能進(jìn)行樁土應(yīng)力分擔(dān)比試驗(yàn),則可復(fù)核樁承擔(dān)的應(yīng)力值是否小于樁體抗壓強(qiáng)度,樁間土承擔(dān)的應(yīng)力是否小于樁間土允許承載力或天然地基允許承載力。

為了探討混凝土芯水泥土攪拌樁群樁基礎(chǔ)在軟土地基中的受力特征,以及褥墊層的移動(dòng)趨勢(shì),進(jìn)行混凝土芯水泥土攪拌樁群樁復(fù)合地基加固軟土地基的室內(nèi)模型試驗(yàn)。通過(guò)監(jiān)測(cè)分級(jí)荷載作用下復(fù)合地基的沉降和樁頂、樁底以及樁間土不同位置的應(yīng)力分布的變化來(lái)探討復(fù)合地基承載特性。對(duì)樁頂平面處a樁周圍土層表面埋設(shè)標(biāo)志物,分析了褥墊層材料的移動(dòng)態(tài)勢(shì)和樁間土體的沉降量的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合地基在上部荷載作用下,加載初期是由樁來(lái)承擔(dān)大部分上部荷載;由于褥墊層的調(diào)節(jié)作用,樁頂面處的樁土應(yīng)力比逐漸增大,達(dá)到峰值后比值有所減小直到趨于穩(wěn)定?；炷列舅嗤翑嚢铇度簶稄?fù)合地基在上部荷載作用下的沉降曲線(p-s曲線)為緩變型;褥墊層向群樁所圍成幾何圖形的中心移動(dòng),樁周土的水平位移和豎向沉降都以樁為中心呈現(xiàn)由近及遠(yuǎn)不斷減少的趨勢(shì)。研究結(jié)果為工程實(shí)踐提供了有益的參考。

為了探討混凝土芯水泥土攪拌樁群樁基礎(chǔ)在軟土地基中的受力特征,以及褥墊層的移動(dòng)趨勢(shì),進(jìn)行混凝土芯水泥土攪拌樁群樁復(fù)合地基加固軟土地基的室內(nèi)模型試驗(yàn).通過(guò)監(jiān)測(cè)分級(jí)荷載作用下復(fù)合地基的沉降和樁頂、樁底以及樁間土不同位置的應(yīng)力分布的變化來(lái)探討復(fù)合地基承載特性.對(duì)樁頂平面處a樁周圍土層表面埋設(shè)標(biāo)志物,分析了褥墊層材料的移動(dòng)態(tài)勢(shì)和樁間土體的沉降量的規(guī)律.試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合地基在上部荷載作用下,加載初期是由樁來(lái)承擔(dān)大部分上部荷載;由于褥墊層的調(diào)節(jié)作用,樁頂面處的樁土應(yīng)力比逐漸增大,達(dá)到峰值后比值有所減小直到趨于穩(wěn)定.混凝土芯水泥土攪拌樁群樁復(fù)合地基在上部荷載作用下的沉降曲線(p-s曲線)為緩變型;褥墊層向群樁所圍成幾何圖形的中心移動(dòng),樁周土的水平位移和豎向沉降都以樁為中心呈現(xiàn)由近及遠(yuǎn)不斷減少的趨勢(shì).研究結(jié)果為工程實(shí)踐提供了有益的參考.

為了探討混凝土芯水泥土攪拌樁群樁基礎(chǔ)在軟土地基中的受力特征,以及褥墊層的移動(dòng)趨勢(shì),進(jìn)行混凝土芯水泥土攪拌樁群樁復(fù)合地基加固軟土地基的室內(nèi)模型試驗(yàn)。通過(guò)監(jiān)測(cè)分級(jí)荷載作用下復(fù)合地基的沉降和樁頂、樁底以及樁間土不同位置的應(yīng)力分布的變化來(lái)探討復(fù)合地基承載特性。對(duì)樁頂平面處a樁周圍土層表面埋設(shè)標(biāo)志物,分析了褥墊層材料的移動(dòng)態(tài)勢(shì)和樁間土體的沉降量的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合地基在上部荷載作用下,加載初期是由樁來(lái)承擔(dān)大部分上部荷載;由于褥墊層的調(diào)節(jié)作用,樁頂面處的樁土應(yīng)力比逐漸增大,達(dá)到峰值后比值有所減小直到趨于穩(wěn)定。混凝土芯水泥土攪拌樁群樁復(fù)合地基在上部荷載作用下的沉降曲線(p-s曲線)為緩變型;褥墊層向群樁所圍成幾何圖形的中心移動(dòng),樁周土的水平位移和豎向沉降都以樁為中心呈現(xiàn)由近及遠(yuǎn)不斷減少的趨勢(shì)。研究結(jié)果為工程實(shí)踐提供了有益的參考。

變徑水泥土攪拌樁單樁承載力試驗(yàn)研究——提出了以變徑水泥土攪拌樁加固軟土層位于中間的多層軟弱地基的方法．通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)介紹了變徑攪拌樁的施工方法、樁身質(zhì)量檢測(cè)，并通過(guò)單樁荷載試驗(yàn)研究了變徑攪拌樁的單樁承載力特性．現(xiàn)場(chǎng)試樁開(kāi)挖表明，該方法能夠施工形...

在水泥土攪拌樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中,復(fù)合地基承載力是最重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。本文通過(guò)對(duì)多個(gè)攪拌樁工程的單樁和復(fù)合地基載荷試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)工程中的水泥土單樁的實(shí)際承載力一般難以達(dá)到設(shè)計(jì)或理論計(jì)算值。在此基礎(chǔ)上,對(duì)工程中如何確定水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力特征值提出了一些合理化建議。

水泥土攪拌樁復(fù)合地基的變形特性與承載力

水泥土攪拌樁復(fù)合地基的變形特性與承載力——水泥土攪拌樁復(fù)合地基的變形特性與承載力

由于水泥土攪拌樁復(fù)合地基的應(yīng)用非常廣泛,對(duì)于諸如素填土、雜填土、淤泥質(zhì)土、黏土、粉土以及砂土等軟弱地基的加固處理均有良好的效果,且其施工成本相對(duì)也比較低,因此其近年來(lái)在我國(guó)得到了迅速的推廣和普及。本文首先對(duì)水泥土攪拌樁復(fù)合地基的受力原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述,并通過(guò)幾種典型的水泥土攪拌樁復(fù)合地基質(zhì)量檢測(cè)方法來(lái)對(duì)其變形特性與承載力進(jìn)行了深入的探討和分析。

水泥土攪拌樁加固技術(shù)從發(fā)明到現(xiàn)在,其歷史不過(guò)幾十年,無(wú)論從加固機(jī)理還是設(shè)計(jì)計(jì)算方法,均存在不完善的地方,仍處在探討研究之中。為了滿足地基的強(qiáng)度、變形和抗震等要求,必須對(duì)天然的軟弱土地基進(jìn)行人工處理。水泥土攪拌樁復(fù)合地基,由于其經(jīng)濟(jì)效益顯著,施工便捷而又無(wú)環(huán)境污染,被廣泛應(yīng)用于各類工程實(shí)踐中。

按現(xiàn)有試驗(yàn)條件對(duì)水泥土攪拌樁復(fù)合地基進(jìn)行綜合檢測(cè)判定,通過(guò)工程檢測(cè)實(shí)例,提出水泥土攪拌樁樁身粘結(jié)的好壞程度和連續(xù)性可以間接反映復(fù)合地基承載特性,以樁身強(qiáng)度控制評(píng)價(jià)水泥土攪拌樁施工質(zhì)量存在較大不確定性,因此對(duì)水泥土樁身連續(xù)性和均勻性的檢驗(yàn)變得十分必要。

隨著工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種地基處理方法被大量采用。由于造價(jià)及功效的驅(qū)使，水泥土攪拌樁復(fù)合地基近年來(lái)備受青睞，被廣泛采用。載荷試驗(yàn)是目前研究水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力的重要手段。本文是筆者結(jié)合某工程實(shí)例對(duì)軟基處理區(qū)開(kāi)展的單樁與多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，以及水泥土攪拌樁靜載試驗(yàn)中存在的尺寸效應(yīng)進(jìn)行了深入的分析與探討，揭示了復(fù)合地基載荷試驗(yàn)獲得的復(fù)合地基承載力特征值、沉降量與其對(duì)應(yīng)載荷板尺寸之間的相互關(guān)系。

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,討論了地基土含水量變化對(duì)水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力的影響,建議采用\"10mm厚的水泥砂漿對(duì)整個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行封閉保護(hù)\"來(lái)減低其影響。通過(guò)2個(gè)典型試驗(yàn)場(chǎng)地試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析,討論了按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定確定復(fù)合地基承載力特征值可能存在的問(wèn)題;建議進(jìn)行破壞性試驗(yàn),先定極限荷載,然后再根據(jù)\"先評(píng)價(jià)復(fù)合地基均勻性、再根據(jù)安全系數(shù)確定承載力\"的原則確定復(fù)合地基的承載力。

為了研究黃河三角洲地區(qū)地下咸水對(duì)水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載特性的影響,對(duì)典型地段地下土和水進(jìn)行了勘察分析,對(duì)含鹽水泥土的劣化進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并基于biot固結(jié)理論對(duì)含鹽水泥土復(fù)合地基進(jìn)行了固結(jié)分析。研究發(fā)現(xiàn),地下水呈酸性,陽(yáng)離子主要為k+、na+,陰離子主要為cl-、so24-;鹽對(duì)水泥土有較強(qiáng)的腐蝕作用,90d齡期含鹽水泥土抗壓強(qiáng)度比淡水環(huán)境降低18.5%,180d的降低了21.6%;水泥土劣化對(duì)超靜孔隙水壓力影響不明顯;水泥土劣化使樁軸向應(yīng)力水平提高15%以上;水泥土劣化使水平位移及豎向沉降都有所增大。這表明咸水腐蝕對(duì)水泥土復(fù)合地基承載性能的影響不可忽略,在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)充分重視,需采取耐久性措施以保證道路服役期的安全運(yùn)營(yíng)。

本文簡(jiǎn)要介紹了水泥土攪拌復(fù)合地基變形的計(jì)算,提出了兩種可行的計(jì)算方法,并對(duì)兩種計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比。

設(shè)計(jì)計(jì)算：機(jī)具條件：直徑d(mm)樁長(zhǎng)范圍土層名稱土厚li(m) 樁側(cè)土磨擦阻力特征值 (qsia) 樁端土阻力(qp:未 修正承載力特征值) 0.51雜填土6.110 有效樁長(zhǎng)(m)l=11.52淤泥2.95 樁截面面積(m2)ap=d 2 *3.14/40.196253粗砂2.520 樁周長(zhǎng)μpμp=d*3.141.574粉質(zhì)粘土000 5000 6000 1.單樁承載力： 參數(shù)取值：： 樁身強(qiáng)度折減系數(shù)：η (0.2~0.25) 樁端天然土承 載力折減系數(shù): α(0.4~0.6) 樁間土承載力 折減系數(shù)：β (0.1~0.4) 樁間天然土承載力特 征值fsk(kpa) 面積置換率 m(0.12~0.3) 樁身水泥土無(wú)側(cè)限抗壓 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu(0.3~2mpa) 樁端阻阻力qp 0.33

介紹了某工程概況,分析了場(chǎng)地土的物理力學(xué)性質(zhì),比較了復(fù)合地基沉降計(jì)算結(jié)果。

探討了水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力的影響因素和多層建筑地基處理中水泥土攪拌樁的凝結(jié)齡期不足時(shí)復(fù)合地基承載力的確定方法,并以京平高速公路順義北務(wù)地區(qū)有機(jī)質(zhì)淤泥和較軟弱粉質(zhì)黏土互層的地基為例,得出相應(yīng)的結(jié)論。

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》分別給出含有折減系數(shù)α的單樁承載力計(jì)算公式和含有系數(shù)β的復(fù)合地基承載力計(jì)算公式,為了得到適用于本地區(qū)的α和β的取值范圍,為今后規(guī)范的修訂提供參考數(shù)據(jù),對(duì)珠三角地區(qū)有代表性的淤泥質(zhì)土地基采用水泥土攪拌樁進(jìn)行加固處理,進(jìn)行單樁、天然地基以及設(shè)置4種厚度褥墊層的水泥土攪拌樁四樁復(fù)合地基的靜載荷試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和反算,對(duì)規(guī)范給出的承載力計(jì)算公式中折減系數(shù)α和β的取值范圍進(jìn)行修正,給出詳細(xì)的取值建議。同時(shí)分析褥墊層厚度對(duì)復(fù)合地基承載力的影響,并建議褥墊層厚度取200～400mm,為珠三角地區(qū)水泥土攪拌樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)提供參考。

結(jié)合浙江省寧波市軌道交通3號(hào)線某基地工程實(shí)際,對(duì)釘形水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載能力進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:釘形水泥土攪拌樁的樁身軸力主要在擴(kuò)大頭處集中；樁身軸力根據(jù)樁長(zhǎng)的深度逐漸減小；從樁頭至樁身變截面處,樁身軸力與樁身變截面以下部分相比,衰減更快；由于釘形雙向攪拌樁的樁身結(jié)構(gòu)更為合理,加固效果比傳統(tǒng)水泥土攪拌樁更好；且由于釘形水泥土攪拌樁在復(fù)合地基應(yīng)用條件下較傳統(tǒng)水泥土攪拌樁的樁間距有增加,故處理相同面積軟土地基時(shí)所用的總樁數(shù)大為減少,可以縮短工期。

以某水泥土攪拌樁復(fù)合地基4組靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)為實(shí)例,對(duì)樁的荷載—沉降關(guān)系分別建立gm(1,1)模型及gm(1,1)新陳代謝模型進(jìn)行對(duì)比預(yù)測(cè)分析。結(jié)果表明:gm(1,1)新陳代謝模型能及時(shí)補(bǔ)充樁頂位移新信息,同時(shí)去掉老信息,極大地提高了預(yù)測(cè)精度。利用gm(1,1)新陳代謝模型對(duì)水泥土攪拌樁復(fù)合地基及單樁承載力進(jìn)行預(yù)測(cè),得出試驗(yàn)不徹底的水泥土攪拌樁復(fù)合地基及單樁的極限承載力分別為540、450kn,其相應(yīng)樁頂位移量分別為37.3、14.7mm。

基于夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的結(jié)果,分析了復(fù)合地基在豎向荷載作用下墊層、樁及樁間土的共同作用機(jī)理,假設(shè)樁側(cè)摩阻力分布形狀,建立夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的分析模型,考慮復(fù)合地基中樁、土變形協(xié)調(diào),提出了一種計(jì)算復(fù)合地基樁土應(yīng)力比的方法.利用該方法對(duì)夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基在豎向荷載作用下的承載特性進(jìn)行深入研究,重點(diǎn)分析了墊層模量、樁端持力層模量、樁土相對(duì)剛度比、樁長(zhǎng)徑比對(duì)樁土應(yīng)力比的影響.結(jié)果表明:夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基中墊層的模量對(duì)樁土應(yīng)力比的影響要遠(yuǎn)大于樁端土持力層的模量;樁長(zhǎng)徑比的增加會(huì)使樁土應(yīng)力比趨于一定值,說(shuō)明復(fù)合地基中臨界樁長(zhǎng)的存在;增大樁長(zhǎng)并同時(shí)提高樁土相對(duì)剛度比能顯著提高樁土應(yīng)力比.