水泥土组合桩工程性状研究

发布时间：2018-06-08 13:47

本文选题：粉土 + 水泥土　；参考：《浙江工业大学》2014年硕士论文

【摘要】：水泥土组合桩是近些年才出现的一种新型组合材料桩,常用于粉土、粘性土等软土地基处理和深基坑支护中。在组合桩的荷载传递中,水泥土起着关键作用。组合桩的承载能力与水泥土强度之间存在必然关系。然而,目前对其工作机理的认识还不完善,还缺乏可行和可靠的分析和计算方法,这使得水泥土组合桩的应用受到一定的限制。为进一步揭示水泥土组合桩的工作性状,本文以水泥土及水泥土组合桩为研究对象,通过无侧限抗压强度试验和静载试验,对单掺水泥、粉煤灰等的水泥土强度、水泥土组合桩的承载力进行了研究,对组合桩的破坏模式进行了优化设计与分析,其主要结论如下：(1)通过水泥土无侧限抗压强度试验,可得：①单掺水泥时,水泥土的强度随水泥掺量的增加而增加,但其增加的趋势不完全是线性关系。当掺量超过22%后,水泥掺量的增加对其强度的提高效果不明显；龄期的增长使水泥土的强度发生跳跃式变化：当龄期为14 d-28 d时强度增长缓慢,龄期为28 d-60 d时增长迅速,而超过60 d后则基本不变。②同时掺加粉煤灰、生石灰和硫酸钠时,粉煤灰活性得到有效激发,其最佳掺入比为77：20：3。掺入后前期强度增长缓慢、后期迅速。③在强度不变的情况下,当水泥和FCS(粉煤灰、生石灰、硫酸钠)的掺入比为1：2时,掺入FCS可节约水泥用量达50%左右。④石膏的最佳掺入比为2%左右,掺入石膏对水泥土最终强度影响不大,但可提高其前期强度。(2)通过对组合桩的室内模型试验,可得：①组合桩荷载-沉降曲线拐点明显。当荷载小于极限承载力时,曲线呈现近似的线性变化,但当荷载大于极限承载力后,沉降量则快速增加。②长桩砼芯可有效地将荷载向下传递,并能将桩侧摩阻力充分利用。当荷载相同时,长桩比短桩的沉降量要小；③水泥土完全相同时,长桩比短桩的承载力提高了1.5～1.8倍；④桩芯所承担的轴力分布均为上部大下部小,短桩荷载传至30 cm时约降低50%,传至40 cm时降低约70%,轴力在桩上部5至25 cm时下降最快,下部变缓。长桩轴力分布规律与短桩相同。(3)通过对组合桩的破环模式进行优化设计与分析,得出：①组合桩破坏模式主要有四种：芯桩桩顶被压碎、芯桩向水泥土中刺入、组合桩无芯段被压碎、组合桩整体刺入桩端土中。其中第四种模式可以使组合桩的侧阻力充分发挥,从而可获得较高的单桩承载力,是最理想的破坏模式。②在理想破坏模式的基础上提出三条优化设计观点：(i)单桩极限承载力随芯桩长度的增大而增大,适当的芯桩长度能够使更多的荷载传递到桩身下部,充分发挥桩的侧摩阻力和桩端阻力,掺灰量越小,无芯段取值越大。(ii)组合桩芯桩的几何尺寸可由芯桩长度及桩顶和桩端截面面积来确定。(iii)在确保组合桩施工时能够顺利压桩的情况下,可通过降低水灰比的同时增大桩底附近的掺灰量,或在水泥浆中添加外加剂,比如石膏等,来提高水泥土的强度。
[Abstract]:The soil - soil composite pile is a new type of composite material pile which only appears in recent years . It is commonly used in soft soil foundation treatment and deep foundation pit support such as silt and cohesive soil .
( 2 ) When the load is less than the ultimate bearing capacity , the curve presents an approximate linear change , but when the load is smaller than the ultimate bearing capacity , the curve presents an approximate linear change .
( 3 ) the bearing capacity of the long pile is 1.5 - 1.8 times higher than that of the short pile when the cement - soil is the same ;
( 3 ) By optimizing the design and analysis of the broken ring pattern of the combined pile , it is concluded that : ( i ) the ultimate bearing capacity of the pile is increased with the increase of the length of the core pile .
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU473.1

【引证文献】