深厚软土地基中钉形水泥搅拌桩复合地基承载性状研究

发布时间：2020-05-09 15:15

【摘要】：软土地基处理技术一直以来都是岩土工程领域的热点问题。钉形水泥搅拌桩作为一种基于水泥搅拌桩改进的新技术,近年来在我国沿海地区被广泛使用。本文结合宁波轨道交通路基处理工程,开展室内水泥土配合比试验和钉形水泥搅拌桩钻孔取芯试验,对钉形水泥搅拌桩进行单桩和单桩复合地基静载荷试验;通过桩身布设应变传感器,研究钉形水泥搅拌桩复合地基承载性状。主要研究内容包括:(1)通过水泥土室内试验,得到了宁波地区淤泥水泥土强度与水泥掺量及龄期的关系。并通过正交试验,得到水泥土复合外加剂的最优配比为:氯化钙掺量3.0%,氢氧化铝掺量3.0%,DEIPA掺量0.03%。(2)通过现场取芯试验得到钉形搅拌桩桩身强度随深度变化的规律,呈阶梯状逐渐衰减,桩身强度离散性较大。粘土中的水泥土强度较高,淤泥中的水泥土强度较低。与室内试验的结果对比,得到桩身强度折减系数为0.21~0.63。(3)通过桩身埋设传感器,得到荷载作用下单桩和单桩复合地基桩身荷载传递规律。钉形水泥搅拌桩单桩和复合地基的桩身轴力随着深度的增加逐步衰减,扩大头部分轴力衰减比下部桩体要快。桩身轴力扩散主要集中在扩大头部分。桩身侧摩阻力分布主要位于桩身扩大头部分,在变截面以下,桩身侧摩阻力随着深度的增加迅速减小。(4)根据单桩承载力和单桩复合地基承载力现场测试结果,对桩间土折减系数β进行分析研究,得到该试验段钉形搅拌桩复合地基的桩间土承载力折减系数的取值范围可取0.7~0.85,比江苏地区规范中β推荐的取值范围要低。(5)采用FLAC3D有限元软件研究钉形水泥搅拌桩复合地基受力特性。分别考虑不同扩大头高度/桩长(H/L)、上下桩径比(D/d)、桩长L和桩间距S对单桩复合地基承载和沉降的影响,得出优化的设计方案:扩大头高度6m、扩大头直径1.0m、桩长15m,桩间距1.8m。并研究不同工况下钉形水泥搅拌桩单桩复合地基的破坏模式。本文的研究成果对深厚软土地区钉形水泥搅拌桩的应用有重要的理论指导意义和工程应用价值。
【图文】：

技术流程

结合室内无侧限抗压强度试验、现场静载荷试验和有限元数值，对钉形水泥搅拌桩复合地基的承载性能进行深入研究，主要研究内容与方括以下几个方面：（1）根据工地现场所取土样，进行水泥土配合比试验，探究该地区水泥土随掺量和龄期的变化规律，并通过正交试验，尝试配制能有效提升该地区水强度的复合外加剂；（2）在现场对钉形水泥搅拌桩取芯，探究桩身强度随深度变化。进行现场和单桩复合地基静载荷试验，对承载和沉降特性开展研究。并通过桩身埋设计，研究在荷载作用下桩身轴力和桩侧摩阻力发挥特性。（3）在工程实例的基础上使用 FLAC3D 软件进行变参数分析，改变影响钉泥搅拌桩复合地基承载力的因素，如不同扩大头高度/桩长（H/L）、上下桩径D/d）、桩长 L 和桩间距 S，以模拟深厚软土中不同组合下的钉形搅拌桩复合的承载力变化规律，并对各工况中钉形搅拌桩复合地基可能出现的破坏模式了分析研究。本文技术流程图如图 1-1 所示。

示意图,示意图,增强体,复合地基

故从这方面可将钉形水泥搅拌桩复合地基分为两，二是非加固区。存在两个基本特点：固区是由基体和增强体两部分组成，是非均质和各向异性的；荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。前一种特征或称为均质地基(包括天然的和人工的)，后一特征使它区别于机理看，竖向增强体复合地基界于浅基础和桩基础之间。组成上来看，，一般情况下，又可将钉形水泥搅拌桩复合地基、桩间土、褥垫层三部分。如下图 2-1 水泥土搅拌桩复合地基泥土搅拌桩复合地基加固体的作用主要表现在以下几个方面:
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU473.1

【参考文献】