路堤下深長變徑攪拌樁荷載傳遞與復(fù)合地基性狀研究.pdf

1、變徑水泥土攪拌法是一種全新的深層攪拌技術(shù)，解決了常規(guī)水泥土攪拌樁施工中存在的諸多問題，其獨(dú)特的擴(kuò)大頭結(jié)構(gòu)更能充分發(fā)揮土拱效應(yīng)和樁身承載特性。采用大直徑、深長、變徑水泥土攪拌樁處理申嘉湖杭高速公路深厚軟土地基(>20m)獲得成功，這在國內(nèi)外尚屬首次。然而，目前的實(shí)際工程設(shè)計(jì)仍主要采用經(jīng)驗(yàn)法和工程類比法，缺乏系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。
　　 本文以路堤下深長變徑水泥土攪拌樁復(fù)合地基理論與應(yīng)用為研究對(duì)象，采用室內(nèi)外試驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合

2、的方法，深入研究了深長變徑水泥土攪拌樁的荷載傳遞規(guī)律、復(fù)合地基應(yīng)力場和變形場的分布特點(diǎn)，提出了附加應(yīng)力和沉降的計(jì)算方法，并對(duì)樁徑、樁長及褥摯層等設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究，為變徑水泥土攪拌樁復(fù)合地基新工法的推廣應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。全文主要研究成果歸納如下：
　　 (1)介紹了變徑水泥土攪拌樁施工技術(shù)；全面總結(jié)了變徑樁復(fù)合地基已有理論成果；回顧了路堤荷載下復(fù)合地基性狀的研究現(xiàn)狀，并指出其中存在的問題。
　　 (2)針對(duì)杭嘉湖平

3、原沖湖積軟土，通過室內(nèi)水泥土配合比試驗(yàn)，研究了水泥土的工程特性，得到了最佳配合比，并用水泥土摻砂試驗(yàn)探索了進(jìn)一步提高樁身強(qiáng)度的有效方法；采用現(xiàn)代原位測試技術(shù)(CPTU)揭示了變徑水泥土攪拌樁施工前后樁間土強(qiáng)度、變形、固結(jié)、滲透等特性的變化規(guī)律；通過芯樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和電阻率測試，證明其樁身質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，并采用水平向電阻率的標(biāo)準(zhǔn)差評(píng)價(jià)了水泥土攪拌均勻性。現(xiàn)場工程實(shí)踐及試驗(yàn)結(jié)果證明，深長變徑攪拌樁在高速公路深厚軟土地基(>20m)處理

4、中得到了成功應(yīng)用，這一開創(chuàng)性的成果大大拓寬了水泥土攪拌樁的應(yīng)用前景。
　　 (3)通過現(xiàn)場樁身應(yīng)力測試和三維數(shù)值模擬系統(tǒng)研究了變徑水泥土攪拌樁的荷載傳遞機(jī)理。明確了樁身軸力、樁側(cè)摩阻力沿深度變化規(guī)律；在路堤荷載下擴(kuò)大頭樁體承擔(dān)了更多的荷載，能很好的協(xié)調(diào)下部樁土作用；揭示了路堤內(nèi)部和復(fù)合地基內(nèi)部的土拱效應(yīng)，并利用土拱效應(yīng)解釋和驗(yàn)證了變徑樁的荷載傳遞規(guī)律；基于路堤下充分發(fā)揮樁體作用的思路，提出變徑樁的合理樁徑比為1．6～2．0。

5、r>　　 (4)系統(tǒng)研究了路堤荷載下變徑樁復(fù)合地基的附加應(yīng)力場和變形場的分布特點(diǎn)。變徑樁復(fù)合地基在樁頂、變徑位置和樁端附近附加應(yīng)力梯度較大；采用多層彈性地基解聯(lián)合Mindlin解計(jì)算了變徑樁復(fù)合地基的附加應(yīng)力，該方法既能考慮樁土相互作用，又能反映附加應(yīng)力的擴(kuò)散效應(yīng)；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，樁長、下臥層模量和填土高度是影響下臥層沉降的最主要因素。
　　 (5)全面研究了不同荷載形式下(單樁受力、剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基受力、路堤下復(fù)合地基受力和大面