混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載與變形特性研究.pdf

1、混凝土芯水泥土攪拌樁是在水泥土攪拌樁施工完畢后,水泥土初凝之前,利用靜壓機(jī)械將預(yù)制的混凝土芯樁壓入水泥土攪拌樁中而形成的一種復(fù)合樁型?；炷列舅嗤翑嚢铇督Y(jié)合了預(yù)制混凝土樁樁身強(qiáng)度高和水泥土攪拌樁表面積大的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的樁身承載力。
　　現(xiàn)有關(guān)于混凝土芯水泥土攪拌樁的試驗(yàn)和理論研究均較少，而且主要集中在討論其單樁承載特性上,對于混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基的承載力和沉降控制機(jī)理研究較少。缺少準(zhǔn)確計算混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基承

2、載力和固結(jié)沉降的方法。
　　本文通過開展現(xiàn)場試驗(yàn)并結(jié)合數(shù)值模擬和理論分析，對混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基的承載和沉降控制機(jī)理進(jìn)行了探討；提出了混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力和固結(jié)沉降計算方法。并依據(jù)工程實(shí)例，將本文提出的承載力和固結(jié)沉降計算方法應(yīng)用到具體設(shè)計中。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）通過樁體施工對樁周土的影響試驗(yàn)、單樁復(fù)合地基載荷板試驗(yàn)和載荷板試驗(yàn)數(shù)值模擬，討論了混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基的承載力機(jī)理：在

3、混凝土芯水泥土攪拌樁施工期間進(jìn)行了樁體施工對樁周土的影響試驗(yàn)，通過埋設(shè)孔隙水壓力計和測斜管，對樁體施工引起的土體超靜孔隙水壓力和側(cè)向位移進(jìn)行了觀測；同時利用靜力觸探試驗(yàn)，對樁周土在樁體施工前后的強(qiáng)度變化規(guī)律進(jìn)行了研究。采用單樁復(fù)合地基載荷板試驗(yàn)，對比了混凝土芯水泥土攪拌樁和普通水泥土攪拌樁的承載力提高效果。在載荷板試驗(yàn)過程中對混凝土芯、水泥土攪拌樁外殼和樁周土的豎向應(yīng)力進(jìn)行了系統(tǒng)試驗(yàn)觀測，討論了剛性荷載板下混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基的

4、荷載傳遞規(guī)律?；谳d荷板試驗(yàn)，利用Gleaves軟件建立了有限元分析模型，討論了芯長比（LC/LD，LC和LD分別為混凝土芯和水泥土攪拌樁外殼長度）和含芯率（AC/(AD+AC)，AC和AD分別為混凝土芯和水泥土攪拌樁外殼的截面積）對于混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基荷載傳遞規(guī)律的影響。
　?。?）根據(jù)單樁復(fù)合地基載荷板試驗(yàn)和載荷板試驗(yàn)數(shù)值模擬結(jié)果，提出了混凝土芯水泥土攪拌樁含芯率和芯長比的優(yōu)化組合方法?；谳d荷板試驗(yàn)結(jié)果，初步確定了

5、樁周土承載力提高系數(shù)α、樁周土承載力發(fā)揮系數(shù)β和樁土極限側(cè)摩阻力調(diào)整系數(shù)δ等參數(shù)，給出了混凝土芯水泥土攪拌樁單樁復(fù)合地基的承載力計算方法。
　?。?）結(jié)合路堤荷載下混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基的長期現(xiàn)場試驗(yàn)和有限元分析模型，討論了混凝土芯水泥土攪拌樁的沉降控制機(jī)理：在長期現(xiàn)場試驗(yàn)中，對混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基變形（包括總沉降、分層沉降和水平位移）和應(yīng)力（包括混凝土芯豎向應(yīng)力、水泥土攪拌樁和樁周土表面的豎向應(yīng)力）在填土過程中的變

6、化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)觀測。利用路堤荷載下混凝土芯水泥土攪拌樁有限元模型，分析了芯長比和含芯率對于沉降控制效果和荷載傳遞規(guī)律的影響。
　?。?）基于本文提出的混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基樁土位移模式和側(cè)摩阻力分布形式，給出了混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基沉降計算方法。在等應(yīng)變條件下推導(dǎo)了混凝土芯水泥土攪拌樁復(fù)合地基的固結(jié)方程，討論了芯長比、含芯率、水泥土攪拌樁和混凝土芯的模量等參數(shù)對于固結(jié)度的影響。
　　（5）利用本文提出的混凝土芯