水泥土組合樁工程性狀研究.pdf

1、水泥土組合樁是近些年才出現(xiàn)的一種新型組合材料樁，常用于粉土、粘性土等軟土地基處理和深基坑支護(hù)中。在組合樁的荷載傳遞中，水泥土起著關(guān)鍵作用。組合樁的承載能力與水泥土強(qiáng)度之間存在必然關(guān)系。然而，目前對(duì)其工作機(jī)理的認(rèn)識(shí)還不完善，還缺乏可行和可靠的分析和計(jì)算方法，這使得水泥土組合樁的應(yīng)用受到一定的限制。
　　為進(jìn)一步揭示水泥土組合樁的工作性狀，本文以水泥土及水泥土組合樁為研究對(duì)象，通過無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)，對(duì)單摻水泥、粉煤灰等的水

2、泥土強(qiáng)度、水泥土組合樁的承載力進(jìn)行了研究，對(duì)組合樁的破壞模式進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析，其主要結(jié)論如下:
　　(1)通過水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，可得:①單摻水泥時(shí)，水泥土的強(qiáng)度隨水泥摻量的增加而增加，但其增加的趨勢(shì)不完全是線性關(guān)系。當(dāng)摻量超過22％后，水泥摻量的增加對(duì)其強(qiáng)度的提高效果不明顯;齡期的增長(zhǎng)使水泥土的強(qiáng)度發(fā)生跳躍式變化:當(dāng)齡期為14 d-28 d時(shí)強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，齡期為28 d-60 d時(shí)增長(zhǎng)迅速，而超過60 d后則基本不變。

3、②同時(shí)摻加粉煤灰、生石灰和硫酸鈉時(shí)，粉煤灰活性得到有效激發(fā)，其最佳摻入比為77∶20∶3。摻入后前期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢、后期迅速。③在強(qiáng)度不變的情況下，當(dāng)水泥和FCS（粉煤灰、生石灰、硫酸鈉）的摻入比為1∶2時(shí)，摻入FCS可節(jié)約水泥用量達(dá)50％左右。④石膏的最佳摻入比為2％左右，摻入石膏對(duì)水泥土最終強(qiáng)度影響不大，但可提高其前期強(qiáng)度。
　　(2)通過對(duì)組合樁的室內(nèi)模型試驗(yàn)，可得:①組合樁荷載-沉降曲線拐點(diǎn)明顯。當(dāng)荷載小于極限承載力時(shí)，曲線

4、呈現(xiàn)近似的線性變化，但當(dāng)荷載大于極限承載力后，沉降量則快速增加。②長(zhǎng)樁砼芯可有效地將荷載向下傳遞，并能將樁側(cè)摩阻力充分利用。當(dāng)荷載相同時(shí)，長(zhǎng)樁比短樁的沉降量要小;③水泥土完全相同時(shí)，長(zhǎng)樁比短樁的承載力提高了1.5～1.8倍;④樁芯所承擔(dān)的軸力分布均為上部大下部小，短樁荷載傳至30 cm時(shí)約降低50％，傳至40 cm時(shí)降低約70％，軸力在樁上部5至25 cm時(shí)下降最快，下部變緩。長(zhǎng)樁軸力分布規(guī)律與短樁相同。
　　(3)通過對(duì)組合樁的

5、破環(huán)模式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析，得出:①組合樁破壞模式主要有四種:芯樁樁頂被壓碎、芯樁向水泥土中刺入、組合樁無(wú)芯段被壓碎、組合樁整體刺入樁端土中。其中第四種模式可以使組合樁的側(cè)阻力充分發(fā)揮，從而可獲得較高的單樁承載力，是最理想的破壞模式。②在理想破壞模式的基礎(chǔ)上提出三條優(yōu)化設(shè)計(jì)觀點(diǎn):(i)單樁極限承載力隨芯樁長(zhǎng)度的增大而增大，適當(dāng)?shù)男緲堕L(zhǎng)度能夠使更多的荷載傳遞到樁身下部，充分發(fā)揮樁的側(cè)摩阻力和樁端阻力，摻灰量越小，無(wú)芯段取值越大。(ii)組