路堤荷載下剛性樁復(fù)合地基的荷載傳遞性狀與變形規(guī)律研究.pdf

1、以CFG樁、PTC管樁為代表的剛性樁在國(guó)內(nèi)高速公路軟土地基處理中正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，對(duì)其承載機(jī)理以及變形規(guī)律的研究也在逐漸深入的展開(kāi)，且已取得眾多有益的研究成果，本文在綜合前人已有成果的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)值模擬以及理論分析的手段繼續(xù)對(duì)該類型樁體復(fù)合地基在路堤荷載下的性狀進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，所做的主要工作可歸納為以下幾個(gè)方面： (1)回顧了剛性樁復(fù)合地基在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)非排土施工工藝下剛性樁的擠土效應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了系

2、統(tǒng)歸納，總結(jié)了該類型樁體復(fù)合地基在路堤荷載下的承載及變形計(jì)算的相關(guān)研究成果，指出了尚需進(jìn)一步解決的問(wèn)題及深化研究的方向。 (2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)沉樁試驗(yàn)的分析，研究了非排土施工工藝下剛性樁單樁及群樁施工對(duì)樁周土的擾動(dòng)影響，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)表明群樁的擠土效應(yīng)是各單樁施工的綜合影響的結(jié)果。成樁后不同休止期的樁周土靜力觸探試驗(yàn)的結(jié)果表明，樁周土強(qiáng)度瞬間降低很多，但隨著時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸恢復(fù)，群樁的擾動(dòng)影響遠(yuǎn)甚于單樁。對(duì)填土卸載前后的樁周土強(qiáng)度分析后認(rèn)為，

3、經(jīng)過(guò)填土加載后，樁周土強(qiáng)度提高，土體的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)均得到顯著改善。 (3)采用平面有限元的分析手段，深入研究了路堤荷載下剛性樁復(fù)合地基的承載機(jī)理，重點(diǎn)探討了土拱效應(yīng)、拉膜效應(yīng)以及樁體應(yīng)力集中比等量值的影響因素，分析了樁帽在剛性樁復(fù)合地基體系中作用。同時(shí)借助帶帽單樁等效處理范圍內(nèi)的計(jì)算模型，提出了一樁土應(yīng)力比計(jì)算公式，通過(guò)算例和參數(shù)分析以及與有限元計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，認(rèn)為該公式是具有一定合理性的。 (4)采用平面有限元的分

4、析手段，繼續(xù)對(duì)路堤荷載下剛性樁復(fù)合地基的沉降規(guī)律進(jìn)行了較為系統(tǒng)的探討，重點(diǎn)研究了各組成材料的模量及樁長(zhǎng)、樁間距、樁帽等因素變化時(shí)，復(fù)合地基沉降的響應(yīng)情況，并著重探討了有無(wú)樁帽對(duì)沉降的影響，結(jié)果表明下臥層模量較低的情況下改變樁帽或調(diào)節(jié)樁間距對(duì)總沉降影響不大，此時(shí)應(yīng)主要通過(guò)改變樁長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工后沉降的控制，下臥層模量大時(shí)則無(wú)論調(diào)節(jié)樁帽尺寸或樁間距還是樁長(zhǎng)都會(huì)對(duì)總沉降產(chǎn)生明顯影響，只是在樁長(zhǎng)增大到一定程度后影響就不在顯著。 (5)對(duì)剛性

5、樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法進(jìn)行了初步的探討，重點(diǎn)研究了已有復(fù)合模量法、樁間土應(yīng)力兩種計(jì)算方法在該類型復(fù)合地基中的適應(yīng)性問(wèn)題，通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)以及數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比后認(rèn)為，兩種方法均具有一定的適應(yīng)性，但對(duì)CFG樁，后一種計(jì)算方法更接近實(shí)際結(jié)果。 (6)對(duì)連鹽高速公路CFG樁和PTC管樁兩個(gè)剛性樁試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)成果進(jìn)行了分析，進(jìn)而對(duì)兩個(gè)試驗(yàn)段剛性樁復(fù)合地基的加固效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)以及對(duì)比分析，結(jié)果認(rèn)為由于眾多原因使得PTC管樁的加固效果要優(yōu)于C