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水泥土搅拌桩复合地基由于适应性广、造价较低和加固效果良好等特点,目前已广泛应用于软土地基加固处理中。搅拌桩复合地基承载力是评价其加固性能的最重要的指标之一。在工程实际中,通常根据现场勘察结果选择相应的施工工法,并通过试桩以及试桩过程中对桩体和复合地基承载力的检测监测,来确定工程施工参数,分析复合地基的加固效果。
本文首先分析了水泥土搅拌桩复合地基的国内外发展趋势及工程应用,归纳总结了复合地基的概念、主要类型及效用,分析了桩式复合地基的加固机理以及水泥土搅拌桩复合地基承载力及沉降特性的计算理论和方法。在此基础上,以太焦铁路太谷段黄土地基为研究背景,根据现场勘察和试验结果,分析评价了该路段黄土的特性及其湿陷性。最后,采用现场监测、数值分析及理论计算等手段,计算分析了该路段水泥土搅拌桩复合地基的承载力及沉降特性,得到以下主要研究结论:
(1)通过桩身外观尺寸检查和钻孔取芯,发现芯样完整性良好,桩体均匀;各芯样无侧限抗压试验结果均大于1MPa,表明水泥土搅拌桩桩身完整性和桩体强度均能满足设计要求。
(2)随着荷载的逐渐增加,复合地基荷载-沉降曲线缓慢向下发展,比例界限和极限荷载不明显;在竖向荷载作用下,地基的压密、局部剪切破坏和完全破坏特征也不明显,表明复合地基承载力未达到其极限状态。
(3)通过静载荷试验、理论计算以及数值模拟所得水泥土搅拌桩单桩复合地基承载力特征值分别为190kPa、315kPa和238kPa。由此可知,复合地基承载力特征值理论计算结果大于现场测试结果,主要是因为试验荷载未达到复合地基的极限状态,未充分发挥其承载能力;数值模拟结果略小于现场静载荷试验结果,但其差值较小。
(4)现场监测、数值模拟及理论计算所得地基沉降量分别为21.17mm、26.14mm及31.25mm。数值模拟结果大于现场监测,主要原因是地基土的密度及弹性模量通常会随着时间增长而增大,但本文模型中则取密度及弹性模量为固定值。
本文首先分析了水泥土搅拌桩复合地基的国内外发展趋势及工程应用,归纳总结了复合地基的概念、主要类型及效用,分析了桩式复合地基的加固机理以及水泥土搅拌桩复合地基承载力及沉降特性的计算理论和方法。在此基础上,以太焦铁路太谷段黄土地基为研究背景,根据现场勘察和试验结果,分析评价了该路段黄土的特性及其湿陷性。最后,采用现场监测、数值分析及理论计算等手段,计算分析了该路段水泥土搅拌桩复合地基的承载力及沉降特性,得到以下主要研究结论:
(1)通过桩身外观尺寸检查和钻孔取芯,发现芯样完整性良好,桩体均匀;各芯样无侧限抗压试验结果均大于1MPa,表明水泥土搅拌桩桩身完整性和桩体强度均能满足设计要求。
(2)随着荷载的逐渐增加,复合地基荷载-沉降曲线缓慢向下发展,比例界限和极限荷载不明显;在竖向荷载作用下,地基的压密、局部剪切破坏和完全破坏特征也不明显,表明复合地基承载力未达到其极限状态。
(3)通过静载荷试验、理论计算以及数值模拟所得水泥土搅拌桩单桩复合地基承载力特征值分别为190kPa、315kPa和238kPa。由此可知,复合地基承载力特征值理论计算结果大于现场测试结果,主要是因为试验荷载未达到复合地基的极限状态,未充分发挥其承载能力;数值模拟结果略小于现场静载荷试验结果,但其差值较小。
(4)现场监测、数值模拟及理论计算所得地基沉降量分别为21.17mm、26.14mm及31.25mm。数值模拟结果大于现场监测,主要原因是地基土的密度及弹性模量通常会随着时间增长而增大,但本文模型中则取密度及弹性模量为固定值。