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深层搅拌桩与旋喷桩复合地基承载力的分析喷沙机

时间:2022年08月05日

深层搅拌桩与旋喷桩复合地基承载力的分析

深层搅拌桩与旋喷桩复合地基承载力的分析 2011年12月09日 来源: 随着地基处理技术的发展和各种处理方法的推广使用,复合地基得到越来越多的应用。工程实践积累了大量数据。本文依据天津地区地基处理常用深层搅拌桩、旋喷桩复合地基为例,结合工程测试(本文测试采用堆载法,荷载板采用1 m×1 m)实测数据,从3个方面进行复合地基承载力分析。1 影响复合地基承载力的因素  复合地基承载力是由土和桩共同承担的,因而影响复合地基承载力的因素可分2类:(1)地层的影响。这包括地基土的组成、饱和度、容重等。深入了解这些特性,对于设计人员选择合适的处理方法,预估处理效果将是必不可少的。(2)桩的影响。选择的施工工艺是否适合地层,灰土率大小,施工人员的素质都对成桩质量有很大影响。  依据天津地层特点,常选用深层搅拌桩、水泥粉喷桩进行处理。桩径一般为500 mm,桩长5~15 m之间,灰土比是15%~18%,置换率17%~20%,复合地基承载力范围120~180 kPa。  通过对20多个场地载荷试验,60多个抽心发现,由于施工质量(或选择工艺不当),不但不能提高地基承载力,反而会降低承载力。如某两个工程地层相似,一个承载力为170 kPa,,一个仅为120 kPa,,比地层承载力130 kPa还低。抽心还发现桩上部(5 m以上)桩的质量好坏对桩承载力影响大。2 地基处理提高承载力的程度及经济桩长 2.1 地基处理提高承载力的程度评价  为了反映地基处理效果、经济性并且使数据具有可比性,引入一个参数,增加倍数σ=实测值/桩长范围内地层承载力之和。实测值由载荷试验决定,因为复合地基Q-S曲线一般都是缓变形的,没有明显的拐点,一般按相对变形值确定。对于深层搅拌桩或旋喷桩复合地基取S/B(荷载板宽度)或S/D(荷载板直径)所对应的荷载,对于1 m板桩径500 mm来说,沉降量S的取值范围为4~10 mm。在测试中发现,沉降在4~10 mm内,取得的复合地基承载力的离散很大。为了研究方便和具有可比性,取S=7 mm所对应的荷载,置换率选20%时确定场地地基承载力标准值进行研究,桩长范围内承载力之和的计算是由桩长范围内地层承载力标准值乘以层厚来计算,统计结果见表1。表1 承载力统计结果场地号测试桩数承载力标准值/kPa桩长范围内地层承载力之和/(kPa.m)σ值161406500.22252009650.21331457650.20   从表1可以看出σ值变化范围不大且σ值包含有地层、桩长、处理效果等信息,因而用它进行桩长设计、地基处理效果预测,当不知道地基设计值时,可用它估算。 2.2 经济桩长  经济桩长可通过桩长设计值与σ比值,再根据实际地层承载力计算出,此桩长可作为设计参考值。3 复合地基承载力的取值  复合地基Q-S曲线一般都是缓变形的,一般用相对变形值确定,对于深层搅拌桩或旋喷桩复合地基,当桩径500 mm,1 m板,取值为4~10 mm,取代表3点4 mm、7 mm、10 mm所对应地基承载力统计如表2。表2 对应沉降量下的地基承载力及λ场地号桩数对应沉降量下承载力/kPaλ4 mm7 mm10 mm161001401700.07251252002400.0533951451800.07431151852150.0653951702000.09   从表2可以看出地基承载力取值范围离散性很大,但是从规范角度来看是合理的,这使得对复合地基承载力评价带来困难,同时也由此引出争议。在我们研究中发现,仅从曲线上取一点值,不能反应曲线变化特点、趋势。如果取相对变形值和变形值变化,这样既能静态反应复合地基承载力的大小又能动态反应曲线变化发展趋势,使选取复合地基承载力更加合理。本文取S=7 mm时,相应级荷载所对应的沉降量变化率λ见表2。  从表2可以看出沉降量变化率范围为:0.05~0.16。经过10多个对比认为λ取回0.05~0.09为宜。引进λ值目的是在利用相对变形值确定复合地基承载力时,有一个定量参考值。当λ值大时,S取偏小值,目的总是λ值保持在一定范围,如定λ值为0.05~0.09。 4 结论  针对天津地区地基处理常选用深层搅拌桩或旋喷桩复合地基(一般桩径500 mm,灰土率为15%~18%,置换率为17%~20%),通过测试数据研究,结论如下:  (1)在同一地层下,施工质量好坏很重要,它关系到地基处理成败,并且通过测试发现,桩上部5 m质量好坏对地基承载力影响最大。  (2)引进σ值对桩长、复合地基承载力预估及设计有参考作用。  (3)采用相对变形值和变形值变化率,更能合理确定复合地基承载力并且更能反应曲线变化情况,使复合地基承载力取值更符合地层情况。

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