水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力與樁長(zhǎng)的關(guān)系研究

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1、10.3969/j.issn.1004-4655.2012.03.019水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力與樁長(zhǎng)的關(guān)系研究楊國(guó)寶1蔣小路21.浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310012;2.上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院，上海200125摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在公路和城市道路建設(shè)中已有越來(lái)越多的地基處理技術(shù)。水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理技術(shù)就是其中之一。對(duì)復(fù)合地基的原理進(jìn)行了進(jìn)一步的闡釋?zhuān)治隽顺Ｒ?jiàn)水泥土攪拌樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中存在的誤區(qū)，著重分析了復(fù)合地基承載力與樁長(zhǎng)的關(guān)系。從承載力的角度出發(fā)，水泥土攪拌樁存在一個(gè)“有效樁長(zhǎng)”。在工程實(shí)踐中，不能為了提高復(fù)合地基

2、承載力，盲目地增大樁長(zhǎng)；否則既增加了工程投資，又沒(méi)有起到應(yīng)有的效果。復(fù)合地基；水泥土攪拌樁；承載力；有效樁長(zhǎng)U416.1A1004-4655(2012)03-0056-022011-12-31第一作者簡(jiǎn)介：楊國(guó)寶(1985-)，男，浙江人，助理工程師，主要從事道路設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃工作。r1.1m，置換率m=0.1874。中國(guó)彳叢王靠楊國(guó)寶，蔣小路：水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力與樁長(zhǎng)的關(guān)系研究2012年第3期土試塊(邊長(zhǎng)為70．7mm的立方體)在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下90d齡期的立方體抗壓強(qiáng)度平均值，kPa。由式(2)和式(3)可見(jiàn)，單樁豎向承載力主要由樁長(zhǎng)、樁周土的

3、側(cè)阻力、樁端土的承載力和單樁的抗壓強(qiáng)度決定。“樁長(zhǎng)越長(zhǎng)，復(fù)合地基承載力越大”即是針對(duì)式(2)所說(shuō)?！皹堕L(zhǎng)越長(zhǎng)，復(fù)合地基承載力越大”的理論具體適用范圍如下。1)當(dāng)式(2)計(jì)算值小于式(3)時(shí)，樁長(zhǎng)越長(zhǎng)，樁周土和樁端土所能提供的單樁的承載力越大，單樁的承載力越大，復(fù)合地基的承載力越大。2)當(dāng)式(2)計(jì)算值大于式(3)時(shí)，樁長(zhǎng)越長(zhǎng)，樁周土和樁端土所能提供的單樁的承載力越大，但是實(shí)際的單樁承載力是固定的：R。=征。A。。樁長(zhǎng)增大，復(fù)合地基的承載力不發(fā)生變化。因此，從承載力的角度出發(fā)，水泥土攪拌樁存在一個(gè)“有效樁長(zhǎng)”；當(dāng)樁長(zhǎng)超高“有效樁長(zhǎng)”時(shí)，加大樁長(zhǎng)對(duì)于提高復(fù)合

4、地基的承載力失效。2設(shè)計(jì)實(shí)例某開(kāi)發(fā)區(qū)城市道路創(chuàng)業(yè)大道，呈東西走向，全長(zhǎng)約5．78km，寬50m。道路等級(jí)為城市主干路，設(shè)計(jì)車(chē)速60km／h。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，按巖土性質(zhì)和成因類(lèi)型劃分，場(chǎng)地內(nèi)巖土層分為種植土、填筑土，黏土、亞黏土(沖積層)，淤泥、淤泥質(zhì)黏土，亞黏土(坡、殘積層)等，其中淤泥、淤泥質(zhì)黏土為軟弱下臥層。它的性質(zhì)為黑、灰黑，飽和，軟塑一流塑，有機(jī)質(zhì)含量高，干強(qiáng)度及韌性高，刀切面光滑，有腐臭味。淤泥質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土的層厚為0．60—5．45Ill_。在道路樁號(hào)K5+600附近，道路填土高度約3．6m。根據(jù)附近鉆孔揭露，該處具體的巖土層物理力學(xué)性

5、質(zhì)見(jiàn)表1。表1巖土層物理力學(xué)性質(zhì)表巖土平均層巖土含水率iL隙比重度y內(nèi)摩擦角黏聚力壓縮系數(shù)壓縮模量水泥土攪拌地基承載力基本容許值層號(hào)／kN．m-34,／(o)c，kPa“I一2／MPaE。／MPa準(zhǔn)值qik／kPaf．o／kPa單元層厚／m狀態(tài)∥％樁摩阻力標(biāo)種植土、松散、1O．73875填筑土①欠壓實(shí)黏土、亞可塑、局部2黏土②，3．0230．70．79018．9l11．520．80，4843．9130140硬塑、軟塑淤泥、淤軟塑、36．4046．81．33916．954．46．60．8492．551070泥質(zhì)黏土②2流塑亞黏土、硬塑、部分43．6028．

6、40．83218．2314322．30．4644．2435230黏土③可塑、堅(jiān)硬5花崗巖④。5．oo全風(fēng)化30．40．84518．5214．121．70．43l4．35380根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，本工程填土壓實(shí)后土的重度y+=20．0kN／m3，y略面=26．0kN／m3，碎石墊層重度=24．0kN／m3，汽車(chē)荷載按1m的等代土荷載計(jì)算。本工程的路面結(jié)構(gòu)厚度為66cm，級(jí)配碎石墊層厚度為40CITI，該處的路基填土高度為3．6m(含路面結(jié)構(gòu)和碎石墊層)。因此該處作用在復(fù)合地基頂面的總荷載為97．6kPa(>70kPa)。因此，該處的原狀路基的地基承載力不能滿足實(shí)

7、際荷載的要求。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理提高地基承載力，具體參數(shù)：樁徑0．5m，樁間距1．2in，梅花形布置，暫定樁長(zhǎng)11．5m(從控制沉降的角度，樁長(zhǎng)考慮打穿軟土層)；水泥土攪拌樁采用42．5普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為17％，水泥攪拌樁樁身90d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值≥1500kPa。計(jì)算復(fù)合地基承載力的相應(yīng)參數(shù)：樁徑d=0．5nl，m=0．1575，A。=0．19625m2Zk=70kPa，口=0．3，，7=0．3，ot=0．5。由式(2)得，R。=174kPa；由式(3)得，R。=89kPa。兩者取小值，得R。=89kPa，則復(fù)合地基

8、承載力由式(1)得Z噸=90kPa(<97．6kPa)。復(fù)合地基的承載力不能滿足