水泥土攪拌樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法淺談

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1、第!"卷第#期南方冶金學(xué)院學(xué)報(bào)$%&’!"()%’#*$$"年*月<=’>:?@=AB=’&CD>:E:B&E&’&D=AFD&?@@’>GH*+,’(!--.水泥土攪拌樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法淺談王軍!楊建永"南方冶金學(xué)院環(huán)境與建筑工程學(xué)院!江西贛州!"#$$$#摘要!水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟粘土地基的一種有效方法%它通常用水泥作為固化劑!通過特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部將軟土和固化劑強(qiáng)制攪和!使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度%此法由于其良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益正得到廣泛的應(yīng)用%但最近有關(guān)水泥土攪拌樁工程的事故接二連三發(fā)生!說明水泥土攪拌樁復(fù)合地基沉降計(jì)算的實(shí)體深基礎(chǔ)法的自身

2、局限性%討論了關(guān)于水泥土攪拌樁沉降計(jì)算的幾種其他方法的優(yōu)缺點(diǎn)%建議工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程特點(diǎn)合理選用計(jì)算方法%關(guān)鍵詞!水泥土攪拌樁"復(fù)合地基"沉降計(jì)算方法"實(shí)體深基礎(chǔ)法中圖分類號(hào)!&’"(!%#文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼!!文章編號(hào)!"##$%"&&’"&##(##"%$$)*%$+水泥土攪拌樁源于美國!*$世紀(jì)+$年代引入日本!我國從#,((年開始引進(jìn)此技術(shù)!并已廣泛用于地基加固$邊坡支護(hù)$防滲等工程中-#.%但最近幾年關(guān)于水泥土攪拌樁的事故接二連三的發(fā)生-*.!其中一個(gè)主要原因是地基沉降計(jì)算值與實(shí)際偏差過大%目前水泥土攪拌樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法很多!但有的方法對(duì)沉降量估計(jì)太小!影響建

3、筑物的正常使用%而有的方法對(duì)沉降量估計(jì)太大!浪費(fèi)材料!增加工程造價(jià)%本文主要針對(duì)水泥土攪拌樁復(fù)合地基一些常用的沉降計(jì)算方法進(jìn)行了探討%!實(shí)體深基礎(chǔ)法實(shí)體深基礎(chǔ)法將復(fù)合土層看成一假想實(shí)體%復(fù)合地基沉降量!包括加固區(qū)土層壓縮量!#和下臥土層壓縮量!*兩部分%即!)!#*!*%其計(jì)算式為&(/"0"1$!"$#)!)!#*!*)2!*)’"(*%&’)3#%&)+-./01-2+/-2-1&’,&&&,#++3)&(-#"3+"2!$",(#’+-2+/-2-1&’,&,#"3"((-#式中&+為復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值45678+為樁間天然地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值45678(為下臥層&

4、’,&,土層分層數(shù)8"$"為加固區(qū)頂面$底面平均附加應(yīng)力45-78$為水泥土樁長498!為樁群底面以#’上水泥土平均容重4.:*9;!8+"*+-分為假想實(shí)體底面壓力45-78-為地基加固區(qū)面積498-#&收稿日期!*$$!;$";*!作者簡介!王軍)#,/#;#!男!&##&級(jí)碩士研究生%第!"卷第#期王軍等!水泥土攪拌樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法淺談C@別為假象實(shí)體底面積和側(cè)面積!"#$%為假想實(shí)體基礎(chǔ)側(cè)壁上的平均為假象實(shí)體自重&!’$!"摩擦力&(")!#"$"%&"%"分別為樁土復(fù)合模量"樁體壓縮模量"樁間土壓縮模量*有關(guān)文獻(xiàn)和大量工程實(shí)踐都表明#水泥土攪拌樁按式$+%

5、計(jì)算沉降量遠(yuǎn)大于實(shí)測沉降量*究其原因&筆者認(rèn)為式$+%的計(jì)算方法未能充分考慮水泥土攪拌樁的荷載傳遞特性&主要反映在以下#個(gè)方面’$$%加固區(qū)整體復(fù)合模量%"&計(jì)算式是在某些特定理想條件下導(dǎo)出的&即’復(fù)合地基上的基礎(chǔ)無限大&且基礎(chǔ)相對(duì)剛性!樁端落在堅(jiān)硬的土層上&且沒有向下的刺入變形!樁長是無限的&而未考慮樁和樁間土的相互作用*所以應(yīng)對(duì)其復(fù)合模量計(jì)算式進(jìn)行修正%"&%!,!"#$-+%!."&/&!為修正系數(shù)&可通過水泥土樁復(fù)合地基的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)*或者采用012345672845獨(dú)立模型&此模型在考慮水泥土樁和樁間土相互作用的前提下假定樁與樁間土在橫截面上是各向同性體&從而得;-

6、"6".<(()-+6!.!#&#&&&出"’!"9-:6!."9$=%&##&((%),!(9-+6!.(/#&&&#&&$<%臨界樁長$*+%未引入水泥土攪拌樁復(fù)合地基計(jì)算當(dāng)中*水泥土攪拌樁在荷載作用下&樁體的壓縮應(yīng)變由上而下逐漸減小&樁與四周土體之間的相對(duì)位移也由上而下逐漸減小&樁側(cè)阻力也是自上而下逐漸減小&樁側(cè)阻力的發(fā)揮遠(yuǎn)早于樁端阻力的發(fā)揮&樁身變形和樁側(cè)摩阻力主要發(fā)生在臨界樁長范圍內(nèi)*而臨界樁長以下的樁體壓縮變形近似為零*臨界樁長與樁體設(shè)計(jì)施工參數(shù)"樁間土地質(zhì)條件等有關(guān)*設(shè)計(jì)時(shí)可以取>6+?倍樁徑*$@%,-的計(jì)算準(zhǔn)確與否直接影響到沉降計(jì)算的準(zhǔn)確性&在實(shí)際工程中

7、&有人把,-看作作用在基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力,&這種看法是不正確的&因?yàn)橛捎诩庸虒拥膽?yīng)力擴(kuò)散作用&使樁端的附加應(yīng)力,-不等于$一般小于%基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力,&應(yīng)力擴(kuò)散角應(yīng)取多大也沒有明確的規(guī)定*除此之外&水泥土攪拌樁屬于半剛性樁&在受上部荷載作用時(shí)不能像剛性樁一樣具有較好的抵抗變形能力*水泥土攪拌樁是多根樁與土共同作用形成的一個(gè)整體&故其承載力的發(fā)揮與單樁更是截然不同,@/*大量工程實(shí)例表明’當(dāng)面積置換率!A