碎石樁復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析_許崇華

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1、668—674，2013地質(zhì)學(xué)刊第37卷第4期doi:10．3969/j．issn．1674-3636．2013．04．668碎石樁復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析1，2許崇華(1．南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210023;2．江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210007)摘要:依托某儲(chǔ)油罐的碎石樁復(fù)合地基處理實(shí)例，進(jìn)行了復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)變形、荷載傳遞及固結(jié)速率的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。參照工程實(shí)際建立了碎石樁復(fù)合地基三維有限元水土耦合分析模型，討論了碎石樁樁長(zhǎng)以及復(fù)合地基置換率對(duì)碎石樁復(fù)合地基工程性狀的影響

2、。監(jiān)測(cè)結(jié)果和有限元數(shù)值分析結(jié)果表明:碎石樁復(fù)合地基對(duì)于沉降和水平位移的控制效果較好，保證了施工過(guò)程中地基的穩(wěn)定性;隨著上部荷載的增加，樁土應(yīng)力比逐漸增大。碎石樁給地基提供了良好的排水通道，有效加快了地基的固結(jié)速率;碎石樁復(fù)合地基沉降隨著樁長(zhǎng)和置換率的增加而減小，但達(dá)到一定程度時(shí)，置換率和樁長(zhǎng)對(duì)沉降的減少效果有限;復(fù)合地基樁土應(yīng)力比隨著樁長(zhǎng)的增加而增大，隨著置換率的增大而減小;置換率和樁長(zhǎng)的增加都能加快碎石樁復(fù)合地基的固結(jié)速率，但是置換率對(duì)固結(jié)速率的影響更大一些。關(guān)鍵詞:碎石樁;復(fù)合地基;荷載傳遞;沉降;

3、固結(jié)中圖分類號(hào):TU473．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674－3636(2013)04－0668－07平位移以及固結(jié)特性進(jìn)行了施工期的觀測(cè)，并在現(xiàn)0引言場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了三維碎石樁復(fù)合地基水土耦合分析模型，在與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比的基礎(chǔ)上，討論了樁隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在軟土地基上修建長(zhǎng)和置換率對(duì)碎石樁復(fù)合地基荷載傳遞、變形控制工程越來(lái)越多。軟土由于孔隙比大，含水率高、高壓以及固結(jié)速率的影響?？s性和低滲透性的特點(diǎn)，導(dǎo)致自身工程性質(zhì)較差。因此，需要對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，以滿足承載力和沉1現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)降控制的要求。

4、碎石樁具有比樁周軟土大得多的模量，能夠有效減少地基總沉降，而且樁體的滲透系數(shù)1．1工程概況3較大，能夠在地基中形成良好的排水通道，加速地基某容量3000m的中型儲(chǔ)油罐位于軟土層上，固結(jié)，是一種優(yōu)良的地基處理樁型。設(shè)計(jì)荷載180kPa，預(yù)計(jì)60天內(nèi)完成施工。但勘察基于模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)(陳艷平等，2006;王結(jié)果表明淺部地基的承載力無(wú)法滿足工程要求，且保田等，1995;趙明華等，2003;趙永倫等，2008)、數(shù)軟土滲透系數(shù)極小，預(yù)計(jì)大部分沉降會(huì)在施工完成值分析(陳建峰等，2009;劉杰等，2006)以及

5、理論分后發(fā)生，造成地基沉降過(guò)大而引起工程事故，故采用析(許明軍等，2003;盧萌盟，2009;劉杰等，2007;趙碎石樁復(fù)合地基進(jìn)行處理。場(chǎng)地地層特性:①0～明華等，2008;程博華，2005)，已有一些學(xué)者對(duì)碎石1.5m:黏土，淡黃色，濕，可塑，含植被根系及腐殖樁的荷載傳遞規(guī)律，沉降和固結(jié)特性進(jìn)行過(guò)討論，對(duì)質(zhì)。②1.5～4.3m:粉質(zhì)黏土，灰黑色，濕，軟塑。碎石樁的復(fù)合地基作了研究，但基于碎石樁復(fù)合地③4.3～9.9m:淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，灰色，濕，流塑，含基現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的群樁三維水土耦合數(shù)值模擬成果腐殖

6、質(zhì)。④9.9～15.2m:粉質(zhì)黏土，灰色，濕，硬較為少見(jiàn)。塑。⑤15.2～23.1m:粉質(zhì)黏土，灰色，濕，硬塑。以碎石樁進(jìn)行地基處理的某油罐工程為例，對(duì)根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告取樣分析結(jié)果，場(chǎng)地各土層碎石樁復(fù)合地基的承載力、荷載傳遞規(guī)律、沉降、水物理力學(xué)參數(shù)如表1。收稿日期:2012－09－17;修回日期:2012－10－22;編輯:陸李萍作者簡(jiǎn)介:許崇華(1965—)，男，高級(jí)工程師，碩士研究生，從事巖土工程的生產(chǎn)管理和科研工作，E-mail:xuchonghua@163．com第37卷許崇華:碎石樁復(fù)合

7、地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析669表1場(chǎng)地各土層參數(shù)表埋深含水率密度飽和度孔隙比黏聚力內(nèi)摩擦角壓縮模量土層序號(hào)層名/mw/(%)/(g/cm3)Sr/%e0c/kPaφ/(°)Es0．1～0．2/MPa①黏土0～1．528．11．8796．80．90226．114．26．63②粉質(zhì)黏土1．5～4．331．71．8195．91．11219．415．45．53③淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土4．3～9．935．11．7599．21．20112．714．63．81④粉質(zhì)黏土9．9～15．226．21．9294．90．72638

8、．221．510．12⑤粉質(zhì)黏土15．2～23．122．11．9595．70．62956．823．912．791．2試驗(yàn)設(shè)計(jì)為單樁載荷板試驗(yàn)點(diǎn)，荷載板為邊長(zhǎng)1．5m的正方首先在碎石樁施工完成后，采用單樁復(fù)合地基形鋼筋混凝土板。(2)在復(fù)合地基東西側(cè)各埋設(shè)1載荷板試驗(yàn)，分析了該碎石樁復(fù)合地基的承載力特塊沉降板S1、S2，用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)油罐施工期的地標(biāo)沉征。然后在儲(chǔ)油罐施工期以及安裝完成后進(jìn)行了為降，沉降板埋設(shè)至地標(biāo)以下0．5m左右，平時(shí)用土覆期4