釘形水泥土雙向攪拌樁單樁承載力探究

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1、釘形水泥土雙向攪拌樁單樁承載力探究　　摘要：本文結(jié)合天津薊港鐵路地基工程實(shí)踐，基于現(xiàn)場(chǎng)的單樁荷載試驗(yàn)，研究釘形水泥土雙向攪拌樁單樁承載力和樁身抗壓強(qiáng)度。研究表明：采用更加科學(xué)的計(jì)算方法，佐證了單樁荷載試驗(yàn)確定單樁承載力方法的科學(xué)性。據(jù)此計(jì)算方法，研究了擴(kuò)大頭直徑D、高度H和樁長(zhǎng)L對(duì)單樁承載力的影響規(guī)律，且D/d（下部樁徑）、H/L均存在最優(yōu)值。關(guān)鍵詞：釘形水泥土雙向攪拌樁；單樁承載力；有效樁長(zhǎng)中圖分類號(hào)：TB473文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1引言釘形水泥土雙向攪拌樁是在充分研究常規(guī)水泥土攪拌樁的加固機(jī)理和影響常規(guī)水泥土攪拌樁成樁質(zhì)量和樁身質(zhì)量

2、因素的基礎(chǔ)上，吸收了常規(guī)水泥土攪拌樁的優(yōu)點(diǎn)，充分利用復(fù)合地基應(yīng)力傳遞規(guī)律，并在攻克了常規(guī)水泥土攪拌樁的嚴(yán)重缺陷后，經(jīng)多年的探索與實(shí)踐發(fā)明出來(lái)的一種新型、先進(jìn)的地基處理方法[1-3]。2工程概況薊港鐵路北塘西至東大沽擴(kuò)能改造工程位于渤海灣西岸天津港附近。試樁位置為DDK17+480～DDK17+470。6表1給出了不同土層的材料參數(shù)。表1不同土層的材料參數(shù)Table1Materialparametersofthedifferentsoillayer2單根樁靜荷載試驗(yàn)試樁第一級(jí)加荷120KN，以后每級(jí)加荷60KN，等量加荷，加荷至60

3、0KN，加載情況及沉降觀測(cè)如表2記錄。表2單樁靜荷載試驗(yàn)結(jié)果Table2Resultsofsinglepilebearingcapacity由所加的荷載及對(duì)應(yīng)的沉降可以得出沉降量隨著負(fù)載的增大而不斷增加，當(dāng)負(fù)載大于300KN時(shí)，沉降增長(zhǎng)率迅速增大，因此把300KN（單樁載荷試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將單樁極限承載力除以安全系數(shù)2，即為單樁承載力[4]）作為單樁承載力是科學(xué)合理的。3單樁承載力計(jì)算分析比較3.1單樁承載力試驗(yàn)確定根據(jù)《釘形水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》蘇JG/T024-2007的規(guī)定釘形水泥土雙向攪拌樁單樁承載力特征值的取值，當(dāng)

4、采用單樁載荷試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將單樁極限承載力除以安全系數(shù)2，得到單樁單樁承載力如表3所示。6表3單樁靜荷載試驗(yàn)結(jié)果表Table3Resultsofsinglepilebearingcapacity3.2單樁承載力計(jì)算確定《釘形水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：當(dāng)無(wú)單樁載荷試驗(yàn)資料時(shí)，初步設(shè)計(jì)時(shí)可按下式進(jìn)行估算。式中各參數(shù)如規(guī)范釋義。根據(jù)規(guī)范蘇JG/T024-2007計(jì)算確定單樁承載力：根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》蘇JGJ79-2002[5]中關(guān)于水泥土攪拌樁單樁承載力計(jì)算的規(guī)定有：式中各參數(shù)如規(guī)范釋義。根據(jù)規(guī)范JGJ79-2002

5、計(jì)算確定單樁承載力：規(guī)范規(guī)定兩者的結(jié)果取小值，則：3.3單樁承載力比較由試驗(yàn)及規(guī)范計(jì)算的單樁承載力結(jié)果對(duì)比如表4所示。表4計(jì)算結(jié)果對(duì)比Table4Comparisonofcalculationresults由表4可以看出：規(guī)范《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》與規(guī)范《釘形水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》比較，后者計(jì)算的結(jié)果相當(dāng)理想，可以作為釘形水泥土雙向攪拌單樁承載力的計(jì)算。64單樁承載力特性研究4.1單樁承載力與擴(kuò)大頭直徑D的關(guān)系分別確定擴(kuò)大頭直徑D為0.5(常規(guī)樁)、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0m，其他條件不變。以規(guī)范《釘形

6、水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》計(jì)算公式為準(zhǔn)，得到釘形水泥土雙向攪拌樁單樁承載力分別為84.28、193.82、329.45、552.62、816.42、1009.13KN，由此得出單樁承載力隨直徑D的增大而增大，且直徑D的增大對(duì)提高單樁承載力效果是顯著的，因此釘形水泥土雙向攪拌樁比常規(guī)水泥土攪拌樁可以更好的解決承載力不足的問(wèn)題，提高承載力，減小沉降。4.2單樁承載力與擴(kuò)大頭高度H的關(guān)系其他條件不變，分別確定擴(kuò)大頭高度H為0(常規(guī)樁)、2、3.5、4、6、8m，以規(guī)范《釘形水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》計(jì)算公式為準(zhǔn)，得到單樁

7、承載力分別為84.28、303.52、329.45、336.77、362.42、384.08KN，由此得出單樁承載力隨擴(kuò)大頭高度H的增加而增大，在一定范圍內(nèi)增加效果是很好的，則在此范圍內(nèi)增加擴(kuò)大頭高度H可以作為提高單樁承載力的有效方法。4.3單樁承載力與樁長(zhǎng)L的關(guān)系6分別確定樁長(zhǎng)6、9、12、15、18、21m，其他條件不變，以規(guī)范《釘形水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》計(jì)算公式為準(zhǔn)，得到單樁承載力分別為303.14、314.53、324.80、329.45、332.24、336.05KN，由此得出單樁承載力隨樁長(zhǎng)L的增長(zhǎng)而增大，

8、且隨樁長(zhǎng)增長(zhǎng)幾乎呈線性增長(zhǎng)。而在L=12、15、18m時(shí)，其增長(zhǎng)很小，幾乎保持不變，說(shuō)明從單樁承載力角度，存在一個(gè)有效樁長(zhǎng)，本工況有效樁長(zhǎng)L=15m。5結(jié)論（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)規(guī)范蘇JG/T024-2007關(guān)于釘形水泥土雙向