变截面劲性水泥土桩承载特性室内模型试验研究-论文.pdf

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1、中国海洋大学学报第42卷第5期42(5)：020～O272012年5月PER10DICALOFOCEANUNIVERSITYOFCHINAMay．2012变截面劲性水泥土桩承载特性室内模型试验研究孙涛，杨俊杰。”，赵宏。”，孙太亮。(1_青岛市勘察测绘研究院，山东青岛266032；2．青岛岩土工程技术研究中心，山东青岛266033；3．中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266100；4．中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室，山东青岛26610O)摘要：研究变截面劲性水泥土桩的几何特征对承载特性的影响，结果表明：具有1个扩大盘或2个扩大盘问距较大的

2、变截面桩，盘下部的土体发生压缩和局部剪切破坏现象，上部的土体则发生梨形滑落；‘盘间距较小时，上下两盘之间的土体与两盘成为一体；变截面桩的桩侧荷载分担值均远大于桩端荷载分担值，盘的数量及间距对桩侧及桩端荷载分担值影响不大；1个盘时，其位置对承载力有一定的影响；2个等间距盘的变截面桩，盘位置越高承载力越高；盘间距对承载力影响不显著￡3个盘的承载力大于2个盘的承载力，但结果相差不大；变截面桩的承载力得到显著提高，其承载力不小于与扩大盘直径相等的等截面桩；随着桩顶荷载的增大，盘承担的荷载增加显著盘以下桩身的轴力因盘承担大部分而骤减，其降低幅度与盘的数量、位置及间距有

3、关。关键词：SRC桩；承载特性；模型试验；几何特征中图法分类号：TU411．93文献标志码：A文章编号：1672—5174(2012)05—02008目前，变截面桩受到越来越多的关注，逐渐成为岩定SRC桩单桩抗压承载力的因素有桩身强度、桩侧阻土工程研究的热点之一。国阿的变截面桩以挤扩支盘力以及桩端阻力，其中桩侧阻力包括桩侧摩阻力、扩大桩为代表_1]。近年来，国内外类似新工法不断出现，盘摩阻力及扩大盘端阻力，具体影响SRC桩承载力的如高喷插芯组合桩(简称JPP桩)l7]或旋喷复合桩工因素如表1所示。法_8]已经形成地方规范_7；日本的Y．Kikuchi等人于2

4、009年发明了1种低噪音、低振动的打桩方法，利用高压喷射水流和振动锤的激振力(JV工法)将带肋板的钢管桩打入地基土中，通过在桩端周围喷射高压水泥浆液在该部位形成水泥土扩大头[；土屋勉等[u]通过现场试验对多翼钢管桩的承载性能进行了研究。孙涛[¨]、SunTao．eta1．㈨、孙涛等[J提出并开发实现的变截面劲性水泥土桩兼有旋喷和搅拌工艺的等截面形串珠形锥形钉形多级扩径形技术与成本优势，可根据需要改变桩身截面和插入劲性芯材，使桩身强度及承载力得到大幅度提高，这种复合桩在抗压和抗拔工程中具有广阔的应用前景(见图图1SRCP工法可实现的桩型_】Fig．1Pilet

5、ypesmadebytheSRCPmethodc]1)。本文利用室内模型试验探讨这种桩型的抗压承载特性。为了叙述方便，以下将这种可变截面劲性水泥本文不考虑桩身破坏，研究桩身强度足够的情况土旋喷搅拌桩(Section～variableReinforcedCement—下桩的几何特征对地基承载力的影响。soilJetGrouting&mixingPile)简称为SRC桩(英文如上所述，从桩身几何特征看，SRC桩即为变截面SRCP)，相应的工法称之为SRCP工法(SRCPMeth—桩。但是，SRC桩是通过旋喷搅拌形成的水泥土桩，在od)。成桩工艺和桩身材料等方面与

6、上述2种变截面桩有很大不同，不能简单地将其他变截面桩的研究成果应用1SRC桩单桩抗压承载力影响因素于SRC桩。如图1所示，SRC桩在桩身强度方面与劲性水泥土桩类似，在桩身几何特征方面与变截面桩类似。决*基金项目：国家自然科学基金项目(50779062)资助收稿日期：2011—06—26；修订日期：2011—10—08作者简介：孙涛(1972一)，男，博士。E-mail：sunystao@qq．corn5期孙涛，等：变截面劲性水泥土桩承载特性室内模型试验研究对照图9的试验方案，根据桩顶荷载沉降曲可以面桩的桩身轴力分布规律与等截面桩不同。对于不同得到如下结果：的

7、扩大盘位置(见图16(b))、2个扩大盘及不同的间距03、04、C-5是具有1个扩大盘的变截面桩，扩大(见图16(c)和(d))及3个扩大盘的桩(见图16(e))，均盘在下部的变截面桩(C一3)的承载力最小，位于上部的可得到以上规律，但是，降低幅度因扩大盘的个数、位(C_5)居中，位于中间的变截面桩(C-4)的承载力最大，置及间距而略有不同。1个扩大盘(如图(a)和图(b))尤其是当沉降较大时扩大盘在中间的变截面桩的承载时，位于上部的比位于下部的降低幅度大；2个扩大盘力发挥明显，可见扩大盘的位置对承载力有一定的影(如图(c)和图(d))时，当间距较小时，降低

8、幅度与1个响，因此，单个扩大盘的位置最好居中设置；对