深厚軟土場地橋梁軟基剛性樁加固機(jī)理及沉降分析.pdf

1、為了滿足中國建設(shè)事業(yè)和交通不斷發(fā)展的迫切要求，在深厚軟弱土地層條件下修建橋梁的地基加固是亟需解決的問題，沉降量和承載力能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求關(guān)系到立項(xiàng)以及工程建設(shè)是否成功。本文以中央高?；痦?xiàng)目(WJTU-ZT1104)為依托，將數(shù)學(xué)解析、模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬分析的方法相結(jié)合，對深厚軟土地基橋梁新的加固方法-樁和墊層聯(lián)合加固法的承載能力、沉降量控制以及樁的不同布置情況和土的力學(xué)性質(zhì)對沉降量和應(yīng)力分布的影響進(jìn)行分析。主要完成內(nèi)容:
　　1.

2、本文提出新的計(jì)算模型。將剛性樁加固深厚軟土地基的沉降量沿深度分成四個(gè)區(qū)域:墊層、加固區(qū)、樁端至下臥層等沉面、下臥層等沉面到計(jì)算深度底面。前三個(gè)區(qū)域采用荷載傳遞法，下臥層等沉面以下采用應(yīng)力擴(kuò)散法。根據(jù)壓縮模量隨深度變化的修正公式，采用積分計(jì)算代替以往的分層總和法，給出沉降量的積分計(jì)算公式。結(jié)合算例計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果、試驗(yàn)值進(jìn)行對比，證明其合理性。
　　2.根據(jù)試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果，即使土較軟、厚度很大，采用剛性樁加固軟土地基對

3、減小沉降量仍然有一定的作用。在118kPa～295kPa荷載作用下，樁長在9m～21m范圍內(nèi)，樁間距分別為3d、4d、5d和6d(d為樁徑，下同)時(shí)，承載力提高12.5％～41.7％、8.3％～25％、4.2％～20.8％和0～13.3％。樁間距對沉降量的影響很大，樁間距為6倍樁徑時(shí)對沉降量的控制作用很小。荷載在118kPa～295kPa范圍內(nèi)，樁長為0.4倍土層深度、樁間距為3d～4d時(shí)，沉降量可以減小22.5％～41％。根據(jù)回歸分析

4、，給出沉降量與樁長、荷載的關(guān)系式。
　　3.樁間距較小時(shí)，加固區(qū)沉降量主要發(fā)生在樁頂至樁頂以下3m和樁端至樁端以上3m范圍內(nèi)。樁的下刺入量大于上刺入量;荷載增大，則下刺入量與上刺入量之比也隨之增大。
　　4.樁間土附加應(yīng)力豎向傳遞規(guī)律的研究。
　　樁間土的附加應(yīng)力隨深度的增加而減小，直到樁端以上3m達(dá)最小值;隨著深度繼續(xù)增加受樁端和側(cè)摩阻力的影響而增大，直到樁端以下3m達(dá)最大值;之后，隨著深度的增加繼續(xù)減小。當(dāng)樁間距較

5、大(本文為6d)時(shí)，類似于無樁時(shí)應(yīng)力隨深度變化的規(guī)律。樁長的增加，樁身應(yīng)力最大值位置向下移，基本上出現(xiàn)在樁頂以下1/4倍的樁長和1/3倍的樁長之間。樁土應(yīng)力比隨著樁長和樁間距的增大而增大，隨著荷載的增加先增大后減小。
　　樁長增加，影響深度增大，但是樁端以下的比例減小;樁間距增加，影響深度減小。
　　5.墊層壓縮模量對沉降量、承載力和應(yīng)力分布的影響。
　　(1)墊層壓縮模量增大，沉降量有減小趨勢。墊層壓縮模量對墊層和加

6、固區(qū)的上半段的沉降量影響較大，對樁端平面以下影響不大。
　　(2)壓縮模量增大，承載力有小幅提高;壓縮模量達(dá)到30MPa后提高壓縮模量值對承載力的影響很小。
　　(3)墊層壓縮模量增大則負(fù)摩阻區(qū)的深度減小。
　　6.土的壓縮模量對地基沉降量以及承載力的影響。
　　土的壓縮模量在7MPa～14MPa范圍內(nèi)時(shí)，采用剛性樁處理軟弱土地基時(shí)沉降量均有很大程度的提高。處理后的軟弱土地基沉降量降低63％～69.3％;比例界限

7、荷載值提高約23％以上。
　　7.土的強(qiáng)度對地基沉降量和承載力的影響。
　　黏聚力在25kPa～40kPa范圍內(nèi)，處理后地基承載力提高45.5％～84％;沉降量減小22.8％～41.2％。荷載越大剛性樁對沉降的控制效果越明顯。內(nèi)摩擦角在12°～21°范圍內(nèi)，處理后地基承載力提高了59.1％～73.6％;沉降量降低26.4％～36.1％，隨著內(nèi)摩擦角的增加沉降量減小的趨勢越來越緩。
　　8.提出利用應(yīng)變軟化模型的球孔擴(kuò)張