复合地基研究及应用
|
摘要
本文对水泥土桩加固软弱地基的特点，进行了比较全面地研究，并作了比较系统的试验，总结了水泥土桩加固软弱地基的一般规律。
水泥土桩加固软基研究的实质是对承载力和变形(沉降)的研究，如何检测桩体质量也是研究水泥土桩的重要内容。水泥土桩复合地基研究的困难，在于其非均一性的特点，鉴于前人的研究工作多局限在单桩及单桩复合地基，本文进行了六组单桩，单桩与多桩复合地基、天然地基各两组的静载荷对比试验，得到了三者承载力的基本值，指出了有关规范复合地基承载力公式中的天然地基，取值不明确，不利于实际应用。
本文通过分析和试验分析，提出桩间土天然地基承载力标准值的取值方法、桩间土承载力折减系数取值方法，这和实测结果很接近；并得出提高复合地基置换率是提高复合地基承载力有效途径，并具体比较了单桩复合地基和三桩复合地基提高天然地基的承载力的数值，并验证桩体强度应和天然软基相匹配，指出盲目提高桩体强度是不可取的，有时甚至偏于不安全，这对于当前的建设是很有意义的。通过改进前人桩体应变计的埋设方法和桩体变形模量的确定方法，得到了桩体轴力传递的规律和摩阻力传递的近似规律；分析不同荷载水平下，桩土应力分担比的变化，得出了复合地基褥垫层较薄时桩土的应力比—荷载曲线，这和试验得出的载荷板下复合地基桩土压力变化是一致的，桩体强度影响复合地基的承载力，本文对三种典型土样进行了水泥土桩配合比优化设计，目的是有效控制桩体强度，研究室内试块和室外桩体芯样的强度相关关系。加强水泥土桩的质量检查，有助于预防水泥土桩复合地基的质量事故，而现有的检测手段尚不尽人意，作者通过对静载试验等不同检测方法的研究，提出了适用不同情况下的检测方法。
本文阐述了水泥土桩加固软基的工程性状与检测方法，为水泥土桩的工程应用提供了有益的参考依据。
The cement-soil pile improved soft soil foundation have a lot of advantages, but the applications of the cement-soil pile was limited in many place because of a great deal of accidents. The author has done a lot of experiments on cement-soil pile improving soft foundation.
It is most important that do researching on the bearing capacity, settlement analysis of the composite foundation and how to check the quality of the pile .The difficulty of the research lies in the heterogeneity of the composite foundation. On account of most of the existing research was limited in single pile and single pile with a cap. This paper has done six single pile , one single pile, one three piles composite foundation and two-origin foundation static load experiments and obtained the principal value. The author found the formula in the code is vaguely in deals with the origin foundation bearing capacity and its reduction coefficient .Two pieces of advice were put forward to improve the formula and achieved satisfied results in fact engineer construction.
The pile is belong to typical friction pile. It is also given detailed value to prove the point that it is most important to increased replacement ratio at reasonable degree. It is not always good at increased the cement ratio; sometimes it is even harmed to the strength of the pile. The strength of the pile must matches the strengths of the origin soft foundation. Improved fixing methods of strain meter and how to calculate the deformation modulus, the load transfer behavior of cement-soil pile, the compound foundation bearing capacity, pile-soil stress ratio with the increasing of the load are analyzed and studied. Some important results are obtained here. Because the strength of the pile influences the compound foundation bearing capacity, we must control the mixing ratio of the pile to control the strength of the pile. Some experiments has been done to optimization the mixing ratio of the pile and try to establish the correlativity relativity between the. Strength the quality checking of the pile is also important, but the existing checking methods aren't satisfied by now. A good method to check the quality of the pile was found in this paper after studied carefully by doing some experiments and studied the existing method.
The specific properties of cement-soil pile improving soft foundation and how to check the quality of the pile have been studied systematically, thus providing theoretical basis and reference for cement-soil pile technique in pile engineer application.
水泥土桩加固软基研究的实质是对承载力和变形(沉降)的研究，如何检测桩体质量也是研究水泥土桩的重要内容。水泥土桩复合地基研究的困难，在于其非均一性的特点，鉴于前人的研究工作多局限在单桩及单桩复合地基，本文进行了六组单桩，单桩与多桩复合地基、天然地基各两组的静载荷对比试验，得到了三者承载力的基本值，指出了有关规范复合地基承载力公式中的天然地基，取值不明确，不利于实际应用。
本文通过分析和试验分析，提出桩间土天然地基承载力标准值的取值方法、桩间土承载力折减系数取值方法，这和实测结果很接近；并得出提高复合地基置换率是提高复合地基承载力有效途径，并具体比较了单桩复合地基和三桩复合地基提高天然地基的承载力的数值，并验证桩体强度应和天然软基相匹配，指出盲目提高桩体强度是不可取的，有时甚至偏于不安全，这对于当前的建设是很有意义的。通过改进前人桩体应变计的埋设方法和桩体变形模量的确定方法，得到了桩体轴力传递的规律和摩阻力传递的近似规律；分析不同荷载水平下，桩土应力分担比的变化，得出了复合地基褥垫层较薄时桩土的应力比—荷载曲线，这和试验得出的载荷板下复合地基桩土压力变化是一致的，桩体强度影响复合地基的承载力，本文对三种典型土样进行了水泥土桩配合比优化设计，目的是有效控制桩体强度，研究室内试块和室外桩体芯样的强度相关关系。加强水泥土桩的质量检查，有助于预防水泥土桩复合地基的质量事故，而现有的检测手段尚不尽人意，作者通过对静载试验等不同检测方法的研究，提出了适用不同情况下的检测方法。
本文阐述了水泥土桩加固软基的工程性状与检测方法，为水泥土桩的工程应用提供了有益的参考依据。
The cement-soil pile improved soft soil foundation have a lot of advantages, but the applications of the cement-soil pile was limited in many place because of a great deal of accidents. The author has done a lot of experiments on cement-soil pile improving soft foundation.
It is most important that do researching on the bearing capacity, settlement analysis of the composite foundation and how to check the quality of the pile .The difficulty of the research lies in the heterogeneity of the composite foundation. On account of most of the existing research was limited in single pile and single pile with a cap. This paper has done six single pile , one single pile, one three piles composite foundation and two-origin foundation static load experiments and obtained the principal value. The author found the formula in the code is vaguely in deals with the origin foundation bearing capacity and its reduction coefficient .Two pieces of advice were put forward to improve the formula and achieved satisfied results in fact engineer construction.
The pile is belong to typical friction pile. It is also given detailed value to prove the point that it is most important to increased replacement ratio at reasonable degree. It is not always good at increased the cement ratio; sometimes it is even harmed to the strength of the pile. The strength of the pile must matches the strengths of the origin soft foundation. Improved fixing methods of strain meter and how to calculate the deformation modulus, the load transfer behavior of cement-soil pile, the compound foundation bearing capacity, pile-soil stress ratio with the increasing of the load are analyzed and studied. Some important results are obtained here. Because the strength of the pile influences the compound foundation bearing capacity, we must control the mixing ratio of the pile to control the strength of the pile. Some experiments has been done to optimization the mixing ratio of the pile and try to establish the correlativity relativity between the. Strength the quality checking of the pile is also important, but the existing checking methods aren't satisfied by now. A good method to check the quality of the pile was found in this paper after studied carefully by doing some experiments and studied the existing method.
The specific properties of cement-soil pile improving soft foundation and how to check the quality of the pile have been studied systematically, thus providing theoretical basis and reference for cement-soil pile technique in pile engineer application.
引文
[1] 现行建筑结构规范大全．软土地区工程地质勘探规范JGJ83—91．中国建筑工业出版社，1996：779-787页
[2] 龚晓南．21世纪岩土工程发展展望．岩土工程学报．2000，21(4)：238-242页
[3] 地基处理编写组．地基处理．第二版，中国建筑出版社，1993：400-401；
[4] 史佩栋主编．实用桩基手册．中国建筑出版社，1999：702-720页
[5] Wayne S. A daska. Soil Cement-A material with many applications Concrete International.1991, 13(1): 49-52P
[6] PoorooshasbHBMiuraN.Negativeskinfrictiononrigidanddeformationpiles.Computersand Geotechnics.1996,18(2): 109-126P
[7] Ekstrom J C, Berntsson J A, Sallfors G B. Test fills ofclays stabilized with cementcolumns.ProcICSMFE,1994, 3(C): 1183-1186P
[8] M.C. Matthews.The use of field geophysical techniques to determine geotechnical stiffness parameters Geotechnical Engineering.2000,(1): 31-42P
[9] Geddes J D. Stress in foundation soils due to vertical subsurface loading.Geotechnique.1996, (6): 1-4P
[10] W.y.Shen. Practical Method for Settlement Analysis of Pile Groups.Geotechnical and Geoenvironmental Engineer. 2000,126(6): 890-897P
[11] Alamgir M, Miura N, Madhav M R. Deformation Analysis of soft ground reinforced bycolumnarin clusions. Computersand Geotechnics. 1996, 18(4): 267-290P
[12] 安达径治．粉体喷射搅拌工法(DJM工法)：基礎工．1983，11(2)：1-24
[13] DJM工法研究会．粉体喷射搅拌工法、技衔-q，-x．Tit，叮M T法初究会，1997：1-50页
[14] 安达径治．DJM工法概要施工例．基礎工．1989，17(3)：68-75页
[15] (财)铁道缝合技衔研究所赧告．搅拌混合基磁设计、施工0手统芒．(财)铁道舱合技衔研究所．1999：1-50页
[16] 寺鲕昌明，田中洋行，光本司．石灰卜安定翅理土0基本特性汇阴寸研究．第三版．港湾技衔研究所赧告．1983，22(1)：69-96页
[17] 陆贻杰，周国钧．搅拌桩复合地基试验研究及三维有限元分析．岩土工程学报．1989，11(5)：86页
[18] 林彤。粉体喷射搅拌法加固软土地基的应力及应变研究．同济大学硕士论文．1990：1-15页
[19]段继伟，龚晓南，曾国熙．水泥土桩荷载传递规律．岩土工程学报．1994，16(4)：1-7页
[20]宋修广．水泥土桩荷载传递规律的试验研究．岩土力学．1999，20(4)：81-85页
[21]张建新．粉喷桩复合地基应力及荷载传递分析．工业建筑．1998，28(6)：45-4117页
[22]林彤．水泥土桩加固软基的试验研究．岩土力学．2000，21(2)：134-137
[23]娄国充．桩式复合地基承载特性的研究．岩土力学．1998，19(1)：70-74
[24]秦然，陈征宙，董平．水泥土桩复合地基桩土应力的一种解析算法．岩土力学．2001，22：96-98页
[25]叶观宝，叶书麟．水泥土搅拌加固软基的试验研究。同济大学学报．1995，23(3)：270-275页
[26]张继文。粉喷桩工程性状试验研究．岩土力学．2000，21(3)：260-263
[27]白日升．粉体喷射搅拌工法的应用及有关问题的探讨．铁道工程学报．1996，(2)：311-319页
[28]汪凡文，罗丽华．芜宣高速公路粉喷桩施工质量检测与评定．华东公路，2001，(2)：25-26页
[29]罗前．粉喷桩质量检测方法的探讨。华东公路．1999，(5)：25-29页
[30]中华人民共和国行业标准．建筑地基处理技术规范JGJ79-91．第二版。中国计划出版社，2000，37-41 53-54 156页
[31]中华人民共和国行业标准．建筑桩基基础设计规范JGJ94-94，中国建筑工业出版社，1994：60-89页
[32]陈梗．水泥粉喷桩桩体水泥黑土力学性质力学实验研究。岩土工程学报，2001，23(3)：302-305页
[33]中华人民共和国行业标准．粉体喷搅加固软弱土层技术规范TBl0113-96．中国铁道出版社，1996：30-55页
[34]刘润，阎澍旺．带褥垫层减沉桩作用机理及现场研究．建筑结构学报．1999，21(4)：76-80
[35]李宁，单桩复合地基加固机理数值试验研究．岩土力学。1999，20(4)：42-47页
[36]陈晓龙．粉喷桩加固软土地基。华东公路．1999，(5)：11-14页
[37]路鹏程．粉喷桩在软土地基处理中的应用．华东公路．1998，(6)：36-37
[38]黄新，周国均．水泥加固土硬化机理初探．岩土工程学报．1994，16(1)：62-68页
[39]黄宏伟．粉喷桩固化剂新型材料试验与分析．岩石力学与工程学报。1998，17(1)：111-116页
[40]JaroslavFeda.Behaviourofacementedclay.CanadianGeotechniCs.1995,32：899-904P
[41]寿师昌明，港纲技术研究所，1980：46-48P
[42]KazutaSuzuki.FormationandcarbonationofC-S-Hinwater.Cem&ConRes.1985,15-213-224P
[43]刘顺妮。高含水量粘土固化剂的研究．岩土工程学报．1998，20(4)：22-25
[44]Yoshio.Suzuki.Deep mixingchemical method usingcementas hardingagent.SympoisiumonSoilandRocklmprovementTechniques.B angkok,1983：340-37P
[45]干田昌平．粉体喷射搅拌工法。土留工学会软弱地熬改良工法汇阴t．5现状上勤向耩演会．1982：69-76页
[46]协会．系固化材汇上6地磐改良下，-7’Jr，卜协会资料．1985，24-28页
[47]梁伟平．粉喷桩固化剂新型材料强度的影响因素。岩土工程学报．1998，20(2)：23-25页
[48]苟勇．含工业废料的水泥系固化剂加固软土试验研究．岩土工程学报，2000，22(2)：210-213页
[49]裴向军．搅拌法加固海相软土水泥外掺剂的选择．岩土工程学报．2000，22(3)：319-322页
[50]Diamonds.MechanismsofSoil-imestabilization.PubicRoads.1966,33(12)：260-265页
[51]寺朗昌明，奥村榭郎，光本司。石灰安定处理土0基本特性汇阕寸6研究．第1版；港湾技衔研究所赧告．1977，16(1)：3-38页
[52]日本，卜固化材料地蹬改良．第二版．1994：1-15页
[53]裴向军．关于“深层搅拌桩复合地基承载力的概率分析”的讨论．岩土工程学报．2000，22(6)：756-757页
[54]洪昌华，龚晓南．对“深层搅拌桩复合地基承载力的概率分析”的答复．岩土工程学报．2000，22(6)：757页
[55]何开胜，陈宝勤．超长水泥土搅拌桩的试验研究和工程应用．土木工程学报2000，33(2)：80-86页
[56]孙军，应后强．探地雷达在公路检测中的应用．公路，2001，(3)：59-61
[57]杨健，张毅．地质雷达在隧道工程中的应用．公路，2001，(3)：62-64
[2] 龚晓南．21世纪岩土工程发展展望．岩土工程学报．2000，21(4)：238-242页
[3] 地基处理编写组．地基处理．第二版，中国建筑出版社，1993：400-401；
[4] 史佩栋主编．实用桩基手册．中国建筑出版社，1999：702-720页
[5] Wayne S. A daska. Soil Cement-A material with many applications Concrete International.1991, 13(1): 49-52P
[6] PoorooshasbHBMiuraN.Negativeskinfrictiononrigidanddeformationpiles.Computersand Geotechnics.1996,18(2): 109-126P
[7] Ekstrom J C, Berntsson J A, Sallfors G B. Test fills ofclays stabilized with cementcolumns.ProcICSMFE,1994, 3(C): 1183-1186P
[8] M.C. Matthews.The use of field geophysical techniques to determine geotechnical stiffness parameters Geotechnical Engineering.2000,(1): 31-42P
[9] Geddes J D. Stress in foundation soils due to vertical subsurface loading.Geotechnique.1996, (6): 1-4P
[10] W.y.Shen. Practical Method for Settlement Analysis of Pile Groups.Geotechnical and Geoenvironmental Engineer. 2000,126(6): 890-897P
[11] Alamgir M, Miura N, Madhav M R. Deformation Analysis of soft ground reinforced bycolumnarin clusions. Computersand Geotechnics. 1996, 18(4): 267-290P
[12] 安达径治．粉体喷射搅拌工法(DJM工法)：基礎工．1983，11(2)：1-24
[13] DJM工法研究会．粉体喷射搅拌工法、技衔-q，-x．Tit，叮M T法初究会，1997：1-50页
[14] 安达径治．DJM工法概要施工例．基礎工．1989，17(3)：68-75页
[15] (财)铁道缝合技衔研究所赧告．搅拌混合基磁设计、施工0手统芒．(财)铁道舱合技衔研究所．1999：1-50页
[16] 寺鲕昌明，田中洋行，光本司．石灰卜安定翅理土0基本特性汇阴寸研究．第三版．港湾技衔研究所赧告．1983，22(1)：69-96页
[17] 陆贻杰，周国钧．搅拌桩复合地基试验研究及三维有限元分析．岩土工程学报．1989，11(5)：86页
[18] 林彤。粉体喷射搅拌法加固软土地基的应力及应变研究．同济大学硕士论文．1990：1-15页
[19]段继伟，龚晓南，曾国熙．水泥土桩荷载传递规律．岩土工程学报．1994，16(4)：1-7页
[20]宋修广．水泥土桩荷载传递规律的试验研究．岩土力学．1999，20(4)：81-85页
[21]张建新．粉喷桩复合地基应力及荷载传递分析．工业建筑．1998，28(6)：45-4117页
[22]林彤．水泥土桩加固软基的试验研究．岩土力学．2000，21(2)：134-137
[23]娄国充．桩式复合地基承载特性的研究．岩土力学．1998，19(1)：70-74
[24]秦然，陈征宙，董平．水泥土桩复合地基桩土应力的一种解析算法．岩土力学．2001，22：96-98页
[25]叶观宝，叶书麟．水泥土搅拌加固软基的试验研究。同济大学学报．1995，23(3)：270-275页
[26]张继文。粉喷桩工程性状试验研究．岩土力学．2000，21(3)：260-263
[27]白日升．粉体喷射搅拌工法的应用及有关问题的探讨．铁道工程学报．1996，(2)：311-319页
[28]汪凡文，罗丽华．芜宣高速公路粉喷桩施工质量检测与评定．华东公路，2001，(2)：25-26页
[29]罗前．粉喷桩质量检测方法的探讨。华东公路．1999，(5)：25-29页
[30]中华人民共和国行业标准．建筑地基处理技术规范JGJ79-91．第二版。中国计划出版社，2000，37-41 53-54 156页
[31]中华人民共和国行业标准．建筑桩基基础设计规范JGJ94-94，中国建筑工业出版社，1994：60-89页
[32]陈梗．水泥粉喷桩桩体水泥黑土力学性质力学实验研究。岩土工程学报，2001，23(3)：302-305页
[33]中华人民共和国行业标准．粉体喷搅加固软弱土层技术规范TBl0113-96．中国铁道出版社，1996：30-55页
[34]刘润，阎澍旺．带褥垫层减沉桩作用机理及现场研究．建筑结构学报．1999，21(4)：76-80
[35]李宁，单桩复合地基加固机理数值试验研究．岩土力学。1999，20(4)：42-47页
[36]陈晓龙．粉喷桩加固软土地基。华东公路．1999，(5)：11-14页
[37]路鹏程．粉喷桩在软土地基处理中的应用．华东公路．1998，(6)：36-37
[38]黄新，周国均．水泥加固土硬化机理初探．岩土工程学报．1994，16(1)：62-68页
[39]黄宏伟．粉喷桩固化剂新型材料试验与分析．岩石力学与工程学报。1998，17(1)：111-116页
[40]JaroslavFeda.Behaviourofacementedclay.CanadianGeotechniCs.1995,32：899-904P
[41]寿师昌明，港纲技术研究所，1980：46-48P
[42]KazutaSuzuki.FormationandcarbonationofC-S-Hinwater.Cem&ConRes.1985,15-213-224P
[43]刘顺妮。高含水量粘土固化剂的研究．岩土工程学报．1998，20(4)：22-25
[44]Yoshio.Suzuki.Deep mixingchemical method usingcementas hardingagent.SympoisiumonSoilandRocklmprovementTechniques.B angkok,1983：340-37P
[45]干田昌平．粉体喷射搅拌工法。土留工学会软弱地熬改良工法汇阴t．5现状上勤向耩演会．1982：69-76页
[46]协会．系固化材汇上6地磐改良下，-7’Jr，卜协会资料．1985，24-28页
[47]梁伟平．粉喷桩固化剂新型材料强度的影响因素。岩土工程学报．1998，20(2)：23-25页
[48]苟勇．含工业废料的水泥系固化剂加固软土试验研究．岩土工程学报，2000，22(2)：210-213页
[49]裴向军．搅拌法加固海相软土水泥外掺剂的选择．岩土工程学报．2000，22(3)：319-322页
[50]Diamonds.MechanismsofSoil-imestabilization.PubicRoads.1966,33(12)：260-265页
[51]寺朗昌明，奥村榭郎，光本司。石灰安定处理土0基本特性汇阕寸6研究．第1版；港湾技衔研究所赧告．1977，16(1)：3-38页
[52]日本，卜固化材料地蹬改良．第二版．1994：1-15页
[53]裴向军．关于“深层搅拌桩复合地基承载力的概率分析”的讨论．岩土工程学报．2000，22(6)：756-757页
[54]洪昌华，龚晓南．对“深层搅拌桩复合地基承载力的概率分析”的答复．岩土工程学报．2000，22(6)：757页
[55]何开胜，陈宝勤．超长水泥土搅拌桩的试验研究和工程应用．土木工程学报2000，33(2)：80-86页
[56]孙军，应后强．探地雷达在公路检测中的应用．公路，2001，(3)：59-61
[57]杨健，张毅．地质雷达在隧道工程中的应用．公路，2001，(3)：62-64