滨海软土地基水泥土桩优化设计及稳定分析的研究

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1、华北水利水电学院硕士学位论文滨海软土地基水泥土桩优化设计及稳定分析研究摘要广州城市河道治理工程中堤防与水闸大都要修建在软土地基上。滨海软土物理力学特性是孔隙比大、有机质高、含水率高、多呈软塑状态、承载力一般在50kPa～60kPa之间，不能直接作为持力层。由于水闸及堤身基础的淤泥质土层较厚，所以选用水泥土搅拌桩对基础进行加固，但在水工建筑物施工中出现了工程问题，如因基础沉降过大已影响到水闸正常启闭。为了解决该问题，应选择典型断面进行沉降分析。结合工程的各种不利因素，试验部位选择在海鸥岛合兴东水闸南侧，通

2、过压缩计算、有限元分析和现场监测等方法测得水泥土桩复合地基沉降值约30cm，为原预估沉降值的2倍，且不均匀沉降值也不满足稳定要求，所以应深入研究区域水泥土的固化机理及工程特性，具体内容概况为以下4个方面：（1）研究水泥土的固化机理及微观结构变化过程，分析搅拌桩的技术原理和强度影响因素，为水泥土室内试验提供必要的理论依据。（2）根据“一村三岛”河道整治中软基加固工程出现的问题，通过现场室内试验分析试验段水泥土的物理力学性质，研究内容有水泥土的含水率、重度、水泥掺量、外加剂掺量、养护龄期、无侧限抗压强度、抗

3、剪强度、压缩模量和压缩系数等指标，并按照试验成果提出增强水泥土强度的具体措施。（3）分析室内试验数据和有关资料，造成水泥土强度低的主导因素是淤泥质软土含水量高、有机质含量高、桩长不足及加固范围太小，因此，应对复合地基的原设计方案进行优化处理。（4）针对复合地基淤泥土的性质，采取的优化措施包括五项，分别是在水泥中掺入30%石膏、延长桩长至16m、扩大搅拌桩覆盖宽度至30m、优化施工程序及降低水灰比等，通过对优化后的加固方案进行验算，得知复合地基沉降量能满足稳定要求，说明新加固方案是合理的。通过研究海鸥岛路

4、堤结合工程水泥土的性质，进一步加深了对广州滨海柔性地基的认识。由于搅拌桩的强度受土的特性影响很大，有必要建立不同区域软土对水泥土搅拌桩使用条件要求的数据库，这可为将来地基处理方案提供可靠的参数。关键词：滨海软土;水泥土桩;现场试验;沉降分析;优化设计I华北水利水电学院硕士学位论文STUDYONOPTIMALDESIGNANDSTABILITYANALYSISOFSOIL-CEMENTPILEINMARINESOFTSOILFOUNDATIONABSTRACTManyleveesandsluicegate

5、swerebuiltinthesoftsoilfoundationforriverregulationprojectoftheGuangzhoucity,thecharactersofmarinesoftsoilincludelagerporosityratio,highmoisturecontentandcontentoforganicmatter,soft-plasticstatus,whichgeneralbearingcapacityisbetween50kPaand60kPa,soitcan’

6、tdotoserveasbearingstratumdirectly.Cementmixingmethodwerechosentoreinforcefoundationbecausethemuckysoillayerisverydeepinfoundationoftheembankmentandriver-way.However,thereweremanyprojectproblemsduringhydraulicstructuresconstructionphase.Forexample,somesl

7、uicegatesdidnotworkbecausefoundationsettlementwastooserious.Weselectedtypicalsectioninordertostudythefoundationsettlement.Givenkindsofnegativefactorofprojects,theexperimentalsectionwasselectedinthesouthofHexingdongsluicegate.Bycompressioncomputing,finite

8、elementanalysisandfieldmonitoring,thesettlementoffoundationwas30cmwhichwastwotimesoforiginalprospectivedeformation.Atthesametime,thenon-uniformsettlementdidnotmeetthedemandofsteady.Therefore,itneededtodeeplystudythesolidif