夯扩载体cfg桩复合地基工程性状研究与分析

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1、西南交通大学硕士学位论文夯扩载体CFG桩复合地基工程性状研究与分析姓名：杨红梅申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：于志强20060301西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1复合地基概述第1章绪论当天然地基不能满足建筑物对地基的要求时，需要进行地基处理或采用桩基础，以保证建筑物的安全与正常使用。进行地基处理的方法很多，有置换，排水固结，振密、挤密，灌入固化物，加筋，冷、热处理等。经过地基处理的人工地基大致可分为三类：均质地基、多层地基和复合地基“3。均质地基是指天然地基在地基处理过程中加固区土体性质得到全面改良，加固区士体的物理力学性质基本是相同的，加固区的范围，无论是平面位

2、置与深度，与荷载作用对应的地基持力层或压缩层范围相比较都已满足一定要求。如图1．1f曲所示。哑皿!：一*_*(c)木早向增越复台地蔫图卜1人工地基分类双层地基指天然地基经地基处理形成的均质加固区的厚度与荷载作用面积或者与其相应持力层和压缩层厚度相比较小时，在荷载作用影响区内，地基由两层性质相差较大的士体组成。如图1．1(b)所示。复合地基(compositesubgrade，compositefoundation)是在天然地基中设置一定比例的增强体，并由原土和增强体共同承担由基础传来的建筑物荷载“1。增强体是由强度和模量相对原土高的材料组成，根据增强体的方向可以分为水平向增强体和竖向增

3、强体复合地基。如图1—1(c)(d)所示。竖向增强体西南交通大学硕士研究生学位论文第7页50％～200％。因此，该桩型自20世纪80年代末90年代初发展以来，迅速被设计、施工和建设部门所接受，在全国范围内推广起来。夯扩桩目前有锤击沉管夯扩桩和振动沉管夯扩桩两种。锤击沉管夯扩桩采用双管，外桩管为通心钢管，内桩管下端封底，两管套装长度相等，用桩锤将其打到设计深度后拔出内管，往外管内灌入一定高度的扩底混凝土，重新插入内管并将外管向上拔一定高度，锤击力经内外桩管直接传给混凝土，通过桩管的挤撑作用，迫使扩底混凝土向下部和四周土挤压，形成扩大头(图1．4)。振动沉管夯扩桩采用单管，用振动加压将其打

4、到设计深度，往管内注入一定高度的扩底混凝土后向上提管，提管时桩尖活瓣打开，混凝土进入孔底，由于桩尖活瓣受外侧阻力关闭，通过加压振动复打，迫使扩底混凝土向下部和四周基土挤压，形成扩大头(图1-5)。韭置一’／^y，^>‘，。蓝L口_rl＆图卜4捶击沉管扩底图卜5振动沉管扩底1．3．2夯扩桩的加固机理夯扩桩在沉管过程中挤密了桩周土体，改善了桩周附近土体的压缩模量E。，在扩头过程中，桩端土体受到夯实压密作用，桩端土体的E。值和桩端承载力口．．值都得到明显提高。由于桩头具有较大的承压面积口力，同时在成桩过程振动挤密下，桩周围土的摩阻力及桩端土体的承载力都得到大幅度提高，因此形成以桩端承载力为主

5、(一般占单桩承载力的50％～70％)，桩周摩擦力为辅的承力系统。从夯扩桩的荷载传递过程来看，其传力机理有以下特点：n)夯扩桩主要是由桩端夯扩头支撑获得承载力的，但也不应忽略桩身的摩阻力。这是因为当桩土产生小位移时，桩身上部摩阻力首先发挥达到极限。随着桩土位移的增大，桩身摩阻力自上而下逐渐发挥出来。当桩土位移达到某一数值时，桩身摩阻力的发挥达到极限。欲达极限，在淤泥和淤泥质西南交通大学硕士研究生学位论文，第8页土层中，所需位移约为3～4m吣!鳢圈拟烈鬈温承r～；引鬻，酮虢吲嶷喾婴摩g—i羹竹壮。‘；型窑箭掣牮制裂塞雾；娥銎鍪髫葺烈E戮鏊衙试骑霉藁?可以取比例晷曝嚣动霖鬏翼鞲誊黼墓≯捧；碲

6、隔赫菇籍断鼋销霸罩链霹狴；酬登嚣型剖麓写驯龇引羹弱带岗羁；型烂；骂酲鞣酗妊鼎盟唰提稿掣g，i羹i焦割剥阻廷媾冀蓁囊蠹藓；塑间土的承载力特征值，结果见表2．3。"。¨¨。¨。7”：*图2—4桩间土P—s曲线表2—3桩间土承载力特征值表编号压板影响深度(m)最大沉降量(mm)压板宽度(m)s=0．01b对应沉降(mm)承载力特征值(kPa)1号1．440．5490。7比例界限1752号1．4西南交通大学硕士研究生学位论文第9页(4)可调整单桩承载力。当持力层力学指标有较大差异时，可通过增减扩底混凝土灌注量、拔管高度、扩底次数来调整单桩承载力。(5)由予桩端扩大的作用，对于抗拔力要求较高的高

7、耸构筑物更具有实际意义。(6)夯扩桩可有效地阻止淤泥及地下水的渗入。在外管的上端加一长130mm的加劲活动圈，打入至设计标高时，干硬性混凝土(打桩前放置)吸收水分形成一层极密实的混凝土隔水层，阻止淤泥及地下水的渗入。1．3．4夯扩桩的发展现状及存在的问题夯扩桩从1981年在杭州完成一整套连贯流畅的施工工艺和静载试验对比工作而被应用在建筑物基础工程中起，因其优良的承载特性和价廉的优势而迅速传播，目前已在全国20余省推广应用，井取得十分巨大的技术经