碎石桩复合地基承载力时效研究

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1、碎石桩复合地基承载力时效研究摘要：针对碎石桩复合地基中承载力随软土固结提高的特性，通过研究地基土和碎石桩的时效性，导得了复合地基承载力随时间的变化关系，提出了相应的计算参数，并结合某高速公路软基处理，给出了分析。关键词：碎石桩；复合地基；承载力；时效；地基处理中图分类号：TU312文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02Abstract:Inviewofthegravelpilecompositefoundationbearingcapacityofsoftsoilconsolidationwithimprovedcharacteris

2、tics,throughthestudyoffoundationsoilandgravelpile,timeliness,obtainedthebearingcapacityofcompositefoundationofvariation,andputsforwardthecorrespondingcalculationparameter,andwithsomehighwaysoftbaseprocessing,giventheanalysis.Keywords:gravelpile;compositefoundation;bearingcapacity;aging;f

3、oundationtreatment7近10年来，随着地基处理技术的迅猛发展，碎石桩复合地基得到了广泛应用，但由于碎石桩复合地基受力状况的复杂性，其理论分析存在不少问题。现阶段碎石桩复合地基的设计和应用表明：若在软粘土中进行碎石桩复合地基处理，承载力随时间的变化极为明显，且增长的幅度很大。研究分析表明承载力的增长主要来源于固结引起的土体工程性质的改善。本文根据复合地基的性质，通过对其组成部分的时效研究，以探求某高速公路碎石桩复合地基承载力随时间的变化过程，并将其应用于实际的碎石桩复合地基设计，提高复合地基承载力取值的合理性，保证设计的经济性和安全可靠性。1碎石桩复合地基

4、承载力时效分析碎石桩复合地基承载力由两部分组成，一是碎石桩的承载力；二是地基土的承载力。根据此特点，碎石桩复合地基在进行时效分析时也应将其分为两个部分考虑，分进行时效分析，然后再采用碎石桩复合地基承载力计算公式进行叠加，从而得出碎石桩复合地基的承载力时效。1．1地基土承载力时效分析软粘土在一般工程荷载作用下，具有较大的变形，并呈现非线性的特征，而且固结系数随时间和深度而变，故太沙基固结理论不适用于进行时效分析。本文拟采用改进的软土固结系数确定方法分析土体承载力的时效性。7首先将整个固结过程离散化为无数个时间段。可以设想，对于每一个时间均可以找到一个固结系数为常量的等效固

5、结过程。对于整个固结过程来说，就是可以找到一个固结系数CU只随时间不随随深度h而变的等效固结过程。此过程可以用下式表出，为土体中孔隙水压务，kPa;h为土体的厚度，m;t为时间；为天然地基的固结系数，取决于土层的平均孔隙比ê或平均有效应力õ，它在空间上均匀分布，而仅随时间而变，即ƒ（t）。式中：T为时间变量。是系数为1的扩散方程，在适宜的边界条件睡初始条件下，可解得应力表示的固结度表达式：式中：U为以应力表示的固结度；为参数，取决于边界条件和初始条件；T。为时间因素。在解得的固结度计算公式中的时间因素T。为：TU=式中：H为土层厚度。为求解方便，

6、采用分段叠加法比较方便。1.1.1平均孔隙比与时间的关系首先将时间t划为分为m段，由假设可知任意时间段内的固结系数为常量，即相应的初始条件为：再将时间因素，可得以应力表示的固结度U，接着由式可得依据的关系曲线（通过实验得到）得到相应的固结系数。式中：为某时刻土中有效应力；为土中初始有效应力；为为土中最终有效应力。依次类推可以得到对应的固结度U，代入式求得相应的用应变数表示的固结度为：式中：为土中的初始孔隙比；为土中的初始孔隙比。则两种固结度表达式的关系可表示为：从而得到了平均孔隙比和时间的关系。71．1．2孔隙比和地基土承载力的关系在灰土挤密桩中，根据挤密前后的承载力与

7、干容重的测试结果，比较可以发现，挤密桩土承载力相对于天然地基承载力与挤密后桩间土的干容重相对天然地基干容重的比值近于相等，在碎石桩复合地基中，由于碎石桩的排水，促使地基土固结，从而改善了地基土的工程性质，提高了地基土的承载力。根据式式中：时刻的地基土极限承载力，天然地基土极限承载力KN；时刻的地基干容重，KN/m3;天然地基土的干容重，KN/m3;根据土的三相关系可知：1．1．3地基土承载力的时效性将平均孔隙比与时间的关系代入式（13），则可得到地基上承载力随时间的变化情况，即地基土承载力的时效性。1．2碎石桩的承载力可分为两个部分：桩端