水泥土搅拌桩复合地基的非概率可靠性分析

《水泥土搅拌桩复合地基的非概率可靠性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年第4期西南公路XINANGONGLU水泥土搅拌桩复合地基的非概率可靠性分析母焕胜高岭(河北省交通规划设计院河北石家庄050011)【摘要】水泥土搅拌桩复合地基在公路建设过程中得到了广泛应用，唐山至曹妃甸高速公路建设面临着大面积的软土地基处理问题。本文采用非概率可靠性方法对水泥土搅拌桩复合地基的沉降可靠性进行了研究。首先对荷载作用-F~,J性桩复合地基的作用机理进行介绍，采用有限元软件ABAQUS对不同断面的路基沉降进行计算，确定沉降的变化区间。建立了沉降问题的功能函数，采用非概率可靠性方法确定了非概率可靠性指标。研究结果表明

2、，水泥土搅拌桩复合地基基于沉降的非概率可靠性指标为2．1，说明水泥土搅拌桩能够显著提高地基土强度并增大变形模量，是处理软土地基的一种有效手段，值得在沿海地区高速公路建设中推广。【关键词】水泥土搅拌桩复合地基；沉降；非概率可靠性；功能函数【中图分类号】U416．1【文献标识码】A0引言1荷载作用下刚性桩复合地基作用唐山至曹妃甸高速公路(唐曹高速)是连接唐机理山市与曹妃甸工业区最快捷便利的高速通道，它的1．1刚性桩复合地基模型假设建成将拉动唐山区域经济的发展，促进公路沿线旅模型的假设主要是针对工程中桩体加固软土地游资源的开发和利用。唐曹高

3、速公路穿越大面积软基作用机理而进行分析研究。作为柔性基础下的桩土地区，软土地区的沉降问题是高速公路建设过程体复合地基，其桩与桩之间的相互作用有着其特有中亟待解决的重要问题之一。水泥土搅拌桩复合的过程。因此，基于基础、桩体、复合地基以及下地基是处理软土地基的一种常用技术，该技术通过卧层在竖向的变形协调条件和静力平衡理论条件，就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，使建立复合模型如下：软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥(1)柔性基础下，将桩体复合地基、桩体和加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。地基土均视为弹性体；鉴于水泥

4、土搅拌桩复合地基的诸多优点，该技术在(2)基础形式为柔性基础，部分桩体可以刺唐曹高速公路建设中得到了广泛应用。入基础；由于土体具有显著的空间变异性，经处理的复(3)在上部荷载作用下，桩与桩之间存在一合地基仍可能产生较大的差异沉降，影响高速公路个等沉面，等沉面以上的地基土泥降相对于桩体向的正常运营。为此，本文对水泥土搅拌桩复合地基下移动，从而对桩体产生负摩阻力；的可靠性展开研究。首先，介绍了复合地基的作用(4)桩体在荷载作用下，桩端可以刺人下卧层。机理。通过对不同路基横断面的沉降进行有限元分1．2荷载传递机理分析析，概括出路基沉降的变化

5、区间，采用非概率可靠随着复合地基上部载荷的逐步增加，复合地基性方法对路基沉降进行了可靠性研究。中桩与桩间土之间的应力应变也不断的相互作用、【收稿日期】2014—09—05【作者简介】母焕胜(1957-)，男，河北唐山人，大学本科，正高级工程师，主要从事岩土力学及地下工程方面研究工作。西南公路相互制约、相互协调。中效应也更加明显。在荷载的作用下，桩体顶端在上部均布荷载P的作用下，桩体与桩间土开刺入上部基础或受到压缩而产生相对的向下位移，始受到应力作用发生相应的变形。根据应力应变关以便协调桩体与桩间土因变形而引起的应力不协系P=Ee可得，

6、土体压缩变形模量E远小于桩体压调。此时，在复合地基中，桩体与桩间土之间就存缩变形模量E，在相同荷载P作用下，桩间土体发在一个沉降位移相对不变的等沉面。在等沉面上生的压缩变形大于桩体的压缩变形，从而使得桩顶部，桩间土体因压缩变形速率比桩体压缩变形速率部位的桩间土体向下位移大于桩体的向下位移，桩体大，桩间土对桩体有向下的负摩阻力；在等沉面下受到桩间土对其向下的负摩阻力。这一应力应变协部，由于桩体受力下移速率大于桩问土的压缩变形调过程对外表现为桩间土体中的应力向桩体集中，速率，使得桩体相对桩周土体向下位移，桩体受到将其称为桩体的应力集中效应

7、。在实际的应力分析桩间土体向上的正摩阻力，对外表现为桩体中的应中，将复合地基的受力情况视为图1、图2所示。力向桩间土体扩散，将其称为桩间土体的应力扩散效应。P随着荷载的进一步增加，处于等沉面上部桩体⋯⋯⋯lll中的集中应力，一部分向下部桩身传递，另一部分则通过桩侧摩阻力传递到桩周土层中，致使等沉面桩下部桩体中应力和桩身压缩变形随深度递减。随着间土荷载的逐级施加，桩身压缩量和位移量不断增加，体桩身下部的摩阻力随之进一步发挥，当桩周摩阻力、、壁箜全部发挥至极限状态后，桩端产生位移，桩端阻力明显表现出来。此后，桩体中的应力增量将全部由图1桩

8、与土体受力示意图桩端土承担。随着荷载的进一步增加，桩体和桩间土体相互作用下的承载能力充分发挥后，复合地基开始发生破坏。对于一般的柔性基础下桩体复合地基，主要发生以下几种破坏情况：刺人破坏、桩顶压碎破坏、整体剪切刺人破坏以