碎石桩复合地基现场试验及数值模拟分析_许崇华

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1、668—674，2013地质学刊第37卷第4期doi:10．3969/j．issn．1674-3636．2013．04．668碎石桩复合地基现场试验及数值模拟分析1，2许崇华(1．南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210023;2．江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007)摘要:依托某储油罐的碎石桩复合地基处理实例，进行了复合地基现场变形、荷载传递及固结速率的长期监测。参照工程实际建立了碎石桩复合地基三维有限元水土耦合分析模型，讨论了碎石桩桩长以及复合地基置换率对碎石桩复合地基工程性状的影响

2、。监测结果和有限元数值分析结果表明:碎石桩复合地基对于沉降和水平位移的控制效果较好，保证了施工过程中地基的稳定性;随着上部荷载的增加，桩土应力比逐渐增大。碎石桩给地基提供了良好的排水通道，有效加快了地基的固结速率;碎石桩复合地基沉降随着桩长和置换率的增加而减小，但达到一定程度时，置换率和桩长对沉降的减少效果有限;复合地基桩土应力比随着桩长的增加而增大，随着置换率的增大而减小;置换率和桩长的增加都能加快碎石桩复合地基的固结速率，但是置换率对固结速率的影响更大一些。关键词:碎石桩;复合地基;荷载传递;沉降;

3、固结中图分类号:TU473．1文献标识码:A文章编号:1674－3636(2013)04－0668－07平位移以及固结特性进行了施工期的观测，并在现0引言场试验的基础上建立了三维碎石桩复合地基水土耦合分析模型，在与实测结果对比的基础上，讨论了桩随着我国经济的快速发展，在软土地基上修建长和置换率对碎石桩复合地基荷载传递、变形控制工程越来越多。软土由于孔隙比大，含水率高、高压以及固结速率的影响。缩性和低渗透性的特点，导致自身工程性质较差。因此，需要对软土地基进行处理，以满足承载力和沉1现场试验降控制的要求。

4、碎石桩具有比桩周软土大得多的模量，能够有效减少地基总沉降，而且桩体的渗透系数1．1工程概况3较大，能够在地基中形成良好的排水通道，加速地基某容量3000m的中型储油罐位于软土层上，固结，是一种优良的地基处理桩型。设计荷载180kPa，预计60天内完成施工。但勘察基于模型试验和现场试验(陈艳平等，2006;王结果表明浅部地基的承载力无法满足工程要求，且保田等，1995;赵明华等，2003;赵永伦等，2008)、数软土渗透系数极小，预计大部分沉降会在施工完成值分析(陈建峰等，2009;刘杰等，2006)以及

5、理论分后发生，造成地基沉降过大而引起工程事故，故采用析(许明军等，2003;卢萌盟，2009;刘杰等，2007;赵碎石桩复合地基进行处理。场地地层特性:①0～明华等，2008;程博华，2005)，已有一些学者对碎石1.5m:黏土，淡黄色，湿，可塑，含植被根系及腐殖桩的荷载传递规律，沉降和固结特性进行过讨论，对质。②1.5～4.3m:粉质黏土，灰黑色，湿，软塑。碎石桩的复合地基作了研究，但基于碎石桩复合地③4.3～9.9m:淤泥质粉质黏土，灰色，湿，流塑，含基现场观测数据的群桩三维水土耦合数值模拟成果腐殖

6、质。④9.9～15.2m:粉质黏土，灰色，湿，硬较为少见。塑。⑤15.2～23.1m:粉质黏土，灰色，湿，硬塑。以碎石桩进行地基处理的某油罐工程为例，对根据工程地质勘察报告取样分析结果，场地各土层碎石桩复合地基的承载力、荷载传递规律、沉降、水物理力学参数如表1。收稿日期:2012－09－17;修回日期:2012－10－22;编辑:陆李萍作者简介:许崇华(1965—)，男，高级工程师，硕士研究生，从事岩土工程的生产管理和科研工作，E-mail:xuchonghua@163．com第37卷许崇华:碎石桩复合

7、地基现场试验及数值模拟分析669表1场地各土层参数表埋深含水率密度饱和度孔隙比黏聚力内摩擦角压缩模量土层序号层名/mw/(%)/(g/cm3)Sr/%e0c/kPaφ/(°)Es0．1～0．2/MPa①黏土0～1．528．11．8796．80．90226．114．26．63②粉质黏土1．5～4．331．71．8195．91．11219．415．45．53③淤泥质粉质黏土4．3～9．935．11．7599．21．20112．714．63．81④粉质黏土9．9～15．226．21．9294．90．72638

8、．221．510．12⑤粉质黏土15．2～23．122．11．9595．70．62956．823．912．791．2试验设计为单桩载荷板试验点，荷载板为边长1．5m的正方首先在碎石桩施工完成后，采用单桩复合地基形钢筋混凝土板。(2)在复合地基东西侧各埋设1载荷板试验，分析了该碎石桩复合地基的承载力特块沉降板S1、S2，用于监测储油罐施工期的地标沉征。然后在储油罐施工期以及安装完成后进行了为降，沉降板埋设至地标以下0．5m左右，平时用土覆期4