黃泛區(qū)勁性水泥砂漿土攪拌樁的試驗(yàn)與數(shù)值研究.pdf

1、開(kāi)封地處黃河中下游，由于歷史原因，千年古城歷經(jīng)數(shù)次水患，形成了城摞城的奇觀，以開(kāi)封為代表的黃泛區(qū)土質(zhì)以雜填土和黃河沖積土為主要成分。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，這種土質(zhì)越來(lái)越不適宜大規(guī)模的現(xiàn)代高層建筑建設(shè)的需要。樁基礎(chǔ)是對(duì)天然地基進(jìn)行處理的有效手段。對(duì)于地基的處理勁性水泥土攪拌樁是很好的選擇，但勁性水泥土攪拌樁又有其自身的不足。
　　 對(duì)于勁性水泥土攪拌樁來(lái)說(shuō)，影響單樁極限承載力的主要因素包括：砼芯樁樁身材料抗壓強(qiáng)度；砼芯樁與水泥土攪拌

2、樁接觸面極限側(cè)摩阻力、端阻力之和；水泥土的材料強(qiáng)度；勁性水泥土攪拌樁樁土界面極限側(cè)摩阻力、端阻力之和。
　　 勁性水泥土攪拌樁的破壞模式有四種：1、砼芯樁樁頭被壓碎。造成砼芯樁樁頭破壞的原因是水泥土攪拌樁和土體形成的勁性攪拌樁的極限端阻力、側(cè)摩阻力之和大于砼芯樁樁頭承受的豎向荷載；2、砼芯樁下端刺入水泥土攪拌樁中。造成砼芯樁刺入水泥土中的原因是水泥土攪拌樁與砼芯樁之間的側(cè)摩阻力小于砼芯樁樁頭承受的豎向荷載，內(nèi)外樁側(cè)表面的接觸界面

3、被破壞造成的；3、水泥土攪拌樁無(wú)芯段被壓碎。造成水泥土攪拌樁無(wú)芯段被壓碎的原因是水泥土攪拌樁長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)以及水泥土的強(qiáng)度較低造成的；4、勁性水泥土攪拌樁整體刺入樁端土中。該種破壞是因?yàn)閯判运嗤翑嚢铇稛o(wú)芯段相對(duì)極短，當(dāng)水泥土攪拌樁的側(cè)摩阻力和端阻力之和小于砼芯樁傳到其樁端的荷載，而無(wú)芯段的側(cè)摩阻力和端阻力之和小于該截面的軸壓承載力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)整個(gè)樁體刺入其下面的土中。
　　 在這四種破壞模式中，第二種和第三種破壞均是由于水泥土的強(qiáng)度過(guò)

4、低造成的。水泥土自身強(qiáng)度較低引起勁性水泥土攪拌樁的P-S曲線差別較大。砼芯與水泥土之間粘結(jié)力不強(qiáng)，最終影響勁性水泥土攪拌樁的承載力和應(yīng)用范圍，致使高強(qiáng)度的砼芯材料不能充分發(fā)揮。為此，本文通過(guò)改變水泥土的材料組成，提出了勁性水泥砂漿土攪拌樁以彌補(bǔ)勁性水泥土攪拌樁的不足。
　　 本文首先對(duì)樁基的承載力特性進(jìn)行了研究，探討了單樁豎向承載力確定的常用方法。其次通過(guò)室內(nèi)水泥砂漿土試驗(yàn)，分析了化學(xué)固化劑摻量、水泥摻量、砂摻量、生石灰摻量對(duì)水

5、泥砂漿土強(qiáng)度的影響，另外還通過(guò)在水泥砂漿土中加入碎石，形成改性水泥砂漿土，研究了隨著碎石的摻入量增加改性水泥砂漿土強(qiáng)度的變化規(guī)律。
　　 通過(guò)大型有限元軟件ABAQUS分析了砼芯樁與水泥土攪拌樁長(zhǎng)度之比對(duì)勁性攪拌樁承載力的影響，確定了內(nèi)外樁長(zhǎng)的臨界比以及最優(yōu)樁型；分析了水泥土彈性模量對(duì)勁性攪拌樁的承載力的影響，即勁性水泥砂漿土攪拌樁的承載性狀；分析了土的粘聚力對(duì)勁性攪拌樁承載力的影響；分析了勁性攪拌樁在整個(gè)受力過(guò)程中應(yīng)力的分布情