（岩土工程专业论文）cfg桩复合地基的机理及在工程中的应用.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 山东大学工程硕士学位论文 1 1 2 改善地基土的压缩特慷 魏采遣蒸压缩健较大，篷缩模箍较夸，戆基京土部葡载作用下将会产生 较大的沉降变形，特别是地基土不均匀，建筑物地基将不能满足相关规范对沉降 帮差辩沉簿豹要求露，峦予c f g 毽耱俸模囊较大，辘基楚瑷蓐复会羹鏊基模蘩魄 未处理天然地基土的模量相_ 陂增大许多，使地基土压缩性减小，从而减少建筑物 地基戆淀簿交形和差舅沉降爨。 l 。1 3 改善地基土的溯力特性 在抗震设防区，当地基中存在饱和松散粉( 砂) 士等地震可液化士层时， 方嚣糖主工艺c 零g 拣在残接过程孛，霉篌接瓣主一帮分振动产生滚豫，主鬏粒 重新排列，随着时间的增加，其强度恢复，密实度增加，从而减少了地基土的液 纯撂数，奏效旋高蟪麓承载力，另一蠢嚣，娶缓魄较长簿，缓漩壹接雾透渡纯圭 层，到达稳定的非液化土层，消除液化土层对地基的影响射。 1 1 壤改善特殊土的不良地麓的特性 酱绣遣内存在潼陷性黄太、松教静壤土警特殊魏生跨，霹遴过揍密桩戚穰方 式将士层挤密，以增加填土的密实度、减小黄土的湿陷系数，或桩端穿透特殊性 层褥麓载健递嚣涤怒稳定戆层，鼓渗除或减少特殊士瓣建蘩豹不鑫影璃。 1 1 ，5 桩体驰接承住羯 当c f g 桩处理饱和松散的粉( 砂) 士时，通过沉管的上下振动，土体产生 踅琵骧零压力，麓嚣施工完豹柱体惫逛磐豹捺窳遥逶，琵陈承澄整体t 秀辩褒。 能减少因孔隙水消散慢而引起的地袭隆起，增加桩间士的密灾度。 1 2 影响c 硒桩复合地基承载力的因素 c f g 桩可以改善天然软士的性质，通过桩体与槭间土的笈合，太幅度提高 建基琢载力。复合邋纂承载力与柱闻蛙质、缓端饯矮、攘蹙强度、皴豹足砖、 桩间距等有齑接关系1 1 颤埘，现分述如下： l 、桩阕土性质。桩闯土软豹增强效果毙拨阍磺的增强效果差，遮桩阅生 硬时其与桩的摩阻力犬，土软时与桩的摩阻力就小，即桩间土越硬，增强效果越 明显。 2 、桩端土性质。桩端土越硬，械端承载力越高，加固效采越好；桩端士越 软，摭端士承载力就越小，因而单桩承载力就低，复合地基承载力提高程度越小。 3 山东大学工程硕士学位论文 的承载力提高不大，即使桩端落在较好的土层上，桩的端阻力也很小其复合地 基承载力可调性较小。它对减少地基变形的幅度较小，总的变形较大，桩的三轴 应力应变曲线与土体相似，因而主要适用于对承载力和变形要求不太严格的多层 建筑。 2 0 世纪8 0 年代c f g 桩一般多应用于多层建筑地基处理，由于其具有高粘结 强度，可全桩长发挥侧阻力，桩端落在较好的土层上也可较好地发挥桩的端阻作 用，具备刚性桩的某些性状，桩的作用会大大加强，复合地基承载力提高较大， 目前已迅速推广到全国二十多个省市，越来越多的高层和超高层建筑采用c f g 桩 进行地基加固。 1 3 2 桩体材料与拖工工艺的不断革新 为了适应不同地质条件和不同工作条件下地基处理的需要，近年来c f g 桩 桩身材料和施工工艺单一化的状况有了很大改变。 8 0 年代末到9 0 年代初，c f g 桩多用振动沉管打桩机施工，桩体材料多由、 碎石、石屑、粉煤灰组成，通过工程实践，发现该种施工工艺成桩存在如下几个 主要问题i 州：难以穿透厚砂层、卵石层和硬土层；振动及噪音污染严重，在 临近已有建筑物施工时，振动对临近的建筑物可能产生不良影响；振动沉管打 桩机成桩为非排土成桩工艺，在饱和粘性土中成桩，会造成地表隆起拉断已有成 桩，在高灵敏度土中施工可导致桩间土强度的降低。 9 0 年代开始有长螺旋钻孔灌注成桩工艺。9 0 年代中期，对国产常用的长螺 旋钻机进行了改造，首先在北京市开始应用长螺旋钻孔管内泵送混合料灌注成桩 工艺并获得成功，该种方法成桩，不仅可解决穿透相对硬层的问题，而且施工噪音 低，成桩效率高。经过国家“九五”攻关，对排气阀门( 保证成桩混凝土密实性) 、 泵送压力控制( 保证桩体密实，保证端阻、侧阻力的发挥) 等进行了攻关，最后形 成了长螺旋钻孔管内泵压混合料的c f g 桩施工工艺，并迅速推广到全国。 1 4 、c f g 桩复合地基加固机理的研究现状 1 4 1c f g 桩的研究现状 c f g 桩作为一种新的地基加固方法，目前还缺乏系统完善的理论研究，工 程设计及计算中大都采用经验公式或工程类比的方法。其理论基础是复合地基理 论。“复合地基”( c o m p o s 妇g r o u n d ) 的概念最早是在六十年代提出的，是指天 然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加 筋材料，加固区由基体( 天然地基土体) 和增强体二部分组成的人工地基i l ”。其 理论经过近三十年的研究，已取得了长足的进步。自1 9 8 6 年在上海举行第一届 5 出东大学工程硕士学位论文 地基处理学术讨论会以来的五属学术会议中，复会地基都是讨论的重要内容之 一。1 9 粥年秘1 9 9 6 年，还分别在承德嬲杭媸裕歼7 复合撼基专题学术讨论会， 就复合地基酌理论与实践进行了专题研讨。随着复合地基酌广泛应用，其理论研 究在豳内外也越来越受到重视。国外也有不少关于复合地基的报导。 目前c f g 桩由于其作用机。理较复杂，苟载传递规律还不很溃楚，因此到曩 藏为止，其理论硬究主要以试验为主，试验分为室内试验帮现场试黢两方箍。室 海试验圭要研究桩身材辩及主的符性，鹜内有暮掇导较多，现场试验可直观真实 缝研究c f g 桩朐作用视理及荷载传递规律等问题，识由于试验困难丈，投资高， 且周期较长，所以这方面的报导较少。 1 毒2 试验研究 国内学者已作过大爨的试验分辑，綦本掌握了桩的基本特性，主要谤究进展 概括妻蠡下： 1 桩俸的抗篷强度 桩体的抗压强度是c f g 桩复合地基设计计算中最常见的个指标。试验表 甥桩体的抗压强度基本不受围压的影响，表现如爨g 牲桩的谯质。赵文龄等( i 州对桩 体强度等级酝合毖设计避 亍了研究，指出了座耀阖明托公式所注意翡阖遂；影晌 桩身抗压强度的主簧谶素有；1 ) 永灰掺合比；2 ) 养护龄期；3 ) 水泥标母；4 ) 外 加剂( 主耍是泵送荆) ；5 ) 坍落度等。 2 、桩体材料 李小费、淫哓龌1 姒对桩体奉| 料梅戏进行了分柝，探讨了水泥熬辩、粉煤获及 矿渣等对c f g 桩体材料构成的影响；王险峰辫l 对耪媒灰掺加技术迸行了研究。 3 褫闻的性质 何世鸣等1 3 7 嚏过c f g 缎桩对桩间土承载力发挥系数b 进行了硪究，褥出璺 傻的蕊围在o 9 0 弘l 。o 之阉，建议在戈试验瓷料进行设计时驭平均篷0 7 或硌 保守一点豹o 9 5 ；、林辉l 辍l 、杨索春辫l 通过现场堙设压力盒的方法，认为桩土 应力比随荷载的增加而逐渐增大。 4 褥垫层的作用 曾芳金p 7 l 等对垫朦设置进纷了模型研究，得出了桩支应力比年瑟蘅载分搀毙的 交纯瓣律；纯建新滞l 等采用革稿复合缝基载荷试验对整联的作稻进行了研究，得 辅了垫层厚度与桩士应力眈的关系；韩云山嗍等对载衙板下的垫层对复台地基承 载力评价的影响进行了现场静载荷试验研究； 5 。复会地基承载力计算 潘纪糇辫等逶过现场静载试验和埋设主压力盒酌方法对复合地基承载住状 进行了研究，指出：桩的荷载- 沉降曲线星加工硬化型； 6 复合地纂变形计算 6 山东大学工程硕士攀使论文 鹣震p l l 等对竖向蘅载作用下桩的水乎位移籽弯矩迸霉亍了室内模型和现场原 黧试验磺究。 、簿载传递麓律研究 麓载传递规律鲍研究主要良试验为雯，麓肉誉阕学者送行过室内及现场试验 研究。c f g 桩由于属于蹲性桩，可参照搬蕊础的些理论。 幽予室内试验受试样尺寸和量测技术的限制，无法反映桩长、桩距及桩士材 料非线性等诸多因素的影响，因此对桩舟荷载传递规律的研究得不到满意的结 果。 针对复合地基的荷载传递规律的现场试验研究，国内有关报道较少。段继伟、 爨晓南等曾对承台搅拌桩进行了单桩载荷试验，其测试手段是通过在桩身内埋设 成交盼测量了控身沿深度的位移曲线，然飚缀撰理论计算出桩身轴力分布、桩侧 瘩辍力分毒等，褥到了较莠舍实际豹蘅载癸露燃撵。该方法的饶点是可毙较客瘸 麓爱获缓赛芬载簧逮裁律，臻熹是溺试纹嚣壤没较嚣难，瑗绣影羲霆素较多，费 感较离。鼹该方法舞舞送行改送及灏试芋毅麴侮撬毫是获褥更有徐篷纛簿黪方 向。其它方法还有钢筋应力计溅试方法、土聪力盒法等。如林彤曾采尾钢筋斑力 计测鬃现场旋喷桩的桩身应力，由于钢筋威力计的弹性模量远大于土，铡量时会 使威力向钢筋集中，偏离了实际情况，很难得到满意的结果。郝永华采用在模型 桩蠼设土压力盒的方法测试了土桩的应力分布曲线，该方法可得到类似现场足尺 试验的荷载分布规律，但由于模型制作、加栽模拟等原因的限制，所以该方法目 前取能用于定性分析。 掰前工程界十分重视c f g 桩的现场试验研究 撩删，试验内容主要包括：承 载力捻骏鞠沉簿帮变形蕊测。承载力检验按撬藏要求采孀静力载蘅试验确定。承 载力载赞试验虽然终戆工终较多，毽圭要班王穰检测茂主，瑟旦静载试验资辩圭 蘩蒸搬鬻震方法憝瑾，逮露手力学特缝魄较篾杂瓣e 箩g 旌复会逮基瑟言存在萋 璎论依攒苓足和人为因素于撬等缺熹，霭蘩深入磷究进行改进；交形蕊测主要内 容蒋；蛾纂沉降变形、侧向变形等内容。 1 4 3 瑗论计算方面 l 、c f 0 桩复合地基的沉降计算 c f g 桩复合地基的沉降计算是基于笈含地基沉降计算理论和方法上的。工 程岛设计中通常采用的计算方法是实用沉降计算法。在该方法中，通常把沉降量 分为三部分，s i 为加固区土体压缩量，s 2 为下瓣层土体压缩量，s 3 为褥垫层的 援缩濑，总静沉降量s 表达式为；s l + 鼢s 3 。由予褥垫层压缩模量较大，厚 度较簿，鞫蔻箕垂缭量是较夸，实骣工羧串镰缝忽貉，教慈滚簿量s 表达式 霹薅纯楚s = s l + & ( 蠡壅1 4 1 辑忝) 。 茭审耱隘区土层压缩量s l 一觳霹采餍笈念模豢法、应力修正法和茬身嚣缭 7 山东大学工程硕士学位论文 量法等计算；下卧层压缩量s 2 则通常采用分层总和法计算p 蹦i 。各计算方法简 述如下： 图1 4 1 复合地基沉降计算模式 ( 1 ) 加固区压缩量计算方法 、复合模量法 该法是将复合地基加固区的桩、土构成的复合体，视为具有复合模量点0 和 沉降等效的均质复合土层。并以分层总和法计算复合土层的沉降研，其表达式为 耻量粤嘶 ( 1 - 1 ) i _ l 。妒f 式中西为第f 层复合土上附加应力；鬼为第f 层复合土层的厚度。 、应力修正法 复合土层是由桩、土共同承担荷载。由于桩的刚度远远大于桩问土的刚度， 而使桩间土分担的荷载减小。根据桩间土分担的荷载按照桩间土的压缩模量，忽 略桩体的存在，用分层总和法计算复合土层的沉降研，其表达式为 ps 2 再i 苦可2 s p 疗( 1 2 ) s 。= 竽却f - 幽。 1_ 剐 式中p 为作用于复合地基上的平均荷载密度；胁为应力修正系数；乩为加固区 范围内的土在未加固前在荷载p 作用下相应的沉降，其它符号同前。 、桩身压缩模量法 山东大学工程硕士学位论文 该法假定复合土体中的桩体在荷载作用下不产生刺入变形，以及桩侧摩阻力 的分布型式，则可以通过计算桩身的压缩模量来计算加固区土层的压缩量。并认 为桩体的压缩量等同于复合地基的沉降量。例如假定桩侧摩阻力为均匀分布时， 则桩顶荷载昂与桩体的压缩量品的计算式如下，其值即等同于复合土层沉降两。 ，z p， 一 p ，= 丁= j 忑= 户p 【l 一 ， 1 + ，竹( 疗一1 ) r 户， r 。 墨：s 。：业竺型，( 卜4 ) 2 e ， 式中炜为应力集中系数；胁为桩端应力；昂为桩体的压缩量；z 为桩长。 以上所介绍的三种计算复合土层沉降的实用法，都是在一定假设的条件下建 立的近似计算方法，计算结果自然与实际有一定的出入：应力修正法忽略复合土 体中桩体的存在，不考虑桩土之间的相互作用与制约。将复合土体仍视为未加固 的原软土层，仅将作用的荷载相应减小，进行沉降计算。另外，当计算下卧层沉 降时常易忽略所减小的荷载部分对下卧层沉降的作用，在整体观念上不满足内力 与外荷载的平衡条件，概念模糊，不甚合理：桩身压缩量法是基于材料力学求压 缩杆件变形的方法计算桩体的压缩量。这同样忽略了桩问土对桩体压缩变形的制 约作用。而且计算时对桩侧摩阻力的分布、桩端力的大小都很难确定，应用不便， 由于c f g 桩具有刚性桩的性质，桩身变形很小，实际工程中一般忽略其变形量， 故该方法不适合用于c f g 桩复合地基；而复合模量法，实际应称为等效模量法。 该法从总体概念上将复合土体视为变形等效的复合均质土层，由此导出该复合土 层应具有的复合压缩模量函p ，概念明确，应用亦较方便，建筑地基处理技术规 范( j g j 7 9 2 0 0 2 ) 也是推荐采用这一方法计算复合土层的沉降。但该方法的缺 点是笼统地把加固区看成一层均质复合土层。这样处理无法客观地反映桩土之间 荷载相互协调过程，与实际状况也不符，且计算时桩土内的应力场无法模拟。 经分析及现场测试表明，桩土之间在上部结构荷载作用下是一个互相协调， 共同承担荷载的过程。 ( 2 ) 下卧层沉降计算方法 目前计算下卧层沉降& 的实用方法，主要是设法计算比较合适的下卧土层 中的附加应力分布，然后采用分层总和法计算其沉降& 。现有计算下卧层中附加 应力分布的实用方法有应力扩散法、等效实体法、m i n d l i n g e d d e s 法和当量层法 等1 3 7 翦l 。 、应力扩散法 将复合地基视为由复合土层与下卧层组成的双层土地基。作用于复合地基上 的荷载p ，按一定的扩散角目逦过复合地基传至下卧层顶面，而获得软土层顶面 上作用的平均应力仍，及相应的作用范围。并以此 山东大学工程硕士学位论文 采用分层总细法冀出下卧层的沉降基& ，其表达式为 对于空闽闯题 吒= 霜i 谫蠢考 ( 1 5 ) 对于平面应变问题 吒= 苫南 ( 1 6 ) 浚释量诗算公式为 = 芝鲁珞 。一7 ) i = ld 肼 式中哪为下野层顶面的平均应力；夙五分剐为荷载宽度和长度；j i 为复合土层 撂；珞为下跨鬃戆分屡数；4 嘞是下囊 层l 髹的爨躯应力增量。 、等效实体法 该法是将复合士体视为一局部的实体，犹如墩式基础，作用其上的荷载扣除 周边黪阻力，居，塞接传至实俸匏褒瑟。放作惩予下囊 屡颚嚣鹑瘦秀建 对予空蠲阂蘧瓯= 曼垒竺掣 ( 1 一g ) 对予平面应变问题口售= p 一三 ( 1 9 ) 廿 、m i 栅i i l - g e d d 然法 复会地基的麓载按接攘量魄分配奎菠帮棱阕上。攘麝承担豹薅载，在稷 设桩侧摩阻力的分布下，按m i n d l 融应力积分解求出下卧朦中的应力分布。再迭 加由士分担的荷载按天然地基应力分布的计算方法，所求出的下卧层的应力，作 必下黪层中惑豹爨囊应力分孝。 、当爨层法 将复合士层换算为与下酐层压缩模羹相同的当惫土层厚度，如此可将复合的 双层蟪基转他为均质地基。戴野则霹将芬羧痒潮予当基层顼覆计舞下势层内豹应 力分布。当蹙厚度 ，按下式计算 啊= 办e ( 1 1 0 ) 复合地基通常是上部为槭、土共同组合的加强复合土层，下部仍为未加固的 主层。实舔士霉裁受土疆下软鹃双溪建綦。对于下鳘 较主溪熬双层遂蒸，奁蘅载 作用下整个地基内的竖向附加应力分布，将产生扩散现象。此时以分层总和法计 算地基沉降，所采用的中轴应力分布将小于均质地基的中轴应力分布，计算时必 矮考虑这一特点。 上面介绍的计算下鼯 层内附加廒力的四种方法，是从不同角度和假定条件建 立的近似计算法。应力扩散法，是衢用验算下卧层承载力怒否满足要求所采用的 麓纯谤算法，扩教爱戆选定琵近镁豹。瘟力扩散焦怒受土下两层主力擎链瀵差异 山东大学工程硕士学位论文 的影桶，是一个复杂静蠲题，难以确定。鞭等效实体法，其两边痒阻力，分布也 蔗叛镄霆。菇者，这嚣秘方法蒸是基予求爨臻鬃软囊蒺瑗瑟静应力壤彝终溺蕊蘑， 器穆焚按天然逮基表霪痒矮蘸载瓣绩提，谤髯下蘩罄孛戆应力分毒。夯蘩将建基 内帮终嬲蘅载的m 缸l d l i l l 闰题，硬性遮佟为稚睾奈赫克、佛控蒙阎题签理，不罄 含理；m i n d l i 小g e d d 舔法的桩侧摩阻力的分布、及其对桩闯土中应力的作用，以 及桩间土分担的荷载仍按天然地基中的应力分稚计算，这些都存在一定的问题， 有待研究，而且计算较繁，不便应用：当熬屡法也是一种近似的简化计算方法， 它考虑了上下两层土，影响应力扩散的主凝力学指标点0 和局之间的差异，直接 计冀下卧层的应力分布。同时亦可方便地计辣出复合土层中的应力分布，其难点 燎如何确定当量层厚度。 2 、复合地基承载力豹研究 c f g 棱复合迪基承载力豹确定嚣翦还没蠢娥熬熬方法，建筑逸基处理技术 筑蕊 j 麓强一2 蹴) 建议采矮瑷场复合稳蒸羧蘩试验静方法。嚣嚣工程上一黢 聚麓下述掰耪情况兹多诗算c f g 穰复会港蘩翡窳载力。 1 ) 搬据桩身材辩强度计算承载力； ( 2 ) 根据桩侧摩擦力和桩端阻力计算承载力。 取上述两值中的较小值。 熊中考虑在荷载作用下桩侧摩擦力和端阻力的实际分布计算桩的承载力显 然聪为合理。然而由于这方面的实测资料拔少，限制了理论上的研究，若取得桩 侧摩阻力分布规律，进行理论分析，建立一个简化计算公式，对c f g 桩承载力 的计辣鼹有实用价值。 菇辨些学者辨嘲i 还提出不同的经验公式计算单柱承载力，象费勤发等结 合实测凌辩统量 褥壅| 萃控援疆承载力嚣算公戏。 复会缝萋零凌力经验公式获苓霪铡瑟爱获了承载力影响瓣嚣素，繇桩刚 度、鬟换攀、柱长等影昀。照实黢表暖，c f g 摭复舍缝基与其它类型懿复合建 基稠院，力学特征有一定的差异性，完全照搬常麓方法来处理静载试验资料，确 定地旗承载力具有很大的人为性，应从其荷载传递规律出发，找到能综合反映桩 径、撼距、桩长、桩土刚度等主要因素影响的公式。 j 琏几年可靠性理论、模糊聚类分析等猩工程界得到广泛应用，有的学者p ，l 根据该理论对复合地基承载力的计算作了拨尝试。但该方法必须建立在大量实 测资料上，在实用上有局限性。 3 、数僮计算方法 溪予复合地基理论诗霎豹数篷方法主要辍蠢羧攀元法 a n s y s ) 为主。鲡 嚣舞黪麓结凝滞留藏摸鳌试验，震毒袋元法分爨了擎疆复合逢基戆挂主瘦力滋； 痿云澍搿l 、张建伟嘲l 、郑东臻1 4 2 l 、娄莺充镣浆掰d 髓e 勰张模型，把髂稷为 虫东大学工程矮学绞论文 2 1 弓l 吉 第二章桩身强度及桩间土性质的研究 c f g 桩复合地基是由桩及桩间士通过褥垫屡麸同承担荷载的，它们之间的 程互终趱彩夔羞各自承载力豹发撵，凌定若复合攮基豹整钵承羧缝力帮潺黪变影 l ，工嘲。粥此除要了髂械身的基本性质外，还需了解桩闻土的力学性质的变化。文 献及工稷实践表明i _ ”i ，c f g 桩施工时的挤土作用使桩间土的性质与原状土相比 有所变化( 尤其是对予挤工艺的松散粉住土鄹砂士) ，本章将对此阚题遴行分 辑，了瓣成控霹桩蓠主豹彩镌。 2 2c f g 桩的桩身材料和强度特性 2 2 i 桩身韦| 辩构成 c f g 桩桩身材料主要由碎石域卵石( 粒径般3 0 c m ) 镣粗骨料、祈屑等 中等粒径骨料、粉煤灰细骨料、水泥胶结材料以及水组成，这贱成分的掺加摄对 漫会耱豹强度、巍鬓後即潮移鸯缀大影魂。 在水泥掺量不离、桩身强度较低( 桩体强魔小于5 m p a ) 时，粗骨料之间多 为点接触，接触比表黼积小，掺加丽屑可充填粗骨料之间的空隙，使桩体级配良 妊，从藤傻柱俸抗压、抗剪强度 寻到较大提裹，焱终石和水泥掺基不变的馕援下， 掺入嚣溜沈苓掺入看瓣可增趣强度5 溅左右。 粉煤灰是燃煤发电厂研磨至一定细度在粉炉中燃烧( 1 1 0 1 5 0 0 。c ) 艏摊出 憝工业废料。由牧尘嚣收集斡缨获称失于灰；用激法搀灰所褥戆粉煤灰称为激灰， 萁主要成分为s i 0 2 ( 平均含量4 弧6 0 ) 、a 1 2 0 3 ( 平均含量2 m o ) 、0 3 ( 平 均含量和1 0 ) 、c a o ( 平均含量2 5 7 ) 、m g o ( 平均含量o 5 o 7 5 ) 和s 0 3 ( 平均禽量o 。l 棚1 5 ) 等。 餐缀获甄是缨喾耱，弱露又鸯鬣标号承混懿童霉霭，掺入粉煤灰嚣，霉鞠篷疆 高桩体的后期强度。粉煤灰的质量擞要取决于本身的化学成分如越2 0 3 、s i 0 2 的 含量，c a o 对粉煤灰的活性也较为有利，由于湿荻部分活性物质先行水化，所以 其活性较予灰低，同孵它翦粒径和颡粒级配也封粉煤灰的质爨骞重大影响。 1 、混合瓣中石耩与碎石静组成比铡霜石羁率表示： 划( g l + g 2 ) ( 2 2 1 ) 式中，g l 为碎石霪量。g 2 为稻羼重量。 禳攒试验臻究络聚，天取0 。2 5 3 3 舞会毽蠢震搴。 2 、混合料2 8 天强度r 2 8 与水泥强度等级和承灰比有如下关系： 山东大学工程硕士学位论文 从图2 2 2 看出，随着水泥用量的增加，桩体强度逐渐增火，但在不同的泥 获比含量区闯，桩体的强度增长速率有所不同，在菜食量变化区间强度的增长 率接i 匿于零，强度曲线基本保持水平，这说明鼹管水漉含量是影响桩体强度的纛 要因索，但强度并j # 完全由水溅含量这一单一鞠素所决定，因此在进行桩体材料 配比时，应合瓒的确定水泥含麓，以傈证在经济的条件下达到黻体强度的设计簧 求。 穰体材料的变形禳簧e o 如同强度r 2 8 一样，随着承泥掺鬃的增热，柱俸的 变形横量b o 也随之增大，但在不同的泥灰比含量区间，桩体的变形模蹩e 0 增长 速率煮所不同，并置谯泥灰纪静莱一黛亿区闺内，交形模量密瑗滞长现象， 使得关系曲线熙现类似的反s 形，因此，在进行桩体材料配比时，水泥的掺入激 亦应控嚣l 在菜合理静交纯嚣鲻，右能保证在经济条释下获 霉较为理憋翡缓髂榜 料变形特性。 零淀掺量建接彝强度静圭簧影响戮索，在承泥掺豢低予3 势辩，夔着零混掺 量的增加，2 8 d 的c f g 桩桩体强度迅速增加；而水泥掺量在3 0 一6 0 之间时， 桩落强度隧着零泥掺燮瓣增麓貔增长较麓缓镘。c 您缓瓣承泥掺量控刳在3 盼纛 右较为适宜。 2 、羚煤灰麓量； 当粉煤灰掺量在2 0 和3 0 之间时，随着粉煤灰掺量的增加，c f g 桩体抗 叛强度略有下降，c f g 桩中粉煤灰掺鬃豹最佳范里是2 辨销o 左右。 置霉2 1毫瞎 幺b3 o 蔓2是t氧尊童s 麓花 虹c 圈2 。2 0 桩体强度r 交形模量e 灰泥托f 孵静美系蠡绫 麸图2 2 3 霹冤，随耪煤灰焉量静墙耱，穰俸强度毽急鬻缮大，夜菜一配魄 时达到了强度峰值，其后桩体强度随着粉煤灰含量的增大而逐渐的降低，这表明 迸孬攘体耪辩辩魄辩，应健获淀沈 孵娃子最饶f 囤牵约秀2 。5 左杏) 鏊辫运时， 才能得到最高的桩体强度值。 攘体榜瓣变髟模爨鞠与获泥滋懿变纯魏镎类叛觳s 隧获滋迓魏交证过程， 即随着灰泥比f c 的增大亦在某一灰泥配比时e o 出现峰值，这说明粉煤灰的掺 山东大学工程硕士学位论文 入爨亦应控割在莱一会瑷豹变纯区间，才能绦证在经济条件下获猁理想的变形模 量。 3 、泵送剂掺量： 根据中科院对s f 浆遴剂( 规定掺量为水泥掺量的o 8 5 ) 的研究，当泵送 裁为矮定掺量煞3 倍游，试块强度急剧降低，7 天强度甚至降低溺e 。因魏工程 孛敷严格按照说努要求掺嬲泵送裁，严禁越麓掺热。 4 、坍落度： 坍落度的设计原则为既要满足试块强度簧求，又要满足可浆蚀的要求。 工程实践表明，混含料坍落度过大，会遗成混合料离析泵送错堵塞；坍落度 过小，会导致泵送压力过丈或不能正常泵邀。晟混合料的撬压强度在一定范嗣内 每餐落度成反魄，赘撬灏强度篷绣落度静瑷鸯羹嚣减夺，隧舞落发翡减夺蔼增热。 1 ：袭为不同坍落度、不瀚龄期试块的抗压强度： 表2 2 1 洞合料试配强度等级为1 5 m p a 的试块抗压强度 3 天7 天1 4 天2 8 天 舞落废 强度遮拣譬强度运标号强度这耘号缀寝这标号 锄) 口a m 咿a 肿a 1 毫1 6 6 7们1 0 67 l1 4 7孵1 9 1 61 3 l t ；1 84 73 l7 65 11 2 7粘1 4 9盼 表2 。2 0 混台辩试篦强褒等缓为c 豹试块挽嚣强寝 3 天7 天 1 4 天2 8 天 坍落度 强度达栋号强度达标母强度达标号强度达标号 ( c m ) 慨融融融 1 毫1 67 83 51 2 ，6鹳1 6 7辩2 1 81 0 9 1 毫1 8 7 ，4 3 71 1 7，91 4 47 21 8 1 9 l * 啦7 73 9 1 1 96 01 3 66 81 8 2 9 l 2 尊 5 、养护条俘和龄麓： 滋会鹈抗嚣强度等龄期豹关系瑟线凳鬻2 2 5 。 山东大学工程硕士学位论文 鼍 簧l s 鍪重。 墨 71 4铝 图2 2 5 抗压强度与龄期的关系曲线 壶嚣2 。2 5 表明，撬合辩懿强度增长骞一令遥稷，3 令嚣毅麓静混合瓣撬嚣 强度是2 8 天龄期的1 7 1 倍，而普通混凝土4 个月龄期的混合料抗压强度是2 8 灭龄期豹l 。4 倍。 拽 7 7 一 一 图2 2 ，6 养护条件对试块强度影响的曲线 r 承 r 汽 就养护条件而裔，水中养护与标准养护条件下的混合树强度相眈，龄期较 短时( 予1 9 7 2 警翻孺 塑性理论并借助数值积分的方法，认为其滑动面将受到限制并出现如图3 3 3 所 示的情况； 曲线： 38 图3 3 4h o ) ，棱顶发生 沉降为s p ，桩间土表面发生沉降为s s ，桩端处桩的沉降为s p 7。 圈4 2 1 复合建基交形示意嚣 避似地，变形可以分为三部分，一为加阐区变形s l ，= 为下卧层变形s 2 ， 三秀褥垫层交影s 3 。瑟由予棱搭戆模量缀大，在逶零蓑载承乎下，辘囊力孳| 莛桩 的藤缩变形可忽略( 即s 3 可取o ) 。这样，槭任一断面处的位移可认为窝桩顶位 移相等，便有s p = s p ，桩