桩的水平承载力作用机理分析

CFG桩复合地基工程特性分析及承载力计算摘要：CFG桩复合地基加固高等级公路软基就是一种新引入的软基处理方法，具有施工周期短、工后沉降小、无噪音、无振动、不排污、节约钢材等特点而得到广泛的应用。

但是由于自身的复杂性和多样性，致使群桩相互作用机理及其承载力的计算一直没有得到令人满意的研究成果。

文章对CFG桩各个组成部分进行了详细的分析，介绍了复合地基各个参数的合理取值范围，在此基础上结合相关试验进行了承载力计算公式的推演。

关键词：水泥粉煤灰碎石桩、复合地基、软基处理、工程特性、计算参数、承载力计算0 引言CFG桩即为水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌合在土中灌注形成的竖向增强体。

碎石桩复合地基，处理后承载力提高系数一般在1.2~1.6之间。

而在同样的地质条件下，CFG桩复合地基的承载力提高系数可以高达2倍以上。

CFG桩具有刚性桩特点，可全桩长发挥侧阻力，桩落在好的土层上还具有明显的端承作用。

这样就可以通过增加桩长或改变桩端持力层的方式，使桩进入较坚硬的土层来提高复合地基整体的承载力，以满足不同的设计要求。

同其他刚性桩一样，CFG桩体的刚度及变形量远大于桩间土。

在通常情况下，在桩顶和基底间设置褥垫层有效调节了桩与桩间土在荷载作用下的变形，从而确保了桩与桩间土的共同工作，这充分显示出CFG桩复合地基的柔性桩特征。

CFG桩的沉降远小于桩间土的沉降，桩体上部形成负摩擦区，致使CFG桩的实际受力与基桩有着很大的区别，其计算方法和取值也就区别于传统的基桩。

1 CFG桩复合地基结构分析1.1 褥垫层褥垫层技术是复合地基的核心技术，CFG桩只有通过褥垫层才能够构成桩土复合地基。

褥垫层厚度如果过小，桩顶时将产生非常明显的应力集中，桩间土的承载作用无法得到充分的发挥。

图1 褥垫层结构褥垫层厚度如果过大，桩土的应力比值会接近1，这样桩基就失去了在CFG复合地基中存在的意义。

所以，褥垫层厚度一般设计为10~30cm，特殊情况为50cm。

嵌岩桩承载力的影响因素分析及嵌岩深度的探究【摘要】嵌岩桩所处的土层岩层复杂、桩身混凝土质量的不稳定和施工工艺的多样，导致嵌岩桩承载性能复杂，因而也使得人们对嵌岩桩的破坏机理和承载性状的认识不能达成共识和统一。

本文就简单从嵌岩桩的桩长、桩径、桩体模量、持力层性状、桩底沉渣、粗糙度等因素对嵌岩桩承载力进行分析，并对嵌岩深度做简单探究，以求对施工方面能起到一定的理论支持作用。

【关键词】嵌岩桩承载力影响因素嵌岩深度【Abstract 】Rock-socketed pile soil strata in the complex, pile body concrete quality stability and the construction technology of diversity, cause rock-socketed pile bearing performance complex, making people of rock-socketed piles of failure mechanism and characters of bearing can be reached consensus know and unity. This paper from the simple rock-socketed pile pile length, pile diameter, the pile modulus, include the character, the pile bottom settlings, roughness and factors of rock-socketed pile bearing capacity is analyzed, and the depth of rock-socketed do simple explore and try to construction can play a certain role of theoretical support.【Key Words 】rock-socketed, pile bearing capacity factors, rock-socketed depth目前在施工方面存在以下误区，即一方面不管嵌岩桩长细比的大小、上覆土层的土性、沉渣厚度等，一律将嵌岩桩视为端承桩进行设计；另一方面盲目增加嵌岩深度不考虑基岩的力学性状而采用扩底，结果延长了工期、增加了施工难度，同时由于嵌岩桩单桩承载力高，造价也较高，因此此造成的浪费是惊人的，简单从嵌岩桩的桩长、桩径、桩体模量、持力层性状、桩底沉渣、粗糙度等因素对嵌岩桩承载力进行分析，并对嵌岩深度做简单探究，以求对施工方面能起到一定的理论支持作用。

复合桩基共同作用分析引言随着现代建筑技术的不断发展，桩基工程在各类工程项目中得到了广泛应用。

桩基具有承载力高、沉降量小、稳定性好等优点，成为建筑物基础设计的优选方案。

然而，在实际工程中，单一的桩基类型往往不能满足复杂的地质条件和荷载要求。

因此，由不同桩型组成的复合桩基逐渐成为研究热点。

复合桩基共同作用分析对于优化桩基设计、提高建筑物安全性具有重要意义。

本文将详细阐述复合桩基共同作用分析的基本原理、常用方法及应用实践，并对其进行全面评价。

复合桩基共同作用分析的基本原理复合桩基共同作用分析主要研究不同桩型在承载过程中的协调与配合能力。

一般情况下，复合桩基由不同类型的桩基组成，包括灌注桩、预制桩、钢管桩等。

各种桩型具有不同的承载特性，通过合理的组合与设计，可实现优势互补，从而提高整个桩基的承载能力。

在进行复合桩基共同作用分析时，可根据弹性力学与有限元方法的基本原理，建立数学模型。

首先，对单桩进行受力分析，得出其在轴向荷载作用下的位移与应力分布。

然后，根据复合桩基中各桩型的排列与连接方式，对整个桩基系统进行整体分析。

通过协调各桩型的位移与应力分布，实现复合桩基的优化设计。

复合桩基共同作用分析的常用方法1、等效梁法：该方法将复合桩基中的各种桩型视为等效梁，根据梁的弯曲理论进行共同作用分析。

优点是计算简单、直观，便于工程应用。

但缺点是难以考虑桩土相互作用、地基沉降等因素，且精度相对较低。

2、有限元法：有限元法是一种数值分析方法，通过将问题离散化为有限个单元，并对每个单元进行计算与分析，最终得出整体结构的响应。

该方法可考虑各种复杂因素，如非线性、桩土相互作用等，但计算量较大，对计算机性能要求较高。

3、有限差分法：有限差分法是一种基于差分原理的数值计算方法，通过将连续的地基土体划分为一系列离散的网格，并对每个网格进行计算与分析，最终得出地基土体的变形与应力分布。

该方法具有计算效率高、可考虑复杂边界条件等优点，适用于具有复杂地质条件的地基处理。

加固土桩的作用机理
加固土桩是一种常用的地基加固方法，其作用机理主要涉及以下几个方面：
一、土桩的加固机理
1.土桩的加固作用主要通过填充和挤密作用实现。

在施工过程中，土桩将周围土体挤开，使土体孔隙减小，从而提高地基的承载力。

2.土桩中的材料（如砂、碎石等）具有良好的排水性能，可以有效地降低土体的饱和度，提高土体的抗剪强度。

3.土桩与周围土体之间的摩擦作用也能提高地基的承载力。

在荷载作用下，土桩与周围土体产生摩擦力，从而增加土体的整体稳定性。

二、灰土桩的加固机理
1.灰土桩在施工过程中，生石灰与土体中的水分发生反应，生成消石灰，使土体体积膨胀，从而提高地基的承载力。

2.灰土桩中的灰土材料具有较高的强度和抗渗性能，能有效改善周围土体的物理力学性质。

3.灰土桩与土体之间的摩擦作用也能提高地基的承载力。

三、微型桩的加固机理
1.微型桩作为一种深基础，能将荷载有效地传递至较坚实的土层或岩层，提高地基的承载力。

2.微型桩施工过程中对土体的扰动较小，能有效保持土体的原始状态，提高土体的整体稳定性。

3.微型桩可以与其他加固方法（如土钉、锚杆等）共同作用，形成一个完整的受力体系，提高加固效果。

综上所述，加固土桩的作用机理主要包括填充和挤密作用、摩擦作用、材料强度和抗渗性能的改善等。

不同类型的土桩（如土桩、灰土桩、微型桩等）在加固机理上有一定差异，但最终目的都是提高地基的承载力和稳定性。

在实际工程中，根据土体条件和工程需求选择合适的加固方法，能有效提高地基的承载力和稳定性，确保建筑物的安全可靠。

高填方路堤段桩网复合地基承载机理及桩土应力比计算方法作者：杨明辉尧奕赵明华来源：《湖南大学学报·自然科学版》2015年第05期摘要：针对高填方段软土路基在路堤荷载下桩网复合地基的受力特点，分析了其自上而下的荷载传递机理.首先，将路堤简化为内外土柱，通过内外土柱的整体微分平衡关系，得到了等沉面高度的理论计算式，由此较为合理地模拟了高填方段的土拱效应.而后，针对荷载传递至土工垫层阶段，采用薄膜模拟了桩土之间的荷载分配关系.在此基础上，将桩网复合地基划分为众多土工格栅、桩及桩间土单元体，桩体及桩间土简化为弹性支撑，进一步得到了高填方段桩网复合地基桩土应力比计算式.最后，对影响高填方段桩网复合地基桩土应力比的各主要影响参数进行了初步研究.结果表明，桩土应力比随路堤高度增大逐渐减小，即填土高度增加后桩土荷载分配趋于均匀，而桩间距、填土的压缩模量的增大将导致桩土应力比增加.此外，土工格栅抗拉强度的增大将加大桩土应力比值，但影响幅度较小.关键词：地基处理;高填方路堤;桩网复合地基;土拱效应;桩土应力比中图分类号：TU472.1 文献标识码：APilenetCompositeFoundationBearingMechanismandtheMethodtoCalculatethePilesoilStressRatioinHighEmbankmentYANGMinghui，YAOYi，ZHAOMinghua（GeotechnicalEngineeringInstituteofHunanUniv，Changsha，Hunan410082，China）Abstract：Accordingtothemechanicalcharacteristicsofpilenetcompositefoundationofhighfillsectionofsoftsoilsubgr adeunderembankmentload，thispapermadeanindepthanalysisoftheloadtransfermechanismfromthetoptothebottom.Firstly，embankmentsoilwassimplifiedasaninsideandoutsidecolumn.Then，accordingtointegraldifferentialbalancebetweentheinsideandtheoutsidesoilcolumn，theheightoftheinitialplaneofequalsettlementcanbederivedandthesoilarcheffectofhighembankmentfillca nbereasonablysimulated.Secondly，whentheloadtransferstothegeotechnicalcushionlayer，thinfilmisusedtosimulatetheloaddistributionbetweenthepileandthesoil.Basedontheresultsofpreviousderi vations，pilenetcompositefoundationcanbedividedintogeogrid，pileandsoilelementsbetweenthepilebodies.Thepileandthesoilbetweenthepilesweresimplifiedasanelastic support.Thepilesoilstressratiocalculationformulaofthehighfillsectionpilenetcompositefoundationcanbederived.Finally，thispaperstudiedthemaininfluenceparametersofthepilenetcompositefoundationpilesoilstressratiointhehi ghfillsection.Theresultsshowthat，withtheincreaseofembankmentheight，thepilesoilstressratiodecreases，namely，withtheincreaseoffillheightpileandsoil，theloaddistributiontendstobemoreuniform，buttheincreaseofpilespacingorthecompressionmoduluswillincreasethepilesoilstressratio.Furthermore，theincreaseofgeogridtensilestrengthwillcausetheincreaseofpilesoilstressratio，buttheinfluenceofgeogridtensilestrengthissmall.Keywords：foundationtreatment;highfillembankment;pilenetcompositefoundation;soilarcheffect;pilesoilstressratio桩网复合地基是近年发展起来的一种有效的高填方段软土路基加固方法[1]，其由筋材、桩和桩间土组成的一种以桩作为竖向增强体、筋材作为水平向增强体的联合型复合地基，同时具备竖向增强体复合地基与水平向增强体复合地基的加固优点，能很好地提高地基土体承载力及减小不均匀沉降.但对于高填方段，桩网复合地基工作机理更为复杂，涉及路堤填土、桩、桩间土和筋材之间相互作用，而对承载机理的研究为高填方段桩网复合地基合理设计的基础，可见，深入研究高填方段桩网复合地基的承载机理具有重要的工程意义与理论价值.国内外学者已对桩网复合地基的变形性能和受力特征进行了相关研究.如Hewlett等[2]用室内模型试验验证了土拱的存在，并基于弹塑性理论和极限状态分析了三维土拱效应;陈云敏等[3]改进了Hewlett的极限状态分析法，但这些研究均未考虑筋材的影响;而饶卫国等[4]根据土工合成材料在上部路堤荷载下产生抛物线形挠曲变形的假定分析了拉膜效应;陈昌富等[5]综合考虑了土拱效应和拉膜效应，并引入了Winkler地基模型推导出了桩土应力比计算公式.然而，高填方桩网复合地基中的土拱效应、拉膜效应和桩土相互作用三者并非独立存在.目前俞缙[6]、张军[7]和赵明华等[8]通过考虑三者的共同作用得到桩土应力比的计算公式，但计算方法都较为复杂.在此背景下，本文拟通过改进的桩网荷载传递模型和假定的土工合成材料变形模式，深入分析路堤土拱效应、筋材拉膜效应及桩土相互作用，并在此基础上，推导出适用于工程实际的高填方桩网复合地基的桩土应力比计算方法，以供相关工程设计参考.1桩网复合地基荷载传递机理分析桩网复合地基一般由水平向增强体及竖向增强体组成，二者共同作用，对地基形成双向增强作用.众多研究表明，对于路堤荷载，当路堤高度达到一定值后，将形成土拱[9].此外，由于土工垫层的存在，促进了桩间土上部荷载进一步向桩顶转移，进而使桩土差异沉降减小，这就是水平加筋体的拉膜效应，因此，在分析桩网复合地基的荷载传递时，必须合理考虑上述土拱及拉膜效应.1.1土拱效应分析设路堤高度为h，等沉面高度为he（h>he），以填土表面为z轴零点，向下为正，建立路堤荷载下双向复合地基的受力模型如图1所示.为便于分析，特做如下假定：1）路堤填料为均质各向同性的散体材料.2）桩与桩间土均为理想的线弹性体，忽略它们的径向变形及桩与桩之间的相互影响.将路堤填土划分为各土柱（如图2（a）所示）.在等沉面以下，任取某土柱（高度为he，宽度为桩径d）设为内土柱，则其与外土柱由于差异沉降在界面必存在一定摩阻力.假设该侧摩阻力在桩顶与等沉面高度范围内呈线性分布[10]，则距离路堤填土表面z处内土柱侧摩阻力τ可按下式计算：τ=0，0≤z≤h-he;（z-h+he）fKaσpo/he，h-he≤z≤h.（1）式中：f为内外土柱界面摩擦系数，f=tanυ;Ka为土压力系数，Ka=tan2（45°-υ/2）;υ为路堤填土内摩擦角;σpo为内土柱在网面处的平均竖向应力，kPa.若在内土柱z深度处取一微元段dz进行受力分析（如图2（b）所示），根据竖向受力平衡条件，可得微段内土柱的受力平衡方程为：Apσpt+γApdz+τπddz=Apσpt+Apdσpt.（2）式中：Ap为桩体截面积，Ap=πd2/4（d为桩体直径），m2;σpt为内土柱在距离填土表面深度z处的平均竖向应力，kPa;γ为填土重度，kN/m3.求解式（2）可得：σpt=γz+2fKaσpodhe[z2-2（h-he）z]+C.（3）式中：C为待定参数.考虑到填土表面至等沉面范围内（0≤z≤h-he），由于无差异沉降，内土柱与外土柱界面不存在摩阻力，则这两部分填土受到的垂直应力均为γz，即z=h-he时，有σpt=γ（h-he），代入式（3）可知：σpt=γz+2fKaσpodhe[z2-2（h-he）z+（h-he）2].（4）对式（4）令z=h，可得内土柱在土工膜上表面处的平均竖向应力为：σpo=dd-2fheKaγh.（5）再对内土柱与外土柱的联合土柱进行整体分析，如图3所示.其中外土柱直径de为桩体的影响直径，此时内外土柱之间的摩擦力为内力，可不予考虑.由此建立联合土柱竖向平衡方程：Aeγz=Apσpt+（Ae-Ap）σst.（6）式中：Ae为桩体等效作用面积（Ae=πde2/4），m2;de为桩体的影响直径，m;当按照等边三角形布置桩时，de=1.05l;当正方形布置桩时，de=1.128l;σst为外土柱在距离填土表面深度z 处平均竖向应力，kPa.令m=Ap/Ae，则由式（6）可得任意截面z处的外土柱平均竖向应力：σst=γz-mσpt1-m，h-he≤z≤h.（7）令z=h，则由式（5）和式（7）可得土工格栅上表面处外土柱的平均竖向应力为：σso=γh1-m（1-mdd-2fheKa）.（8）由作用力与反作用力可知，内土柱受到外土柱的向下拖拽力产生压缩变形，则外土柱受到内土柱向上提升力产生拉伸变形，且路堤等沉面填土高度he内的内外土柱的压缩变形与拉伸变形之和应等于桩土差异沉降：Δs=∫hh-heσpt-γzEcdz+∫hh-heγz-σstEsdz.（9）式中：Δs为路堤底面处桩土最大差异沉降，m;Ec为路堤填土拉伸模量，kPa;Es为路堤填土压缩模量，kPa.填土的拉伸模量对应卸载回弹变形，通常Es≥Ec.为便于计算，取Es=Ec=E.由式（4），式（7）和式（9）可得关于路堤等沉面填土高度he的隐性方程：Δs=∫hh-he2fKaσpo[z2-2（h-he）z+（h-he）2]E（1-m）dhedz=2fKah2eσpo3dE（1-m）=2fKah2e3E（1-m）（d-2fheKa）γh.（10）若桩土差异沉降Δs已知，则由式（10）可得等沉面高度为：he=3（1-m）EΔs2γh（1+2γhd3（1-m）EΔsfKa-1）.（11）1.2土工格栅拉膜效应分析由以上分析可知，等沉面高度计算关键在于求解桩土差异沉降Δs.而当荷载传递至土工格栅时，土工格栅在路堤荷载作用下将会产生向下弹性变形，显然，其最大扰度即为桩土最大差异沉降Δs.建立土工格栅受力模型如图4所示，其在路堤荷载作用下形成拉膜效应[10].其中桩间距为sd，且格栅变形满足圆弧形[11]，最大变形为Δs，令，由几何关系可得格栅变形后的长度lm 为：sinθ=4β/（1+4β2）;（12）lm=（sd-d）/2β（1+4β2）arctan（2β）.（13）式中：β=Δs/（sd-d）.一般地，β值很小，可取arctan（2β）=2β，则由式（13）可知格栅的应变ε为：ε=4Δs2/（sd-d）2.（14）根据其应力应变关系，可得桩边缘处土工格栅的张拉应力为：T=Egε=4Δs2（sd-d）2Eg.（15）式中：Eg为土工格栅的抗拉模量，kN/m.分析土工格栅下桩土相互作用，仍取单个桩体与其影响范围内土体形成同心圆柱体作为典型单元体进行分析（如图3（a）所示）.采用文献[12]中桩土加固区桩周土的典型位移模式：ws=wp+αc（1-zzm）ra-eβc（ra-1）.（16）式中：ws为桩间土位移，m;wp为桩体的位移，m;zm为中性点处的深度，m;αc和βc为待定参数.由于不考虑径向位移，由式（16）对r求偏导数，可得土单元的剪应变：γs=wsr=αca（1-zzm）1-βceβc（ra-1）.（17）它与土的剪切模量之积为土单元的剪应力：τs=Gsγs=E0αc2a（1+μs）（1-zzm）1-βceβc（ra-1）.（18）式中：E0，μs分别为桩间土的变形模量与泊松比.对于任意的z，当r=b时，τs=0，则1-βceβc（ba-1）=0.（19）由式（18）可得在z=0处桩侧剪应力（摩阻力）：τsa0=E0αc2a（1+μs）（1-βc）.（20）假设桩顶处桩侧摩阻力达到了某极限值的某一水平R（R的取值根据工程具体情况确定，当地基土为软土时，其不排水抗剪强度较小，可认为桩顶处桩侧摩阻力达到最大值，即取R=1），即当z=0时，τsαo=Rτf，则E0αc2a（1+μs）（1-βc）=Rτf.（21）联立式（19）和式（21）即可求得αc和βc，代入式（16），令z=0，r=b即可求得桩顶表面处桩土差异沉降：Δs=ws-wp=αcba-eβc（ba-1）.（22）2桩土应力比的求解将式（22）求得的桩土差异沉降Δs代入式（11）即可求得等沉面高度he，再代入式（15）即可求得土工格栅的张拉应力T.然后将求得等沉面高度he代入式（5）和式（8）即可求得土工格栅上表面处桩上平均应力σpo和土上平均应力σso.考虑桩顶部分的格栅受力（如图4（b）所示），对桩顶部分的格栅进行受力分析，由竖向平衡条件可得：Apσp=Apσpo+πdTsinθ.即σp=σpo+4dTsinθ.（23）同理可得：σs=σso-4m（1-m）dTsinθ.（24）式中：σp为土工格栅下桩顶面的平均竖向应力，kPa;σs为土工格栅桩间土顶面的平均竖向应力，kPa.然后将σpo，σso，T和sinθ代入式（23）和式（24）即可求得桩顶平均竖向应力σp和σs，进而可求得桩土应力比n=σp/σs.n=σpσs=σpo+4dTsinθσso-4m（1-m）dTsinθ=（1-m）4Tsinθ（d-2fheKa）+γhd2γdh（d-2fheKa-md）-4mdTsinθ（d-2fheKa）.（25）由式（25）可知，高填方段桩土应力比与填土重度γ与高度h，填土的压缩模量Es，填土的内摩擦角υ，桩体直径d，相邻桩体轴心距Sd，置换率m，桩顶摩阻力发挥系数R，桩间土变形模量E0等参数有关.3工程案例分析3.1工程案例1杭州市绕城高速公路（北线）桥头深厚软基处理工程试验段（K28+730～K28+870）[13]主要地层为粉质黏土（厚1.4～1.6m）、淤泥（厚5.0～7.0m）和粉质黏土（厚5.1～6.4m）.采用桩网复合地基加固路基，桩径为500mm，三角形布置，桩间距1.3m，桩顶设有砂垫层和土工格栅.根据室内外试验结果并参照文献[12]，取填土内摩擦角υ=30°，填土压缩模量Es=15MPa，填土重度γ=20kN/m3，桩间土变形模量Eo=2.7MPa，路堤高度h=5.18m，土工格栅的抗拉模量Eg=500kN/m，参照文献[14]，取桩顶摩阻力发挥系数R=1，桩侧极限摩阻力τf=20kPa，参照土体泊松比的取值范围取桩间土的泊松比μs=0.4.利用本文推导的新公式计算的桩土应力比与实测值进行对比，计算结果见表1.从表1可以看出，本文计算结果与实测值相比文献[6]更为接近.3.2工程案例2武广客运专线乌龙泉至临湘段由于大面积分布灰岩残积层红粘土，红粘土上部一般为硬塑状态，下部的基岩面附近的土体经常呈软塑或流塑状，软土层的厚度一般为1.5～3.4m[15]，参考工程概况和工程地质条件，并参照文[15]中的参数设计，计算桩土应力比的参数为桩径d=0.5m，桩间距Sd=1.6m，填土高度h=5.56m，填土内摩擦角为υ=π/6，填土的压缩模量Es=15MPa，填土重度γ=20kN/m3，土工格栅抗拉模量Eg=500kN/m，桩间土的变形模量Eo=5MPa，参照文献[14]，取桩顶摩阻力发挥系R=1，桩侧极限摩阻力τf=20kPa，参照土体泊松比的取值范围取桩间土的泊松比μs=0.4.利用本文新推导的桩土应力比计算公式与实测值进行比较，计算结果如表2所示，结果表明本文的计算方法得出的计算结果和实测值相差较小，满足工程计算的要求.4影响因素分析及讨论桩土应力比决定复合地基整体受力性能的优劣，桩土应力比高表明桩体承担更多荷载，将减轻软土体承载压力，从而提高复合地基的整体承载能力.由以上推导过程可知，高填方段桩网复合地基的桩土应力比受众多因素影响，包括路堤填土高度h及压缩模量Es，桩间土变形模量Eo，桩体直径d及桩间距Sd，土工格栅筋材抗拉强度Eg等参数有关.以下对各主要参数进行敏感性分析，各基本计算参数取值如下：填土容重γ=20kN/m3，填土的内摩擦角υ=30°，桩径d=0.5m，按正方形布桩典型单元体的影响直径de=1.128Sd=1.69m，桩顶摩阻力发挥系数R=1，桩侧极限摩阻力τf=20kPa，参照土体泊松比的取值范围取桩间土的泊松比μs=0.4.计算结果如图5～图7所示.由对比分析可知，桩间距和填土压缩模量的提高将进一步优化桩土应力比.其原因在于，桩间距减小使桩体数目的增多，而桩体所承担总荷载增大，单根桩所承担的荷载却减小;当桩间距较大时，对于每根桩来说承担了更多的荷载，桩体承载能力得到充分发挥，使桩土应力比逐渐增大;填土压缩模量的提高将进一步优化桩土应力比是因为随着填土压缩模量的增大，路堤填土的整体刚度就越大，桩体向路堤填土顶入就比较困难，桩所承担的荷载越来越大，使得桩土应力比不断地增加.而路堤高度的增加将减小桩土应力比值，其原因在于考虑土拱效应时计算所得等沉面高度一般较小，而等沉面以上内外土柱之间不存在土拱效应，因此随着路堤高度的增加，土拱效应对桩土应力比的影响逐步减小，从而降低了桩土应力值.而桩间土变形模量的减小将使桩体顶部应力集中效应更加明显，从而造成大部分路堤荷载由桩来承担，使桩土应力比增大.此外，增大土工格栅的抗拉强度可提高桩土应力比，但变化幅度不大，土工格栅模量从500kN/m增至4000kN/m，桩土应力比仅增加0.6%，可见土工格栅强度的增加并不能明显优化桩土应力比.5结论本文针对高填方段软土路基普遍采用的桩网复合地基，深入分析了其在路堤荷载下的荷载传递机理，并在此基础上，提出了一种可全面考虑高路堤桩网复合地基桩土应力比承载机理的桩土应力比公式，并应用于工程实际.主要结论如下：1）建立了高填方路堤的内外土柱分析计算模型，并通过对内外土柱的受力平衡分析，导得了等沉面高度的计算公式.2）采用薄膜效应建立了土工格栅与桩体的相互作用模型，并在此基础上，基于独立单元体受力分析，导得了高填方段桩网复合地基桩土应力比计算式，计算实例分析表明，该计算公式考虑因素全面，与实测结果吻合良好.3）基于本文公式对高填方段桩土应力比的影响因素进行了对比分析.结果表明，桩土应力比随路堤高度、桩间土变形模量增加而逐渐减小，而桩间距、填土压缩模量及土工格栅抗拉强度的增加将提高桩土应力比值，从而使桩网复合地基受力更为合理.参考文献[1]龚晓南.复合地基[M].杭州：浙江大学出版社，1992：34-38.positefoundation[M].Hangzhou：ZhejiangUniversityPress，1992：34-38.（InChinese）[2]HEWLETTWJ，RANDOLPHMF.Analysisofpiledembankments[J].GroundEngineering，1988，21（3）：12-18.[3]陈云敏，贾宁，陈仁朋.桩承式路堤土拱效应分析[J].中国公路学报，2004，17（4）：1-6.CHENYunmin，JIANing，CHENRenpeng.Soilarchanalysisofpilesupportedembankments[J].ChinaJournalofHighwayandTranspor 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水泥搅拌桩的单桩及复合地基的承载力研究【摘要】水泥搅拌桩作为软土地基加固的一种方法，广泛应用于房屋建筑、公路、中小桥涵，以及油罐和重力式挡土墙等各类工程的软弱地基加固。

在水泥搅拌桩复合地基设计中，复合地基承载力的确定是一重要问题。

但水泥搅拌桩承载力不足的工程事故时有发生。

文章从理论上分析了计算水泥搅拌桩复合地基承载力的方法，介绍了水泥搅拌桩的施工工艺，根据对水泥搅拌桩承载力不足的工程事故的调查研究，分析了引起水泥搅拌桩承载力不足的原因，并提出了针对各种因素需要注意的工程施工要点。

【关键词】水泥搅拌桩；复合地基；地基承载力引言水泥搅拌桩作为复合地基的一种形式，以其造价低、环境污染少、施工工期短、加固费用低、无排土隆起、设计灵活等特点，在软土地区一般民用地基处理、深基坑支护以及水利工程地基处理中已取得了广泛的应用。

水泥搅拌桩是利用特定的用于深层的搅拌机于软土地基中，在钻孔的同时并行进行的向孔中喷射水泥浆或粉体，采用搅拌机的旋转轴进行搅拌，使之与土体搅合在一起，随着土体的固结形成了高强度的桩体，与通常意义的桩有所区别。

水泥搅拌桩属于柔性桩，其承载力发挥机理主要是桩体与土体之间的摩擦阻力发挥了主要的作用，属于摩擦桩；而一般的刚性桩则通常是兼具摩擦桩和端承桩的承载力特性。

本文主要介绍了水泥搅拌桩地基的承载力计算方法以及水泥搅拌桩施工工艺，并分析了水泥搅拌桩承载力不足时的原因及其施工过程中的注意事项。

1 水泥搅拌桩施工工艺深层水泥搅拌桩的施工工艺流程，以湿法为例如下所示，规范规定的为：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。

通俗归纳来说就是：确定桩位——启动搅拌机待命——水泥浆的制备——喷水泥浆并搅拌——反复进行搅拌——清洗搅拌机管路中的水泥浆——重新定位对桩顶再次灌浆。