岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (9): 2639-2647.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1538

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

植入式排水桩固结理论

邓岳保1,张晨豪1,王忻1,张日红2   

  1. 1. 宁波大学 滨海城市轨道交通协同创新中心,浙江 宁波 315211;2. 宁波中淳高科股份有限公司,浙江 宁波 315145
  • 收稿日期:2022-10-06 接受日期:2023-02-21 出版日期:2023-09-11 发布日期:2023-09-02
  • 作者简介:邓岳保,男,1983年生,博士,教授,主要从事软土特性、固结理论及能源地下结构与工程研究。
  • 基金资助:
    浙江省基础公益研究计划项目(No.LGG21E080005);宁波市重大科技攻关暨揭榜挂帅项目(No.2022Z030)。

Consolidation theory of implantable drainage pile

DENG Yue-bao1, ZHANG Chen-hao1, WANG Xin1, ZHANG Ri-hong2   

  1. 1. Collaborative Innovation Center of Coastal Urban Rail Transit, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315211, China; 2. Ningbo Zhongchun Hi-Tech Co., Ltd., Ningbo, Zhejiang 315145, China
  • Received:2022-10-06 Accepted:2023-02-21 Online:2023-09-11 Published:2023-09-02
  • Supported by:
    This work was supported by Zhejiang Province Basic Public Welfare Research Project (LGG21E080005) and Ningbo Major Science and Technology Tackling and Unveiling Project (2022Z030).

摘要: 植入式排水桩可消除临近土层中的超静孔压、提升桩侧土体强度,是一种适用于滨海深厚软土地基的新型桩基技术。为研究桩侧临近土层中孔压消散和固结度发展规律,将水泥土视为涂抹区,并基于椭圆柱排水体假设和坐标变换方法,推导了真空负压作用下植入式排水桩固结解析解。在模型试验检验理论可靠性的基础之上开展算例分析,发现真空负压传递主要集中在塑料排水板附近,土层中超静孔压平面分布呈“8”字型;真空负压作用时间和水泥土渗透性对排水桩加固效果影响显著;水泥土渗透性在排水固结和硬化作用下快速下降,真空抽排水时间应控制在5 d以内。研究成果为植入式排水桩技术进一步研发及推广应用奠定了基础。

关键词: 排水桩, 静钻根植桩, 塑料排水板, 固结, 超静孔压

Abstract: The implanted drainage pile can eliminate the excess static pore pressure in the adjacent soil layer and improve the soil strength on the side of the pile. It is a new type of pile foundation technology suitable for deep soft soil ground in coastal area. In order to study the dissipation law of excess pore water pressure and the development of consolidation degree in the adjacent soil layer, the cement-soil is regarded as the smearing zone, and based on the assumption of elliptic column drainage body and the coordinate transformation method, an analytical solution of consolidation of implantable drainage pile under vacuum negative pressure was derived. The reliability of the theoretical solution was verified by model tests, and then an example analysis was carried out. It is found that the vacuum negative pressure transfer is mainly concentrated near the vertical drain, and the plane distribution of excess pore pressure in the soil layer shows a shape of “8”. The duration of vacuum negative pressure and permeability of cement-soil have significant influence on the reinforcement effect of drainage pile. The permeability of cement-soil decreases rapidly under the action of drainage consolidation and hardening, and thus the duration of vacuum drainage should be controlled within 5 days. The research results lay the foundation for the further development and application of the implanted drainage pile technology.

Key words: drainage pile, static drilling rooted pile, vertical drain, consolidation, excess pore water pressure

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