岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 511-524.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0217
文磊1, 2,刘钟1, 2,马晓华1, 2,张振3
WEN Lei1, 2, LIU Zhong1, 2, MA Xiao-hua1, 2, ZHANG Zhen3
摘要: 劲性复合桩(stiffened deep cement mixing pile,简称SDCM桩)兼具高强度芯桩的轴向荷载传递能力与搅拌桩较高的桩侧摩阻力优势,施工效率高、性价比高,在土木建筑领域中得到推广应用。然而,由于其荷载传递机制尚缺乏统一认识,现有计算方法与实测承载力差异较大。基于此,开展了粉土地基中SDCM桩现场足尺试验,研究了其抗压承载特性与荷载传递机制。搅拌桩固化剂采用普通水泥和GS固化剂(gypsum-slag soil hardening agent)。依据实测荷载-位移曲线分析了单桩抗压极限承载力及不同固化剂的影响,并通过现场桩身取芯及芯样无侧限抗压试验分析了现场施工水泥土与室内试样强度的差异。建立了考虑芯桩-水泥土、水泥土-土体接触面的三维弹塑性有限元模型,分析了竖向下压荷载条件下桩身轴力、接触面的剪切应力分布规律,探讨了SDCM桩的荷载传递机制与承载力提高原因。研究结果表明:粉土地基中SDCM桩抗压承载力大于纯搅拌桩和单独芯桩抗压承载力之和的1.5倍;在端阻力发挥作用后,桩底水泥土由于轴向受压变形,芯桩-水泥土之间的剪切变形会大幅增加,该位置易产生剪切破坏。水泥土固化后与地基土接触面性能的改善是SDCM桩相对传统灌注桩具有更高的承载力的主要原因。
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