水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力

水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力

摘要：由于水泥土搅拌桩复合地基的应用非常广泛，对于诸如素填土、杂填土、淤泥质土、黏土、粉土以及砂土等软弱地基的加固处理均有良好的效果，且其施工成本相对也比较低，因此其近年来在我国得到了迅速的推广和普及。本文首先对水泥土搅拌桩复合地基的受力原理进行了简要的概述，并通过几种典型的水泥土搅拌桩复合地基质量检测方法来对其变形特性与承载力进行了深入的探讨和分析。

关键词：水泥土搅拌桩复合地基；变形特性；承载力

一、引言

所谓水泥土搅拌桩复合地基，就是通过褥垫层、水泥土搅拌桩及其桩间土所组成的一种复合地基。其中，水泥土搅拌桩即为一种由一定配比的水泥、砂石料以及粉煤灰经过加水搅拌而成的桩基，其全称为水泥粉煤灰碎石桩。水泥土搅拌桩复合地基的应用非常广泛，对于诸如素填土、杂填土、淤泥质土、黏土、粉土以及砂土等软弱地基的加固处理均有良好的效果，且其施工成本相对也比较低，因此其近年来在我国得到了迅速的推广和普及。本文首先对水泥土搅拌桩复合地基的受力原理进行了简要的概述，并通过几种典型的水泥土搅拌桩复合地基质量检测方法来对其变形特性与承载力进行了深入的探讨和分析。

二、水泥土搅拌桩复合地基受力原理概述

通过水泥土搅拌桩复合地基的受力原理分析我们可以看出，因为在水泥土搅拌桩与承台之间通常会设置十到三十公分厚的褥垫层，因此该复合地基是由水泥土搅拌桩和土层来共同承担上部结构传来的荷载，然而由于桩土的应力比非常大，因此其竖向荷载由水泥土搅拌桩承担的比重就比较大。同时也由于褥垫层造成了水泥土搅拌桩与承台的分离，导致了绝大部分的水平荷载都被承台四周的土层以及承台底的桩间土所承担，并且由于通常水泥土搅拌桩复合地基的置换率也比较低，因此其水平荷载由水泥土搅拌桩基承担的比重就很小。简而言之，水泥土搅拌桩其实就是以承担上部结构的竖向荷载为主的。通过大量的模拟实验结果和工程实践数据表明，当水泥土搅拌桩复合地基当中的褥垫层厚度能够达到十公分以上时，水泥土搅拌桩体就基本上不可能出现水平折断的情况，那么也就表示水泥土搅拌桩在该复合地基中基本上不可能丧失工作能力。由此可见，水泥土搅

拌桩在该复合地基当中，所起到的主要作用就是承担上部结构传递而来的竖向承载力。因此，水泥土搅拌桩复合地基的处理方法在取土成孔柱锤夯扩作用下是完全能够得到保证的。

三、通过质量检测方法探析水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力

1、单桩复合地基静载荷检测方法

本方法是检测单桩复合地基承载力，采用压重平台反力载荷装置,用沙袋堆载荷载，用钢梁搭设平台,将配重均匀稳固地放置于平台上。平台中心位置下的桩顶上放置圆形钢制承压板。千斤顶稳固在承压板上,其活塞与主梁相连。平台中心、承压板中心、千斤顶底面中心与桩中心在同一铅垂线上，保证受力均匀和加载时的垂直度。加载时，通过压重平台装置提供反力，用千斤顶在承压板上逐级加压。最大加载值为设计要求承载力值的两倍，荷载分级为最大荷载的十分之一，每级加载后间隔半小时通过JCQ-503C静荷载自动试验仪测读一次，沉降相对稳定（△S<0.1mm/h）后施加下一级荷载直至达到规范荷载。卸载级数为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后，间隔三小时读记回弹量。

2、单桩竖向承载力检测方法

本方法主要是检测单桩的竖向抗压承载力，基本原理是：竖向荷载逐渐施加于单桩顶，桩身上部受压缩而产生相对于土体的向下位移，桩侧表面有向上的摩擦阻力，随着桩身荷载的增大，桩身压缩变形和位移量也增大，以单桩竖向抗压载荷试验Q-s曲线为基础，取该曲线的前几级荷载下沉降原始数据进行分析，进而对Q-s曲线的发展趋势作出预测。单桩竖向承载力试验检测的仪器有千斤顶、JCQ-503C静荷载自动试验仪等，千斤顶直接作用在桩头上。最大加载值为设计要求承载力值的两倍，荷载分级为最大荷载的十分之一，第一级按两倍分级荷载加荷。每级加荷后，间隔五分钟、十分钟、十五分钟各测读一次，累计一小时后每隔半小时测读一次，达到相对稳定并出现两次时施加下一级荷载。每级卸载值为加载值的一半，卸载后隔十五分钟测读一次，读两次后，隔半小时再读一次，即可卸载下一级荷载，全部卸载后，隔三到四小时再测读一次。

3、低应变动力测试方法

低应变测试的原理是：通过用力棒锤击桩头，其产生的应力波向下传递，在

传递过程中当遇到桩身缩径、裂缝和桩底土等阻抗发生变化处，应力波发生反射，用桩基测试仪接受反射的信号，并通过计算机进行分析，来判断桩身是否存在裂缝、缩径、断桩等缺陷，检测桩身是否完好。根据规范要求，低应变检测数量为总桩数的百分之十。试验仪器可选用C5型FEI桩基分析系统，试验锤击装置选用力棒。检测时首先进行桩头处理，使桩头露出新鲜的混凝土，不能有杂物。传感器安装在距桩中心三分之二半径处，锤击处在桩顶中心，传感器安装处和桩顶要在一平面，当安装传感器处不平时，可用石膏或牙膏找平。再在桩顶固定一个加速度计，设置好有关参数后，用力棒进行锤击，及时检查曲线质量并由仪器记录。为保证检测结果，在一个桩上进行多个对称测点，每个测点锤击五到十次，然后进行室内计算机分析。

四、结语

对于水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力，笔者通过大量工程经验总结出了几点心得：第一，一旦在静载试验过程中发现其承载力出现问题时，在检验结束之后必须立即对桩身进行检验，通过对桩头的探查判断其是否已经被压坏，或者通过低应变检测来判断桩身是否在某个部位上存在着缺陷；第二，低应变检测应当在静载试验之前进行，因为静载试验过程中由于荷载的作用，极有可能导致桩基的初始状态产生一定的改变，从而影响低应变检测对桩身质量分析和判断的准确性；第三，在进行复合地基静载试验时，其最大加载量并不一定要求正好等于复合地基承载力特征值的两倍，而是可以按照桩身混凝土的强度等级大小来进行适当调整。

参考文献：

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