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水泥土组合桩承载及变形机理研究

张振  
【摘要】: 水泥土组合桩在国内是一项刚刚开展研究的地基加固新技术。水泥土组合桩是在水泥土搅拌桩成桩之后,水泥土初凝之前,用压桩机械将预制混凝土芯桩压入水泥土体内,待水泥土凝固后,芯桩与水泥土共同工作,承受上部荷载的一种新桩型。水泥土组合桩有机的结合了混凝土预制桩与水泥土搅拌桩的优点,形成了一种中间强度高、四周强度低的合理桩身结构,充分发挥了芯桩与水泥土桩体的性能。 本文对水泥土组合桩进行了试验研究和理论分析,采用有限元法对单桩的荷载传递性状进行分析,编制了单桩非线性分析的有限元程序。对工程试桩的静载试验结果进行分析,确定单桩极限承载力。室外模型桩试验通过在桩身埋设测试元件,研究水泥土组合桩荷载传递规律以及变形特性。 利用有限元计算分析了同比(桩长相同、桩径相同)水泥土组合桩、水泥土搅拌桩和混凝土钻孔灌注桩,得到了它们的荷载沉降曲线、桩身应力曲线、桩身轴力曲线、桩侧桩端分担荷载曲线等,通过这些曲线对它们的荷载传递规律以及变形特性进行了深入的分析。 利用有限元对相同的外包搅拌桩形式、相同芯桩截面、不同芯桩桩长的水泥土组合桩的Q-S曲线进行了对比,得出了最优的芯桩桩长与水泥土组合桩桩长比。 根据室内外试验和有限元分析的结果,提出水泥土组合桩的构造要求和水泥土组合桩竖向承载力计算公式。和目前常用桩在施工工艺、施工速度、成桩质量及经济性等进行了比较,得出此种桩在多层建筑中广泛应用前景的结论。


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