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挤密砂石桩性状及大型油罐地基现场试验研究

杨晓刚  
【摘要】:本文以广东茂名石化北山岭库区大型油罐挤密砂石桩地基处理工程实践及现场试验为研究背景,对挤密砂石桩桩间距的确定方法、沉桩过程中桩周土体的挤密效应以及砂石桩单桩承载力进行了理论分析,并通过现场试验对挤密砂石桩复合地基的桩土应力、地基变形等的发展变化规律进行了分析研究。 在总结已有砂土地基挤密砂石桩桩间距计算方法的基础上,提出了考虑细颗粒含量影响和同时考虑桩周和桩底的挤密、振密作用、并用标贯值表达的桩间距修正计算式,然后通过具体工程对各种计算方法进行了比较,计算结果初步验证了该修正计算式的合理性。 在前人研究的基础上,根据土塑性力学的基本原理,采用摩尔库仑屈服准则,得到了圆孔扩张时引起周围土体内塑性区和弹性区应力场和位移场的完整解析解,并将该解应用于采用沉管方式沉桩的砂石桩挤密效应的研究以及砂石桩单桩极限承载力的计算。 对国内第一座125000m~3大型油罐地基处理现场试验数据进行了详细的分析,得到油罐圆形均布荷载作用下挤密砂石桩复合地基中的地表沉降、地基深层沉降以及桩土应力分布、软弱下卧层的孔压分布及变化规律。分析表明,加固深度范围以下土层的压缩量占总压缩量的比例较高,由实测环墙沉降推算的下卧层的压缩模量要远大于现场取样扰动后的室内试验值;罐底沉降沿基底的分布基本呈“锅底”形,罐边缘与中心的沉降比值介于0.57~O.62之间;实测的罐边地基水平位移沿深度呈两头小、中间大的分布形式:在充水试压阶段桩土应力比n由1.0增至1.30左右,桩、土分担荷载接近,进一步说明,采用振动挤密砂石桩处理砂性土地基的机理应以挤密、振密效应为主,而置换效应较弱。试验结果可为类似地基上大型油罐的建造提供有益的参考。


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