软基中不同类型大直径砼芯加劲搅拌支护桩性状分析

• 作 者: 张奥博
• 出 处: 广东工业大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 大直径砼芯加劲支护桩 支挡结构 三维有限元 软土 基坑工程

加劲水泥土搅拌桩由于劲芯刚度的贡献,使得整个复合桩体刚度要比水泥土搅拌桩刚度大很多,最典型的加劲水泥土搅拌桩为SMW工法桩。与SMW工法桩不同,大直径砼芯加劲搅拌支护桩是一种将混凝土材料与水泥土材料复合在一起形成的桩型,该种桩型是在大直径水泥土搅拌桩内植入砼芯,形成的复合桩,自身结合了较强的止水作用和支护作用,并且施工速度快、造价低廉,特别适用于沿海城市地质条件较差的区域。但就目前而言,针对软土地基中大直径砼芯加劲搅拌支护桩的支护效应与影响因素仍缺乏深入研究。有鉴于此本文基于前人研究成果,通过MIDAS GTS NX有限元软件,模拟分析了大直径砼芯加劲搅拌支护桩中三种常见组合桩型(工字型、加长工字型、三排复合型)对软土基坑工程的支护效应。主要研究结果如下:(1)软土地基中大直径砼芯加劲搅拌支护桩的变形与悬臂式结构类似。(2)水泥土桩径对桩体的侧向位移、基坑隆起、坑外土体沉降影响较大,随着水泥土桩径的增大,位移随之减少;当水泥土桩径达到1300mm以上时,将不再有控制基坑隆起的效果。(3)砼芯对桩体侧向位移的影响较大。随着砼芯直径的增大,桩体侧向位移逐渐减少。(4)水泥土桩径和砼芯直径对工字型、加长工字型和三排复合型等三种桩型的支护作用效果依次递减;砼芯直径对三排复合型支护作用的影响较小。(5)工字型、加长工字型和三排复合型等桩型控制基坑水平位移与坑外地表沉降的能力依次增大;三排复合型与加长工字型控制基坑隆起的效果相似,且优于工字型。(6)桩前被动区加固控制工字型、加长工字型、三排复合型侧向位移的效果依次递减;加固宽度控制侧向位移的效果明显高于加固深度,且加固宽度和加固深度约为基坑深度的一半时加固效果最为显著。(7)模拟计算了大直径砼芯加劲搅拌支护桩基坑的变形,并将模拟结果与实测结果进行了对比分析,发现两者较为吻合。