水泥土垫层对预应力混凝土薄壁管桩复合地基承载变形特性影响的试验与理论研究

《Materials》：Research on the Bearing-Deformation Characteristics of Prestressed Concrete Thin-Walled Pipe-Pile Cement-Soil Cushion-Composite Foundation

　　

摘要

级配碎石或碎石通常用作预应力混凝土薄壁管桩复合地基的垫层材料。在公路工程中，对于无排水要求的路段，提出以水泥土垫层替代碎石或砂砾垫层，可大幅降低工程造价，但其工程特性需进一步研究。本文对预应力混凝土薄壁管桩水泥土垫层复合地基进行了现场试验、数值计算和理论分析。结果表明：当水泥土垫层达到一定厚度时，复合地基的沉降控制效果优于碎石垫层。随着水泥土垫层厚度、水泥掺量、桩长和桩帽尺寸的增大，桩土应力比增大，桩土沉降减小。桩间距越大，桩土沉降越大；反之，桩间距越小，桩土沉降越小。在各影响因素中，水泥土垫层厚度被确定为对复合地基承载变形特性影响最显著的参数。超过该明显的边际效益递减厚度后，继续增加垫层厚度对沉降控制的改善效果递减。双层加筋垫层复合地基的沉降控制效果优于单层加筋垫层。加筋层的位置对复合地基的承载变形特性也有重要影响。在单层加筋垫层条件下，将加筋层置于垫层底部比置于顶部更为有效。从沉降控制效果和经济性角度出发，桩间距与桩帽尺寸之比存在一个最优值，约为0.5。上述研究成果为本文所研究的地质和荷载条件下，采用水泥土垫层的预应力混凝土薄壁管桩复合地基提供了试验数据和工程实践参考。