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搅拌桩和排水板堆载预压联合处理软土地基的应用研究
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  • 资料类型:.PDF
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  • 发布时间:2021-08-26
资料介绍

 在塑料排水板处理区域(试验段),塑料排水板

采用正三角形布置,间距1.2m,打设深度根据现场
的地质情况采用8~10m,打穿淤泥层。为了加强塑料
排水板区域的加载效果和排水效果,在场地内铺设了
土工格栅和砂层。采用4 级压实堆土加载,第1~3 级
每次,第4 级加载历时10d,加载堆土厚度1m,预压
时间120d。整个堆土预压过程堆土加载总厚度为
4m,历时270d。
在搅拌桩处理区域,搅拌桩采用正三角形布置,
间距1.2m,桩径600mm。为保证搅拌桩桩体的垂直
度满足要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与
钻杆上下、左右距离相等来控制。为保证搅拌桩的
施工质量,施工过程中由专人检查水泥用量、喷浆过
程中有无断浆现象、搅拌提升时间以及复搅次数等。
在搅拌桩成桩7d 时采用轻型触探法进行桩身质量
检查,成桩28d 后用钻芯法检查桩的完整性、桩土搅
拌均匀性以及桩长,并取样进行桩身强度测试。
3 有限元模型
为了分析搅拌桩深层处理和塑料排水板堆载预
压法联合处理方法的有效性,利用ADINA 建立了以
下3 种模型:搅拌桩完全打穿淤泥层的模型(模型
1);搅拌桩仅打到淤泥层一半的模型(模型2);没有
打设搅拌桩的堆载预压模型(模型3);如图2 所示。
根据该地区淤泥的基本情况,计算模型中取场
地长300m、宽50m。土体的淤泥层厚度为10m,密度
r =1.7g cm3,水平渗透系数kra=2.0×10-6cm s,竖向渗
透系数kza=1.0×10-6cm s,压缩模量Es=2.1MPa,泊松
比n =0.4。淤泥层的下卧层为微风化岩,在软件计算
中不考虑该岩层的排水和固结问题。在淤泥层中的
塑料排水板采用1.3m 间距的正三角形布置,打穿淤
泥层。塑料排水板的打设在土体内产生了涂抹区,
本算例的涂抹区取3 倍排水板等效直径,水平、竖向
渗透系数均取为土体的1 3。土体的加载采用4 级
堆土加载,总加载土体厚度4m,总等效荷载80kPa。
4 有限元理论分析结果
压实填土密度取2.0kg cm3,在模型计算中为了
提高孔隙水压力的精度, 在第1 级加载和恒载期间
取时间步长为1d,计算步为30 步;在以后的加载和
恒载期间,取时间步长为2d,计算步为135 步,预压
固结计算时间总共为300d。
4.1 地表沉降分析
模型1 由于搅拌桩的约束作用, 使得预压区域
的土体没有向外发生水平位移, 从而有效减少了预
压区域的地表沉降,最大地表沉降仅373mm。模型2
由于搅拌桩只打设到淤泥层的一半, 预压区域的土
体还是向预压区外发生了水平位移,搅拌桩后C 区
域土体发生了约80mm 的隆起, 在整个预压区域内
的最大沉降为415mm。但在靠近预压区右边界的土
体,虽然附加应力引起的固结沉降减小,但由于预压
区内土体向预压区外发生水平位移引起的沉降量较
大, 故该部分土体在预压结束时的沉降量也达到了
330mm。模型3 中没有打设搅拌桩,预压区域土体向
预压区域外发生自由的水平位移,使得预压区外F 区
域的土体发生不同程度的隆起, 地表平均隆起为
50mm,局部地区的隆起达64mm。在预压区域的平均
沉降500mm,局部最大沉降515mm,比模型1、2 增大
约130mm。可见,打设搅拌桩对堆载预压区域产生了
较强的水平约束作用, 可以有效减少预压区域的沉
降量,减少堆载预压对外部土体的影响。
4.2 土体内部水平位移影响
模型1 由于搅拌桩打穿整个淤泥层,四周的搅拌
桩对土体产生了水平向的约束作用,整个预压区域的
土体在上部荷载作用下只发生深度方向的位移,基本
上可以认为该区域的土体没有发生水平位移。在模型
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