土工格栅砂垫层与碎石桩复合地基承载试验研究
碎石桩及其复合地基承载力的分析
碎石桩及其复合地基承载力的分析王志亮(河海大学岩土工程研究所,南京 210098)摘 要:介绍单碎石桩及其复合地基的承载力机理及计算方法,并对碎石桩复合地基的工程设计等方面提出了一些建议。
关键词:碎石桩;复合地基;模型试验;滑动圆弧法中图分类号:T U4 文献标识码:B 文章编号:1005-8524(2000)04-04B earingC apacity Analysis for G ravel Pileand Composite FoundationWANG Zhi2liang(Institute o f G eotechnical Engineering,Hehai Univer sity,Nanjing 210098)Abstract:This paper introduces the bearing capacity mechanism and calculation methods of single gravel pile and related composite foundation,and presents s ome suggestion to the design of gravel pile composite founda2 tion.K ey w ords:gravel pile;composite foundation;m odel test;sliding arc method 碎石桩因具独特的优点应用日益广泛,大量工程实践表明,软土地基用碎石桩加固后,承载力明显提高,沉降量也减少。
选择碎石桩处理地基,最关键的是碎石桩的承载力确定,桩的承载力越高,复合地基达到某一设计的承载力所需要的置换率就越低,地基处理费用在一定程度上就愈少。
因此能正确的理解和计算碎石桩及复合地基的承载力意义重大。
1 单碎石桩的承载力模型试验和分析地基中有一根碎石桩,桩径为r,碎石间的内摩擦角为φp,桩顶上施加荷载P p。
论碎石桩复合地基试验检测方法
点对点培训方案背景随着竞争环境的日益激烈以及市场的不断变化，企业需要不断提高员工的技能和素质以保持竞争力。
传统的课堂培训往往面向群体而非个人，难以满足不同员工的个性化和实时性的需求，缺乏有效性和效率。
而点对点的个性化培训解决了这些问题，能够更好地满足企业的培训需求。
点对点培训的概念和特点点对点培训是一种以个人为中心的培训方式，根据个人的实际需求和情况进行信息和技能的传授，注重员工的个性化和实时性需求，提高培训的效果和效率。
点对点培训的特点包括：•个性化：针对不同员工的实际需求和问题，在时间、内容和方式等方面做出个性化的调整和安排。
•实时性：员工在工作中遇到问题时可以随时与导师进行交流和咨询，及时得到帮助和支持。
•高效性：有效地提高了培训效率和培训质量，对企业的业务和员工的成长都有积极的影响。
点对点培训方案的实施步骤第一步：需求分析在展开点对点培训之前，需要对员工的实际需求和问题做出详细的分析和判断。
具体而言，主要包括：•需求诊断：对不同职位和岗位所需的技能和素质进行诊断和分析，查找员工的不足和短板。
•需求调研：通过问卷调查、面谈和观察等方式，了解员工对培训的期望和要求，找出员工在工作中的实际问题和需求。
第二步：导师的选择和培训方案的设计根据员工的实际需求和问题，选择合适的导师，设计个性化的培训方案。
具体而言，主要包括：•导师的选择：根据员工的实际需求和导师的经验和专业能力进行匹配，选择能够满足员工需求的导师。
•培训方案的设计：根据员工的实际需求和导师的指导，设计个性化的培训方案，在时间、内容和方式等方面进行调整和安排。
第三步：培训实施和反馈跟进在培训实施过程中，需要随时进行反馈和跟进，确保员工的学习能够顺利进行和实现预期效果。
具体而言，主要包括：•培训实施：根据培训方案的设计，落实培训计划，实施培训方案。
•反馈跟进：培训结束后，对员工的学习效果和成果进行评估和分析，及时反馈和跟进存在的问题和困难。
碎石桩单桩复合地基承载力试验检测分析
碎石桩单桩复合地基承载力试验检测分析【摘要】碎石桩法是处理软土地基的一种非常常见的地基处理施工方法，在公路、铁路和房屋建筑的建设施工工得到了广泛的应用。
采用碎石桩法处理的地基的稳定性得到了显著的加强，在减少地基的不均匀沉降方面得到了工程界的普遍认可。
本文介绍了碎石桩的施工方法和碎石桩复合地基的承载力的试验检测方法。
希望能对碎石桩单桩复合地基承载力试验提供指导和借鉴。
【关键词】碎石桩；软土地基；单桩复合地基；地基承载力【中图分类号】TU470【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）12-0078-021.引言由于我国地域辽阔，不同地方的土层条件有着很大的差异，在软土地区进行公路建设遇到的最常见的工程问题就是软土地基的处理方法。
碎石桩法是处理软土地基的一种非常常见的地基处理施工方法，在公路、铁路和房屋建筑的建设施工工得到了广泛的应用。
碎石桩法是用冲击荷载和采用机械振动的方法将桩管压入软土地基中，然后在桩管中填满碎石等工程性质良好的填土材料。
这样就使得桩管中的碎石等填土材料和软土地基组成复合地基，经过改良的复合地基和原来的软土地基相比，地基的承载力显著提高，地基的沉降量得到了显著的控制。
碎石桩法与其它的地基处理方法相比具有加固施工速度快，工程的造价也会得到显著的降低，施工方法简单。
对复合地基的承载力的加固质量的评价一般是采用试验检测的方法。
采用碎石桩法处理的地基的稳定性得到了显著的加强，在减少地基的不均匀沉降方面得到了工程界的普遍认可。
本文介绍了碎石桩的施工方法和碎石桩复合地基的承载力的试验检测方法。
2.碎石桩的施工方法碎石桩的施工方法一般采用如下的工艺流程，施工工艺操作简单，得到了工程界的普遍认可。
具体工艺流程如下：施工工艺流程：测量放线定位→冲击成孔→清理桩孔→填满碎石→形成碎石桩→质量检测→验收。
（1）碎石桩布置：根据实际工程的具体特点，按照设计要求和相关规范的具体要求合理的布置碎石桩，并对每个碎石桩孔进行编号，为后续施工作好充分的准备，利于是施工的顺利进行。
土工格栅在桩网复合地基中的检验研究
１ 工 程 概 况
１ ｉ， ０ｒ ｎ 顶部 及底部锚杆 （ 端点 、 面点 ） ａ 末 滑 的应变 较大 ； 而加载后
３ ｉ， 部锚 杆 的应 变 明显减 小 ， ０ｍｎ顶 中部 、 锑 的应 变变 化不 大 。 坡脚 杆
５试 验结果对于路 基边 坡 以及其他 坡顶 受荷 载 的边 坡 治理 ） 工程具 有很 好的指导意义 。在锚 固工程 的设 计 中， 充分考 虑土 应
坡 坡度 为 １ １５路 堤 顶 宽 为 １ ． ： ．， ３ ６ｍ。为 了避 免过 渡段 出现 不均 匀 沉 降 ， 强 软 粘 土地 基 的承 载 能 力 ， 用 了 复 合 地 基 处 理 方 式 。地 增 采 基 采用 Ｃ Ｇ桩 加 固处 理 ， 径 为 ０５ｍ， 间距 为 １５ｍ， 方 形 布 Ｆ 桩 ． 桩 ． 正
地下水具有 硫酸盐侵蚀性 ， 作用等级 Ｈ１ 。
粘 Ⅱ 粉屈粘土 Ⅱ 粘ｌ Ⅱ ｊ
中毪
又是首次采用 ３ ０１ ｍ的双 向岛强 土木格栅 ， ０ Ｎ／ ， Ｌ 对其处 理效 果及
可 靠 性 存 在 疑 问 ， 此 在 试 验 段 共 选 择 了 ５个 断 面 进 行 了路 沉 为
图 １ 土 压 力 盒 布 置 方 案 示 意 圈
降观测 、 土压力 观测 及 土工格 栅拉 应力 观测 的原 位测 试 ， 并结 合 测试数据开展 了土工格 栅受力状况及其作 用效果 的研 究 ， Ｉ格 土： ：
栅 对 土 基 的强 度 影 响及 变形 控 制 研 究 ， 验 土 工 格 栅 加 筋 垫 层 的 检 处 理 效 果 ， 析 土 ： 栅 的使 用 对 于路 基 土 承 载 力 的 影 响 和 土 工 分 Ｔ格 格栅对差异沉 降的调节作川。
２ 土层锚杆各点变形 的相对 变化 ， 明荷 载在锚杆 一坡体 复 层 锚 杆 的 “ 间效 应 ” ） 说 时 。 合体系 中的传递是有一个过程 的 ， 而Ｈ 这种过程 需要 一定 的时间 参 考 文 献 ：
土工格室+碎石桩复合地基承载机理及承载力计算方法探讨
[收稿日期]2005—07—23[基金项目]教育部高等学校博士学科点专项基金(20020532008)。
[作者简介]杨明辉(1978—),男,湖南邵阳人,博士研究生,主要从事桩基础及复合地基计算研究。
土工格室+碎石桩复合地基承载机理及承载力计算方法探讨杨明辉1,王 娟2,赵明华1(1.湖南大学岩土工程研究所,湖南长沙 410082; 2.北京燕化石油公司塑料分公司,北京 102500)[摘 要]针对土工格室+碎石桩复合地基这一新型地基处理方式,首先,全面分析了其独特的承载机理,在此基础上,着重对其承载力计算进行了研究。
将该结构分为上下两部分分别考虑,对于底层的碎石桩复合地基,引进圆孔扩张理论,导出了桩体与土体承载过程中的应力应变计算公式,并充分考虑碎石桩与桩间土的相互作用及布桩方式影响,得到其承载力计算方法;而后结合土工格室的受力特点,提出格室垫层承载力计算公式。
最后,通过算例,验证了文中计算公式的可行性。
[关键词]复合地基;承载力;地基处理;计算方法[中图分类号]U 443.15 [文献标识码]A [文章编号]1002—1205(2005)04—0005—04Study on the C apacity Mechanism and Model and C alculationof G eocell Mattress and G ravel Pile Composite FoundationYANG Minghui 1,WANG Juan 2,ZH AO Minghua 1(1.G eotechnical Engineering Institute of Hunan University ,Changsha ,Hunan 410082,China ; 2.Plastic Filiale of Beijing Y anhua Petroleum C om pany ,Beijing ,102500,China ) [Abstract]Firstly ,the w ork mechanics of geocell mattress and gravel pile com posite foundation on dis crete material pile is studied deeply ,based on which ,the bearing capacity method is studied in the paper.The new method takes the structure into tw o parts.According to the gravel pile com posite foundation ,the the ory of round -hole expansion is used to calculate the stress 2strain of pile and s oil in loading process ,based on which ,the calculation of loading capacity is derived which can consider the mutual action between pile and s oil and the in fluence of pile arrangement.Then ,combined with the mechanical character ,capacity com puta tional formula is deduced.Finally ,an engineering exam ple is discussed to verify the method.[K ey w ords]G eocell ;gravel pile foundation ;capacity com putation ;theory of round 2hole expansion 土工格室作为高质量的加强材料,是由高密度的聚乙烯宽带(PE ,H DPE )经超声波焊接而成的具有蜂窝状格室结构的立体材料,与土工布、土工格栅等平面加筋材料相比,其最大的特点是具有立体结构,强度高,刚度大,整体性能好,并且伸缩自如,运输时可以折叠,施工方便,使用时只需张开格室填充土石等材料并压实即可。
《土工带加筋碎石垫层地基的试验、应用及理论研究》范文
《土工带加筋碎石垫层地基的试验、应用及理论研究》篇一一、引言随着土木工程技术的不断发展，地基处理技术也在不断进步。
土工带加筋碎石垫层地基作为一种新型的地基处理方法，具有承载力高、稳定性好等优点，已广泛应用于各类工程项目中。
本文旨在通过对土工带加筋碎石垫层地基的试验、应用及理论研究的综合分析，探讨其在地基处理中的应用前景和优化方向。
二、土工带加筋碎石垫层地基的试验研究1. 试验方法土工带加筋碎石垫层地基的试验主要采用室内模型试验和现场试验相结合的方法。
室内模型试验主要用于研究土工带加筋碎石垫层的力学性能和变形特性，为现场试验提供理论依据。
现场试验则用于验证室内模型试验的结果，并针对实际情况进行优化和调整。
2. 试验过程及结果在室内模型试验中，通过改变土工带的材料、加筋方式、碎石粒径等因素，研究其对土工带加筋碎石垫层地基承载力和稳定性的影响。
在现场试验中，对土工带加筋碎石垫层地基进行加载试验，观测其变形和破坏过程，分析其承载力和稳定性。
试验结果表明，土工带加筋碎石垫层地基具有较高的承载力和稳定性，能够满足工程需求。
三、土工带加筋碎石垫层地基的应用土工带加筋碎石垫层地基具有广泛的适用性，可用于公路、铁路、桥梁、港口等工程项目的地基处理。
其优点包括承载力高、稳定性好、施工方便、成本低等。
在实际应用中，需根据工程实际情况进行设计和施工，确保土工带加筋碎石垫层地基的稳定性和承载力。
四、土工带加筋碎石垫层地基的理论研究土工带加筋碎石垫层地基的理论研究主要包括加筋机理、力学性能、变形特性等方面。
通过对土工带加筋碎石垫层的加筋机理进行研究，可以深入了解其提高承载力和稳定性的原因。
通过对土工带加筋碎石垫层的力学性能和变形特性进行研究，可以为其设计和施工提供理论依据。
此外，还需对土工带加筋碎石垫层地基的长期性能和耐久性进行研究，以确保其在实际应用中的稳定性和可靠性。
五、结论与展望通过对土工带加筋碎石垫层地基的试验、应用及理论研究的综合分析，可以得出以下结论：1. 土工带加筋碎石垫层地基具有较高的承载力和稳定性，能够满足各类工程项目的需求。
碎石桩和深层搅拌桩复合地基静载试验结果分析
Ｅ＝ ． ｏ；
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（ １ ）
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按 以下公式求出 ： 脚 ＝
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地土 自上而 下分 别 为 ：０ 一一 ． ｍ为 饱和 淤 质粘 ４７
＋ｒ １一ｍ （ 土 ， 一 ． ｍ… ４） ４７
１ ｍ为粉砂 ，该工程试 验 了三个 ０６ 若压板 不是位于地表时 ，尚应 进行埋深修正 。 四桩复 合地基压 板 ，压 板面 积 １５ ． ｍｘ１５ ．ｍ，三点 压板一般要求是■形或方形 ， 为矩形时 ，应换 算 复合地基试验 的 Ｑ— 若 ｓ曲线觅图 ２ 。 成当量 的圆形压板进行计算。 从试验 的 Ｑ— ｓ曲线上 分析 ，该曲线 属于缓变 ３ ．工 程 实 例 形曲线 ，按照 《 建筑地基处理 技术 规范） （ Ｊ９— Ｊ ７ Ｇ 例１ 、市五 号 工 程 网球 场 ，位 于丘岭 河 床 地 ９ ），承 载力 基 本值 取 ｓ ｄ＝ ． Ｏ １ ／ ０ Ｏ４所 对 应 的荷 区 ，河床 部分场地采 用 ｏ ０的冲振碎石 桩处理 ， 载 ，则三点复合地 基的承载力基本值 均大于设计承 桩长 ｌｍ，复合 地基设计 承载力 为 ７ ｋ ａ Ｏ ０ Ｐ ，在碎 石 载 力标准 值 ，即 ： 。 ＝１０ Ｐ ，满 足设 计要 ＞ ． ５ ｋａ 桩处理范国 内均为淤 泥层 ， 场地进行 了两 点复 合 求 。 该 地基静 载荷试验 ，静载荷试验 的 Ｑ— 关 系 曲线 见 Ｓ 变形 模量 的确定 ：取 。 ＝１０ Ｐ ｌ ５ ｋ ａ时的 压力计 图。 算地 基的变形模 量，复合地 基的泊松 比 ＝ ．０ ０３６ 从 试 验 的 Ｑ— Ｓ曲线 上 分 析 ，该 曲线 属 缓 变 （ 中水泥 土取 ｐ＝ ． ，粉砂 取 ｐ＝ ．，粘性土 其 ０２ ０３ 形 ，无 明显的 比例极 限，按照 《 建筑地基处理 技术 取 ｐ＝ ． ２ ＝１０ Ｐ 时三点压板相对应 的地 ０ ４ ）； ５ ｋａ 规范》 （Ｇ ７ ９ ） ，取 ｓ ｄ ． ２ 对应 的荷 基 沉 降 量 为 ： ｓ ＝ ． ５ｕ 、 ｓ ＝１ １ｍ Ｊ Ｊ９— １ ／ ＝００ 所 】 ０４ｎｎ ｌ ． ８ ｍ、 Ｓ＝ 载值作为承载力基本值 ，则 ： １９ ｒ ．２ ｍ，则三个 测 点的变 形模 量分 别 为 ： Ｅ ： ａ ．１
土工格栅加筋碎石桩复合地基稳定性计算分析
Ｓ ａ ｉ ｔ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｍ ｐ ｅ ｕ ａ ｉｎ ｗｉｈ ａ ｅ ｌｓ ｔ ｂ ｌ ｙ Ｃａｃ ｌｔｏ ｆＣｏ ｌｘ Ｆｏ ｎｄ ｔｏ ｔ Ｇｒ ｖ ｌＰｉｅ ｉ ｂ ｉｆ ｒ ｅ ｏ ｒｄ ｙ Ｒｅｎ ｏ ｃ ｄ Ｇｅ ｇ ｉ
ＹＵＡＮ ｉ ｎｇ Ｈａ ｑｉ
增 铺一 层 土工格 栅 加 碎 石 垫层 ， 以起 到 减 小路 基 可 沉降 ， 加路 基 稳定性 ， 高路基 承载力 的作用 。同 增 提 时它还 可有 效调 节在 路堤 荷载作 用下碎 石 桩复 合地 基 的桩 土应 力 比 ， 进一 步 约束桩顶 鼓胀 变形 ， 分发 充 挥桩 间土体 承载 能 力 ， 筋 材 张拉 力 的 竖 向分 力 还 且 可有 效 分担 一部 分上 部荷 载 。土 工格栅 加 筋碎 石桩 复合 地 基设 计如 图 １所示 ， 设计 参 数 包 括 ： 长 、 桩 桩 径、 桩距 、 固范 围及 布桩形 式等 。 加
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第24卷 第4期2005年8月兰州交通大学学报(自然科学版)Journal of Lanzhou Jiaotong University (Natural Sciences )Vol.24No.4Aug.2005 文章编号:1001Ο4373(2005)04Ο0024Ο04土工格栅砂垫层与碎石桩复合地基承载试验研究3马学宁, 杨有海, 梁 波(兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州 730070)摘 要:单独使用碎石桩复合地基在提高软土地基承载力和减小变形方面效果较差.通过模型试验对土工格栅加筋砂垫层+碎石桩复合地基处理软弱地基进行了研究,在大量试验数据的基础上,对其承载机理和抗变形能力进行了较为详尽的理论分析,试验结果表明,土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基能大幅度提高软弱地基的承载能力,且桩顶布置的土工格栅加筋垫层能够有效地分散荷载,减少地基沉降量.关键词:碎石桩复合地基;土工格栅;承载机理;模型试验中图分类号:U416.1 文献标识码:A0 引言随着我国铁路向高速、重载方向迅猛发展,穿越软弱地基的工程逐步增多,高填土下的地基在施工期的稳定和建成后的工后沉降及不均匀沉降控制成为铁路设计和施工中的一个关键技术问题.由于软土地基的承载力较低,在荷载作用下变形很大,单独使用碎石桩复合地基在提高软土地基承载力和控制变形方面效果不是很好.若在碎石桩复合地基上布置土工格栅加筋砂垫层,对提高地基承载力以及减小不均匀沉降等方面有着令人惊喜的效果,从而使土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基这一新型结构逐步发展起来,但由于其受力状况的复杂性以及软土路基固结过程的特殊性,目前对其承载机理缺乏统一的认识.苏谦[1]对土工格栅加筋砂垫层处理松软地基进行了室内大模型试验,对其抗变形能力进行了较为详尽的试验及理论分析,试验结果表明,加筋垫层能够有效分散荷载,显著提高地基承载力,使地基下沉减少40%左右.刘俊彦[2]结合秦沈客运专线现场测试及室内模型试验的结果,利用有限元法,分析了土工格栅加筋垫层对软土地基变形的控制效果.赵川[3]在大型三轴仪上进行了碎石土和加筋碎石土排水剪切试验,探讨了加筋碎石土的应力Ο应变特性,提出了土工格栅加筋碎石土的非线性本构关系模型,并确定了模型的计算参数,为加筋碎石土的理论计算提供了依据.为此,本文通过大型的室内模型试验研究,对土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基的作用机理、承载特性进行了较深入的探讨.1 承载机理分析土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基通过对软土地基进行碎石桩加固并铺设土工格栅砂垫层的办法形成一种新型的双向增强体复合地基,达到提高软土地基承载力,减少沉降和不均匀沉降的目的,其作用机理基本上可以概括为以下几个方面:1)土工格栅砂垫层的水平向增强作用.在砂垫层中加入了土工格栅,由于两种材料弹性模量的巨大差异,在共同受力情况下,其变形的不一致会引起两种材料的相互错动趋势,土筋之间将会产生很大的摩阻效应,从而提高了加筋土体的整体强度和刚度,有利于提高地基承载力和减少变形.2)碎石桩复合地基竖向增强作用.单纯的土工格栅砂垫层仅通过改善浅层软土的外部受力环境提高地基承载力,而碎石桩复合地基通过在软基中设置碎石桩,改善了软土本身的物理力学性能,并与土体构成具有良好承载能力的复合地基.碎石桩改善了软土的排水条件,加速了软土中超孔隙水压力的消散,从根本上改善了软土的物理力学特性,提高了地基承载力和抗变形能力.3)土工格栅砂垫层与碎石桩组成约束调节与支撑体系.土工格栅砂垫层和碎石桩在荷载作用下相互作用,共同工作,形成一个多元的复合地基体系.土工格栅砂垫层的存在能够有效调节桩土应力比,约束桩3收稿日期:2005Ο04Ο07作者简介:马学宁(1974Ο),男,宁夏中卫人,讲师,博士生.第4期马学宁等:土工格栅砂垫层与碎石桩复合地基承载试验研究顶鼓胀变形并且充分发挥桩间土体承载能力.4)碎石桩复合地基和土工格栅加筋砂垫层共同构成性能良好的排水体系.在软基中设置碎石桩改善了软土层的排水条件,减小了渗径,在荷载作用下,孔隙水通过向碎石桩渗透并沿着桩体向上逐渐排出,再通过土工格栅垫层向路基外侧排出,为土体对碎石桩提供有效约束以及土工格栅砂垫层和碎石桩复合地基的共同工作创造了必要条件.2 室内模型试验2.1 试验方法及主要参数试验中采用柔性边界条件,认为铁路沿线路纵向无限长,因此可作平面问题简化.试验模型横断面示意及尺寸见图1.模型槽用槽钢和有机玻璃加工而成,尺寸为:138cm (长)×100cm (宽)×84cm (深).模型槽下部为松软地基,上部为30cm 厚砂垫层.模型上部为柔性加载气囊.模型槽两侧为模拟柔性边界的侧向水囊.套在模型槽上的加力架作为试验中加载的反力装置.加载设备为油压千斤顶,量测元件为土压力盒、百分表和沉降管.图1 土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基结构形式(单位:cm )Fig.1 Structure form of geogrid reinforced sand blanket plus gravel pile composite found ation(unit :cm) 模型填筑过程中,测量容重和含水量以控制填筑质量均匀.并在软土表面及砂垫层面通过轻型动力触探仪控制其密实度.加载过程中要测量的主要有:1)测量顶面的沉降及其发展变化情况;2)测量土压力的分布情况以及碎石桩复合地基桩土应力比的变化等.在粗砂垫层中布设的单向土工格栅其宽度为84cm ,长度为135cm ,单宽抗拉强度不低于25kN/m.地基松软土物理力学指标如表1所示.表1 松软土的物理力学性质T ab.1 Physical and mechanical property of soft soil容重/(kN ・m -3)含水量/%压缩模量/MPa 土粒比重液限/%塑限/%塑性指数/%最佳含水量/%最大干容重/(kN ・m -3)18.428.03.12.7031.220.710.514.217.922.2 模型制作1)软弱地基:用某一含水量(w 0)的砂粘土分9层填筑,每层厚度为6cm ,填筑总厚度为54cm ,按照控制含水量w =28%计算加水量,加水完全渗透后使地基土达到S t =70%的饱和度.2)碎石桩:在填筑砂粘土之前,先把预先选定直径的钢管定位,然后分层填筑,一直到设定的高度,然后拔掉钢管,填筑碎石,边填边夯实(确保每根桩所有碎石重量相同),直至设定高度.试验方案选取的碎石桩直径d =15cm ,桩长L =54cm ,则置换率m =A p /A =0.225.根据文献[4]碎石桩具有一定的临界桩长,当桩长达到或超过临界桩长时,桩的极限承载力不再随桩长增加而提高,本次试验将桩尖落底,只是利用其良好的排水通道.3)砂垫层及土工格栅铺设:在制作好的复合地基表面先铺1cm 厚度的砂层,然后按图1所示的位置布放量程为0～200kPa 的土压力盒,再分层填筑粗砂;最后安放加载板,整平砂层表面.砂垫层填筑中,按照土工格栅的设计位置,水平布设土工格栅,然后再填筑粗砂并夯实,形成土工格栅加筋砂垫层.2.3 试验数据整理及分析为模拟软弱地基上填筑路堤的过程,本次试验采用逐步加载,每级加载稳定后施加下一级荷载,直至沉降超过允许值,得到了如下试验结果.1)荷载Ο沉降曲线对比分析52兰州交通大学学报(自然科学版)第24卷模型试验的荷载沉降对比曲线见图2.图中曲线依次为纯软弱地基模型试验、碎石桩复合地基模型试验、土工格栅+碎石桩复合地基模型试验.可以看出,单纯软弱地基时,从第三级荷载开始累计沉降开始变得比较明显,随着荷载的增加,沉降急剧增大,其破坏特征表现为荷载板正下方地基土急剧下沉引起荷载板以外土体隆起破坏;当地基为碎石桩复合地基时,碎石桩的存在,有效地约束了土体的侧向挤出,其不均匀沉降相对纯软弱地基而言得到很大改善,相同荷载下沉降与纯软弱地基对应值减少了35.4%～45.5%;而对于土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基而言,在相同的荷载作用下,沉降值小于前两种情况,与碎石桩复合地基相比,沉降减小了32.0%～45.1%左右,与单纯软弱地基相比,沉降减小了62.4%～68.5%,其原因是在土工格栅加筋砂垫层的作用下,垫层约束了碎石桩桩顶变形,且将上部荷载均匀分布传到地基中,并能有效防止碎石桩桩体产生歪斜,而碎石桩本身则有效地约束了土体的侧向变形所致.图2 3种地基情况下的荷载Ο沉降曲线Fig.2 p Οs curve of three found ations2)应力实测数据分析桩土应力比是碎石桩复合地基设计计算过程中一个很重要的参数,它与桩体质量、复合地基置换率、桩间土力学性能参数、荷载大小以及垫层性质等很多因素有关,图3,4为荷载作用下,待其沉降稳定后,测得的碎石桩复合地基桩顶和桩间土的应力变化关系曲线.从图3,4可以看出,没有铺设土工格栅之前,在荷载p =38.64kPa 和p =25.76kPa 时,碎石桩复合地基桩土应力比分别在2.83～3.06和2.71～2.94之间变化,并且ⅠΟⅠ和ⅡΟⅡ断面在下卧层顶面的应力分布曲线较铺设土工格栅之后陡;铺设一层土工格栅之后,在荷载p =38.64kPa 时,碎石桩复合地基桩土应力比为2.07～2.30之间变化,比没有铺设土工格栅之前桩土应力比减小了25%左右,说明铺设土工格栅之后,荷载可以较均匀地传递到下卧层,发挥桩间土的承载力.图3 ⅠΟⅠ断面下卧层顶面竖向应力分布Fig.3 V ertical stress distribution of substratumsurfacein ⅠΟⅠsection图4 ⅡΟⅡ断面下卧层顶面竖向应力分布Fig.4 V ertical stress distribution of substratumsurface in ⅡΟⅡsection3)加筋层数对碎石桩复合地基沉降的影响[5]加筋垫层的合理加筋层数,是工程中较为关心的一个问题.这直接影响加筋垫层的加固效果以及工程投资额的大小.文献[6]通过加筋堤坝的非线性分析,比较了不同加筋层数下的加筋效果、工程造价和施工等因素,建议最优的加筋层数为2层,不超过3层.综合考虑各种因素,本次试验共进行了3组:第1组,30cm 厚无筋砂垫层作为对照组;第2组,30cm 厚砂垫层夹1层格栅;第3组,30cm 厚砂垫层夹2层格栅.3组情况下的复合地基沉降量情况见图5.可以看出,各组的沉降量随加载压力的增加而增加,且有加速沉降的趋势.试验中观察到当加载压力达到一定时,加载板两侧的砂垫层明显隆起,而且随着荷载的增大,侧向变形的发展速度加快,竖向沉降随之而增大,这与图5的曲线发展规律相吻合,与无筋复合地基比较,利用土工格栅加筋垫层进行复合地基加固,可以显著提高复合地基承载力,增强地基稳定性.在加载压力为50kPa 时,加1层土工格栅和2层土工格栅的砂垫层复合地基相对无土工格栅的复合地基沉降量分别减少了34.0%和37.2%.62第4期马学宁等:土工格栅砂垫层与碎石桩复合地基承载试验研究通常,要使土工格栅充分发挥地基加固作用,需要一定的变形量.当变形量较小时,土工格栅对地基土的加固作用比较小;当变形量逐渐增大时,土工格栅作用得到充分发挥,地基加固作用比较明显.分析原因,是由于在填土密实度不太高的情况下,初期加荷阶段,地基土主要发生了较大的竖向压缩变形,在此过程中,土工格栅未能与其中的垫层很好地相互作用,加筋复合体的结构性不强,因而使得加筋效果不明显;随着荷载的逐渐增大,地基土被逐渐压密,土工格栅与其中密实的填料相互作用,形成了结构性较强的加筋复合体,约束了地基土的变形,发挥了加筋补强作用,使地基加固效果比较明显.图5 加筋层数对碎石桩复合地基沉降的影响Fig.5 I nfluence of the number of reinforcement to gravelpile composite found ation deform ation3 结论本文通过室内模型试验,对土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基这一新型结构体进行了深入研究,重点探讨了其作用机理和承载机理,得到了如下结论:1)土工格栅砂垫层+碎石桩复合地基的承载能力的大幅度提高,主要是由于碎石桩竖向增强作用以及土工格栅的水平向增强约束作用.2)碎石桩与软弱地基形成了一个良好的排水体系,改善了地基土本身的力学性能,为碎石桩桩体持续发挥较高的承载力创造了必要的条件.3)土工合格栅与砂垫层构成的加筋垫层具有良好的分散荷载的作用.采用土工格栅加筋垫层+碎石桩复合地基处理软基能减小不均匀沉降.参考文献:[1] 苏 谦,蔡 英.土工格栅、格室加筋砂垫层大模型试验及抗变形能力分析[J ].西南交通大学学报,2001,36(2):176Ο180.[2] 刘俊彦,罗 强.土工格栅、土工格室加筋垫层对软土地基沉降控制效果的有限元分析[J ].铁道标准设计,2002,(12):5Ο7.[3] 赵 川,周亦唐,余永强,等.土工格室加筋碎石土本构模型试验研究[J ].武汉大学学报,2002,35(1):33Ο38.[4] 龚晓南.复合地基理论及工程应用[M ].北京:中国建筑工业出版社,2002.[5] 马学宁.碎石桩处理软弱地基的研究[D ].兰州:兰州铁道学院,2002.[6] 徐少曼,洪昌华.土工织物加筋堤坝软基的非线性分析[J ].岩土工程学报,1999,21(4):438Ο443.B earingC apacity Model T est of G eogrid R einforced S and B lanket and G ravelPile Composite FoundationMa Xuening , Yang Y ouhai , Liang Bo(School of Civil Engineering ,Lanzhou Jiaotong University ,Lanzhou 730070,China )Abstract :It is poor to use gravel pile composite foundation alone to improve t he bearing mechanism and de 2crease t he deformation of foundation.In t his paper ,a model test on soft subsoil confined wit h geogrid rein 2forced sand blanket +gravel pile composite foundation is presented.The bearing mechanism and t he ability to resist deformation of t he subsoil is st udied in detail wit h t he test data.The result of t he test make it clear t hat t he bearing capacity of soft soil can be improved by geogrid reinforced sand blanket +gravel pile com 2posite foundation and t he sand blanket reinforced by geogrid can distribute t he load effectively and decrease t he deformation of foundation.K ey w ords :gravel pile composite foundation ;geogrid ;bearing mechanism ;model test72。