[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]U443.15[文献标识码]A[文章编号]1002—1205(2005)04—0005—04StudyontheCapacityMechanismandModelandCalculationofGeocellMattressandGravelPileCompositeFoundationYANGMinghui1,WANGJuan2,ZHAOMinghua1(1.GeotechnicalEngineeringInstituteofHunanUniversity,Changsha,Hunan410082,China;2.PlasticFilialeofBeijingYanhuaPetroleumCompany,Beijing,102500,China)[Abstract]Firstly,theworkmechanicsofgeocellmattressandgravelpilecompositefoundationondiscretematerialpileisstudieddeeply,basedonwhich,thebearingcapacitymethodisstudiedinthepaper.Thenewmethodtakesthestructureintotwoparts.Accordingtothegravelpilecompositefoundation,thetheoryofround-holeexpansionisusedtocalculatethestress2strainofpileandsoilinloadingprocess,basedonwhich,thecalculationofloadingcapacityisderivedwhichcanconsiderthemutualactionbetweenpileandsoilandtheinfluenceofpilearrangement.Then,combinedwiththemechanicalcharacter,capacitycomputationalformulaisdeduced.Finally,anengineeringexampleisdiscussedtoverifythemethod.[Keywords]Geocell;gravelpilefoundation;capacitycomputation;theoryofround2holeexpansion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,HDPE)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。因此在公路运输行业得到了广泛的应用,尤其是在软基处理方面,土工格室与碎石桩联合作用,在提高软基承载能力及减小不均匀沉降等方面有着突出的优点,由此成为一种新兴的地基处理形式。但目前国内外有关研究主要集中在碎石桩复合地基[2～5],对于土工格室+碎石桩增强体的承载机理研究鲜有文献报道,其承载力研究亦处于起步阶段。为此,本文对土工格室+碎石桩复合地基的承载机理进行了详细研究,并考虑实际工程种碎石桩桩的径向膨胀作用及桩土相互作用、桩体的不同布置类型以及土工格室的受力特点,推导了相应的承载力计算公式,对实际工程具有一定的参考价值。1土工格室的作用机理采用土工格室+碎石桩处理软土路基,通常是第30卷,第4期2005年12月中南公路工程CentralSouthHighwayEngineeringVol.30,No.4Dec.,2005先在碎石桩顶部铺垫一层粗骨料(碎石)垫层,然后再铺设土工格室,填充并压实填料,并在格室顶部设一定厚度的超高层,使其形成一个具有良好排水通道,刚度大,整体性好的立体结构层,其组成,见图1。图1土工格室处理地基的结构构成(单位:cm)Figure1structuremakeupofgeocell土工格室+碎石垫层结构不同于一般意义上的平铺加筋土,其加固软土地基的作用机理主要体现在以下几个方面:①强大的当量侧向约束力效应[6]。一般筋材通过与土体的接触面摩擦给土体提供侧向约束力,从而达到提高土体强度,加固软基的目的。该侧向约束力的大小由筋材界面摩擦强度所控制。而土工格室给填充其内的碎石提供了更为强大的侧向约束力和竖向摩擦力...
