水泥土搅拌桩设计计算方法探讨Studyofdesignmethodsofdeepcement-soilmixingpiles何开胜(南京水利科学研究院土工研究所,江苏南京210024)摘要:针对因室内和现场拌制的水泥土强度差异很大而产生的搅拌桩工程事故,提出了按现场水泥土强度设计的思想,从而避免了用室内拌制水泥土强度设计与现场施工质量脱节的弊端。讨论了水泥土搅拌桩地基沉降计算的几种方法,特别对实体深基础法中的人为影响因素进行了分析,建议了合理的水泥土搅拌桩基础沉降计算方法。关键词:水泥土搅拌桩;设计;承载力;沉降;复合模量中图分类号:TU472.36文献标识码:A文章编号:1000-4548(2003)01-0031-05作者简介:何开胜(1963-),男,博士,高级工程师,从事软土地基处理和土工数值分析研究。HEKai-sheng(GeotechnicalDepartmentofNanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210024,China)Abstract:Aconceptofnewdesignissuggestedbyuseofinsitucement-soilstrengthafterconsideringthepresentqualityproblemofdeepcementmixingpilesresultedfromthehighstrengthofcement-soilmixedinlaboratoryandverylowstrengthofcement-soilmixedin-situ,sothediscrep-ancyoflaboratorycement-soilstrengthandin-situconstructionqualitycanbeavoidedinthedesign.Then,theseveralmethodsofsettlementcal-culationofdeepcementmixingpilesarediscussed,especiallytheproblemofarbitraryfactorinthedeepmassivefoundationmodel.Thereasonablemethodsofsettlementcalculationfordeepcementmixingpilesaresuggested.Keywords:cementdeepmixingpile;design;bearingcapacity;settlement;compositemodulus0引言水泥土搅拌桩在国外已有50年历史,在我国也有20年的历史,现又发展为加劲水泥土搅拌桩。然而,近10年间搅拌桩工程事故不断增多,它又遭到了设计、业主和建设主管部门的质疑甚至禁止[1,2]。肖逸生对软弱下卧层变形计算不当引起的楼房开裂质量事故进行了定性和定量分析[3]。肖逸生,潘林有,李日运等均对深层搅拌桩设计进行过有益的研究和探索[4～6]。当前水泥土搅拌桩普遍存在的室内拌制水泥土强度很高,而现场桩身强度很低的现象,这是导致许多搅拌桩工程事故的主要原因。对水泥土搅拌桩复合地基沉降计算,主要分歧点是加固区的沉降量计算,而规范只是建议根据上部荷载、桩长、桩身强度等按经验取10～30mm。从表面上看,考虑到加固区复合土层的变形较小,地基沉降主要由下卧层引起,这样近似处理对复合地基总沉降影响不大,未尝不可。但是,这样做忽略了不同计算方法得到的加固区复合土层底面附加应力有很大差异,而此附加应力决定着下卧层的沉降大小,导致迥然不同的总沉降。笔者近年接触了较多的搅拌桩工程,在搅拌桩的困难时期成功研制和应用了长达27m的超长搅拌桩[7～10],取得了一些经验和认识,本文拟对搅拌桩的承载力和沉降计算方法进行探讨。1搅拌桩承载力计算方法1.1规范方法单桩竖向承载力标准值Rdk应通过现场单桩载荷试验确定,也可按下列二式计算,取其中较小值[11]:Rdk=ηfcu,kAp,(1)Rdk=qsUpl+αApqp。(2)式中fcu,k为与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块的无侧限抗压强度平均值;η为强度折减系数,取0.35～0.50;qs为桩周土的平均摩擦力,淤泥取5～8kPa,淤泥质土取8～12kPa,黏性土取12～15kPa;Up为桩身周长;l为桩长;AP为桩的横截面积;qp为桩端天然地基土的承载力标准值;α为桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.4～0.6。搅拌桩复合地基承载力标准值fsp,k应由现场复合地基载荷试验确定,也可按下式计算:fsp,k=mRdkAp+β(1-m)fs,k。(3)式中m为面积置换率;fs,k为桩间天然地基土承载力的标准值;β为桩间土承载力折减系数。当桩端土为软土时,β可取为0.5～1.0;当桩端土为硬土时,β可收稿日期:2002-05-01第25卷第1期岩土工程学报Vol.25No.12003年1月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringJan.,2003取为0.1～0.4;当不考虑桩间软土的作用时,β可取0。1.2依据现场强度计算法正常情况下,规范设计程序和方法是合理适当的。但是,针对国内目前搅拌桩施工质量问题层出[12,13],现有设计主要依据室内试块强度,没有考虑到室内试块强度很高而现场桩身强...
