支盘水泥搅拌桩复合路基的工程应用研究

支盘水泥搅拌桩复合路基与等截面水泥搅拌桩复合路基相比,在提高承载力和减少工后沉降方面具有明显的优越性。为了便于这种新型的复合路基形式在高等级公路软基处理中的应用,以沉降等效为控制指标,给出了两种桩型在复合路基中等效桩长和桩间距之间的对应关系表达式。借助工程实例的有限元数值分析和实测值沉降的对比,论证了支盘水泥搅拌桩复合路基的优越性和对应关系表达式的可靠性。结果表明:对于均质软土层可选择设置2个支盘,中心分别布置在0.55倍和0.85倍桩长的深度位置,对于含夹层的软土层可优先选择性质较好的土层设置支盘。以沉降量为控制指标,支盘水泥搅拌桩与等截面水泥搅拌桩的桩长存在线性对应关系,桩间距存在指数函数对应关系。

支盘水泥搅拌桩的单桩承载性能研究

为了研究支盘水泥搅拌桩单桩承载性能,利用Plaxis 3D有限元软件,建立单桩静载模型,模拟了常规水泥搅拌桩与支盘水泥搅拌桩在不同荷载条件下的加载情况,通过沉降曲线、应变云图、塑性区的分析和对比,结果表明:支盘水泥搅拌桩能够有效降低复合地基沉降量,提高桩土共同作用的能力,荷载水平越高,支盘水泥搅拌桩沉降降低效果越明显;支盘水泥搅拌桩的桩周土应变分布更加均匀,对于桩周土的承载力利用效率远高于常规水泥搅拌桩,支盘的存在有利于减少局部应变集中现象的产生。支盘的荷载分担比例随着桩顶荷载的增加而增加,在240kN至1440kN范围内,支盘总荷载分担比例均值为45.9%,当荷载提高至2400kN时,支盘总荷载分担比例达到56.7%。支盘水泥搅拌桩承载性能的提高主要是通过支盘对荷载的分担作用实现的,并有效减小桩侧摩阻力和桩端阻力的荷载分担比例,这部分荷载通过支盘转移至盘下土体。