软土基坑应用旋喷搅拌加劲桩支护的变形性态研究

论文摘要

旋喷搅拌加劲桩是一种新型的基坑主动支护结构,它结合了搅拌桩和高压旋喷桩的技术特点,使水泥与土的拌合更均匀,桩身强度大幅度提高。与普通支护结构相比,该结构施工工艺简单,不占用坑内空间,成本较低,工期较短,适用于多种土层。特别是对软土基坑而言,其产生的锚固效果是普通锚杆、土钉等支护结构所不能达到的,已成功应用于100多个基坑工程,最大支护开挖深度达27m。但是,对于这一新技术的理论研究目前还处于初级阶段,对于其土层加固机理还在探索之中,结构设计主要参考常规的支护结构设计理论与方法,不能体现该支护结构自身的特点,从而阻碍了该技术进一步发展和完善。基于此,本文作了以下研究工作：针对上海、杭州等典型软土层,进行了现场基本试验,结果表明该加劲桩对软土层作用产生的抗拔力达到较高水平,对软土基坑边坡的变形控制能达到设计要求,从而证明该技术在软土基坑支护中应用的可行性；通过分析实体工程监测数据,总结了旋喷搅拌加劲桩支护结构体系的变形性状,指出软土可收敛流变条件下的应力水平控制、桩侧土应力集度衰减是该技术在软土基坑支护中成功应用的关键所在,并以此为基础,提出了加劲桩的加劲、骨架结构效应原理,从而为基坑支护结构设计提供理论依据。针对现代基坑变形控制设计思想,通过分析研究,提出以旋喷搅拌加劲桩支护结构侧向变形量估算地表最大沉降量,以勺形沉降分布曲线预测基坑周边各点的沉降情况,从而建立了开挖过程中基坑变形影响程度评价方法。实例分析表明,该分析方法具有较高的工程应用价值。因此,本文的研究与工作对旋喷搅拌加劲桩基坑支护结构的发展与应用具有一定的指导意义和推动作用。图56表17参54

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出与目的
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 旋喷搅拌加劲桩的产生
• 1.1.3 旋喷搅拌加劲桩的结构特点
• 1.1.4 本文研究的目的
• 1.2 岩土锚固技术发展与锚固理论研究现状
• 1.2.1 岩土锚固技术的发展
• 1.2.2 岩土锚固理论研究现状
• 1.3 基坑变形与预测研究现状
• 1.4 本文研究的内容
• 2 旋喷搅拌加劲桩在软土地区的可行性试验研究
• 2.1 概述
• 2.2 基本试验
• 2.2.1 试验仪器
• 2.2.2 加载过程
• 2.2.3 试验结果检测及抗拔承载力的判定
• 2.3 软土地区旋喷搅拌加劲桩试验与结果分析
• 2.3.1 上海地区②3粉质粘土试验与结果
• 2.3.2 上海地区④淤泥质粘土试验与结果
• 2.3.3 杭州地区淤泥质粘土试验与结果
• 2.4 结论
• 3 旋喷搅拌加劲桩支护结构变形性状分析
• 3.1 概述
• 3.2 工程实例
• 3.3 旋喷搅拌加劲桩基坑支护结构变形特性
• 3.3.1 支护结构深层水平位移变化特征
• 3.3.2 支护结构顶部位移变化特征
• 3.3.3 旋喷搅拌加劲桩锚固力变化特征
• 3.3.4 地下水位变化特征
• 3.4 旋喷搅拌加劲桩基坑支护结构变形影响因素
• 3.4.1 土的力学参数
• 3.4.2 挡土桩刚度
• 3.4.3 预应力大小
• 3.4.4 旋喷搅拌加劲桩刚度
• 4 软土地区旋喷搅拌加劲桩加固效应分析
• 4.1 概述
• 4.2 软土的特性
• 4.2.1 软土的工程性质
• 4.2.2 软土的流变性
• 4.3 软土地区旋喷搅拌加劲桩应用效果分析
• 4.3.1 流变性实测分析
• 4.3.2 软土流变应力水平控制
• 4.3.3 桩侧土应力集度控制
• 4.4 旋喷搅拌加劲桩加固效应初步理论
• 4.4.1 软土加固效应
• 4.4.2 支护结构空间骨架效应
• 5 旋喷搅拌加劲桩支护基坑的变形预测与计算
• 5.1 概述
• 5.2 旋喷搅拌加劲桩支护结构的侧向变形估算
• 5.2.1 旋喷搅拌加劲桩侧向变形模式
• 5.2.2 支护结构侧向变形计算
• 5.2.3 旋喷搅拌加劲桩侧向变形估算
• 5.3 旋喷搅拌加劲桩基坑周边地表沉降预测
• 5.3.1 旋喷搅拌加劲桩支护结构侧向变形与地表沉降关系
• 5.3.2 地表沉降预测曲线
• 5.3.3 地表沉降预测模型建立
• 5.3.4 旋喷搅拌加劲桩支护基坑变形影响的分析
• 6 结论与展望
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 存在的问题及展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果