图2－4劲性复合桩总流程图2－5劲性复合桩施工工艺流程劲性复合桩施工过程主要涉及场地平整、设备进场验收、测量定位、柔性搅拌桩施工和刚性预应力桩施工等过程。根据现有的场地情况，本工程劲性复合桩的施工需要首先利用搅拌桩机进行水泥土搅拌桩施工，随后利用静压桩机进行预应力管桩施工。表2－4刚性桩施工参数图2－6劲性复合桩施工工艺流程现场......
2023-11-21
地下污水处理厂受力机理研究成果
【摘要】：桩基承载力由桩侧阻力和桩端阻力组成，而桩侧阻力主要来自桩身与周边土体接触面的摩擦力，因此对于桩身与周边土体的接触面研究是桩基承载力研究的关键。当相对位移较小时，增长幅度较大；当相对位移增加到某一程度时，增长幅度开始下降。最终，侧摩阻力与相对位移同时达到最大值，且侧摩阻力不再随着相对位移的增大而继续增大。此时，桩身下部水泥土与周边土体产生较大的相对位移，桩侧摩阻力乃至桩端阻力得以充分发挥。
为了进一步完善设计方法和施工工艺，国内外学者针对劲性复合桩的受力机理开展了大量的试验和理论研究工作，主要着眼于承载力及影响因素、荷载传递方式、“混凝土内芯－水泥土外芯－周边土体”的黏结性能和桩身参数（桩长和直径）的优化方法等方面。其中，“混凝土内芯－水泥土外芯－周边土体”的黏结性能是保证劲性复合桩承载能力的关键。
桩基承载力由桩侧阻力和桩端阻力组成，而桩侧阻力主要来自桩身与周边土体接触面的摩擦力，因此对于桩身与周边土体的接触面研究是桩基承载力研究的关键。与一般的预制桩和灌注桩不同，劲性复合桩包括混凝土与水泥土和水泥土与周边土体接触面两部分，桩侧阻力由这两个接触面的特性综合决定。构筑物的上部荷载主要由高强度的预应力管桩内芯承担，该荷载向下传递的同时，也逐步通过管桩周围的水泥土向周边土体扩散，形成了“内芯向外芯”和“外芯向周边土体”的双层扩散模式。这种双层扩散模式使得劲性复合桩的上部荷载有效传递范围远大于一般预制桩和灌注桩，提高了桩基的承载能力。并且，经过水泥土外芯扩散后，传递至桩土界面的摩擦力大大降低，有效防止了桩土界面剪切破坏的发生。
为了定量分析“混凝土内芯－水泥土外芯－周边土体”的黏结性能，浙江大学的周佳锦在其博士论文中开展了关于“混凝土－水泥土－砂土”接触面的剪切试验，一些关键结果总结于图2－1中。其中，“水泥土－砂土”接触面侧摩阻力随着水泥土与砂土相对位移的增大而增大。当相对位移较小时，增长幅度较大；当相对位移增加到某一程度时，增长幅度开始下降。最终，侧摩阻力与相对位移同时达到最大值，且侧摩阻力不再随着相对位移的增大而继续增大。“水泥土－混凝土”接触面侧摩阻力则随着相对位移的增大而以较大幅度持续增大。但当相对位移达到一个临界值时，侧摩阻力将迅速下降。
图2－1 “水泥土－砂土”和“水泥土－混凝土”接触面侧摩阻力与相对位移的关系示意
除“混凝土内芯－水泥土外芯－周边土体”的黏结性能外，桩身刚度、挤土效应、水泥土强度和水泥土外芯厚度等参数也会对劲性复合桩的承载能力造成较为明显的影响。(www.chuimin.cn)
首先，桩身刚度的提高能够在桩顶沉降相同的条件下降低桩身的压缩量。此时，桩身下部水泥土与周边土体产生较大的相对位移，桩侧摩阻力乃至桩端阻力得以充分发挥。
其次，劲性复合桩属于低挤土桩。工程实践表明，管桩内芯在压入或锤击过程中，水泥土或周边土体没有明显的挤出和隆起现象。因此芯桩的置入必然对水泥土，并进一步对周边土体产生挤密作用，有利于提升桩侧阻力。
再次，对于劲性复合桩而言，水泥土是“芯桩—水泥土—周（端）土”荷载传递路径的核心部分。水泥土强度决定了管桩内芯与水泥土外芯的黏结强度。只有确保水泥土的施工质量和水泥土的强度，才能有效传递荷载，发挥管桩内芯的作用。
最后，随着水泥土外芯厚度的增加，劲性复合桩的直径也随之增加。此时，劲性复合桩所能承担的荷载增大，管桩内芯与水泥土界面摩阻力也随之增大。
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2023-11-21
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