2017年9月下第46卷第18期
DOI:10.7672/sgjs2017180099
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
水下挤密砂桩承载力特性离心试验研究
张曦，时蓓玲2，朱俊易，，昊心怡2，马险峰”
（1.中交上海三航科学研究院有限公司，上海200032;2.中交第三航务工程局有限公司，
上海200032;3.同济大学土木工程学院，上海200092）
【摘要】水下挤密砂桩利用挤密砂桩船通过回打、挤密、扩径等特殊的施工工艺形成更大直径、更高密实度的桩体。以室内离心试验为手段，以挤密砂桩的特殊施工工艺为基础制备了模型试样，利用机械手刚性板加载方式得出了荷载位移曲线及土应力比测试数据，分析了水下挤密砂桩复合地基变形破坏的3个阶段，并通过对比计算研究了水下挤密砂桩的承载力计算方法。
【关键词］地基；桩基础；挤密砂桩；承载力；离心试验
［中图分类号］U443.1
［文献标识码］A
[文章编号］1002-8498(2017)18-0099-04
Study onBearing Capacity of CompositeFoundationwith
MarineSandCompactionPilebyCentrifugalTest ZHANG Xi',SHI Beiling',ZHU Junyi',WU Xinyi’,MA Xianfeng
(1. CCCC Shanghai Third Harbor Engineering Science Technology Research Institute Co. ,Ltd. ,
Shanghai 200032, China; 2. CCCC Third Harbor Engineering Co. ,Ld. , Shanghai 200032, China;
3. College of Ciril Engineering, Tongji Unirersity, Shanghai 200092, China)
Abstract: The sand compaction pile under the water uses sand pile ship through re-driving and compaction, expansion of special construction process, so as to form a pile of larger diameter and higher density. Through the laboratory centrifugal test, the model sample is prepared based on the special construction process of sand compaction piles, the load displacement curves and stress ratio of pile to soil test data are obtained using manipulator rigid plate loading, the 3 stages of sand compaction pile composite foundation under water deformation are analyzed, and the bearing capacity calculation method of the sand compaction pile under the water is studied by comparing the calculation
Key words: foundations; piles; sand compaction pile; bearing capacity; centrifugal test
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引言
高置换率的挤密砂桩地基相当于中密或密实的均质砂基，可以直接成为重力式结构的基础[1]。第一代挤密砂桩施工船用于洋山深水港工程地基加固，通过施工控制系统的开发，实现了施工自动化监控[2]。之后，在对水下挤密砂桩加固机理及设计计算方法研究的基础上[，编制了挤密砂桩设计计算软件4」，为工程设计提供了便利。
水下挤密砂桩不同于一般意义的砂桩，它是利用挤密砂桩船通过回打、挤密、扩径等特殊的施工工艺形成更大直径、更高密实度的桩体，因而其设计计算参数上与一般砂桩也不同，如内摩擦角、桩土应力比的取值等。由于现场测试复合地基承载
*国家支撑计划课题项目（2011BAG07B0O;2011BAG07B02）
【作者简介]张，翼，高级工程师，E-mail：zhangxi-1979@163.com【收稿日期]今万教据
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力及桩土应力比费用昂贵，且测试非常困难，所以本文利用室内离心试验手段研究水下挤密砂桩复合地基的承载力特性。
挤密砂桩复合地基承载力特性分析 1
在挤密砂桩成桩过程中桩体对桩间土有挤密作用，同时桩体打设过程中对桩周围土体也可能产生扰动，因此复合地基桩间土的极限承载力与天然地基的极限承载力有所不同，但与天然地基极限承载力密切相关。在挤密砂桩复合地基中，所承受的荷载由桩体和桩间土体共同承担（见图1）。图中，为作用在复合地基的平均应力，。为作用在桩间土的应力，，为作用在桩身的应力。根据土层的性质不同，砂桩分别发挥不同的作用。当挤密砂桩进相对硬层时，因挤密砂桩的压缩模量大于软土的压缩模量，由基础传给复合地基的外荷载随着桩土等量变形而逐渐集中到桩体上，因此上部结构的荷