第33卷第3期岩土力学Vol.33No.32012年3月RockandSoilMechanicsMar.2012收稿日期:2010-09-20第一作者简介:安关峰,男,1970年生,博士后,教授级高级工程师,主要从事市政及岩土工程科研及技术管理工作。E-mail:anguanfeng@126:1000-7598(201203-0906-07旋喷群桩复合地基承载特性的数值分析安关峰,张洪彬,刘添俊(广州市市政集团有限公司,广州510060摘要:旋喷桩加固软土地基在各种地基处理工程中得到了广泛应用。对旋喷桩的研究多数集中在其施工工艺的改进上,或者针对单桩的承载特性进行研究,而对旋喷群桩的承载特性则研究不多。根据工程实际情况,采用基于MIDAS-GTS的三维有限元分析技术,通过改变旋喷群桩的布置方式、桩弹性模量、桩长、桩径、桩距等设计参数及桩-土接触面等参数对旋喷群桩复合地基承载特性的影响进行了研究。研究表明:旋喷桩加固软土地基主要减小了地表至桩底深度范围内土体的竖向沉降,对桩底下方的土体沉降基本无影响;提高旋喷桩桩径及材料强度会提高复合地基承载能力;不同旋喷桩布置方式、桩-土之间是否设置Goodman接触面单元对地基承载能力基本无影响。关键词:旋喷桩;复合地基;承载特性;三维数值分析:TU473.1文献标识码:ANumericalanalysisofbearingcharacteristicsofcompositesubgradereinforcedbychemicalchurningpilegroupsANGuan-feng,ZHANGHong-bin,LIUTian-jun(GuangzhouMunicipalEngineeringGroup,Guangzhou510060,ChinaAbstract:Themethodofsoftsoilsubgradereinforcementwithchemicalchurningpileisusedmoreandmoreinprojectsofsubgradetreatment.Atpresent,theresearchesaboutchemicalchurningpileusuallyfocusonimprovementinconstructiontechniquesorbearingcharacteristicsofsinglepile.Butresearchaboutbearingcharacteristicsofchemicalchurningpilegroupsisnotmuch.BasedonMIDAS-GTSthree-dimensionalfiniteelementanalysis,theinfluenceofdesignparametersonbearingcharacteristicsofchemicalchurningpilegroupsisstudied.Thesedesignparametersofchemicalchurningpileincludelayout,elasticmodulus,length,diameterofpiles,anddistancebetweenpiles,theparametersofinterfacebetweenpilesandsoil.Theresultsshowthattheverticalsettlementofsoilwithintherangebetweensurfaceandpilebottomisreducedinsoftsoilsubgradereinforcedbychemicalchurningpiles;butthemethodhaslittleeffectontheverticalsettlementofsoilunderpilebottom.Largerpilediameterandhighermaterialstrengthcanimprovethebearingcapacityofcompositesubgrade.ButdifferentlayoutsofchemicalchurningpilesandwhethertosetupGoodmaninterfaceelementhavelittleinfluenceonbearingcapacityofcompositesubgrade.Keywords:chemicalchurningpile;compositesubgrade;bearingcharacteristics;three-dimensionalnumericalanalysis1引言高压旋喷注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流将固化浆液与土体混合、凝固硬化加固地基的方法[1]。若在喷射的同时,喷嘴以一定的速度旋转、提升,则形成喷浆液与土混合的圆柱形桩体,通常称为旋喷桩[2]。高压旋喷桩地基加固技术在20世纪70年代初发展起来,之后在国内外发展十分迅速。目前,对旋喷桩的研究多数集中在工法的改进上[3-4],或者针对单桩的承载特性进行研究,而对旋喷群桩的承载特性则报道很少。本文根据工程实际情况,采用基于MIDAS-GTS的三维有限元分析技术对旋喷群桩复合地基承载特性进行了研究。2有限元计算模型为了便于分析在旋喷群桩的布置方式、桩弹性模量、桩径及桩距等设计参数及桩-土接触面参数变化下复合地基的承载特性,本文建立了用于对比的基准有限元分析模型,并通过改变基准模型中的对第3期安关峰等:旋喷群桩复合地基承载特性的数值分析应参数进行计算比较得出结论。基准模型中,旋喷桩桩长为10m,桩径为500mm,桩距为1m。土层共2层,其中上层的土层1厚度为6m。复合地基的上部荷载采用均布荷载,数值为90kPa。土层及旋喷桩桩体均采用M-C本构材料模型。模型四周及底部均为对应法向方向的平移约束。基准模型的总体单...