【摘 要】
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长芯劲性复合桩是将桩长较长的高强度预制混凝土管作为内芯桩植入到桩长较短的水泥土外芯桩中形成的一种新型复合材料桩。已有工程实践和研究成果表明,将预制混凝土管桩植入到水泥土桩中可以有效提高水泥土桩的竖向承载力,但是已有的研究成果多集中在劲性复合桩的短芯或等芯时的竖向承载性能,对长芯状态时劲性复合桩竖向承载性能研究尚少,已有成果难以很好指导工程实践。本文以软弱地层中长芯劲性复合桩的竖向承载性能研究为目标
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长芯劲性复合桩是将桩长较长的高强度预制混凝土管作为内芯桩植入到桩长较短的水泥土外芯桩中形成的一种新型复合材料桩。已有工程实践和研究成果表明,将预制混凝土管桩植入到水泥土桩中可以有效提高水泥土桩的竖向承载力,但是已有的研究成果多集中在劲性复合桩的短芯或等芯时的竖向承载性能,对长芯状态时劲性复合桩竖向承载性能研究尚少,已有成果难以很好指导工程实践。本文以软弱地层中长芯劲性复合桩的竖向承载性能研究为目标,采用理论分析、试验现场成桩试验、室内试验、平板载荷试验、静载试验和数值模拟相结合的方法,对长芯劲性复合桩的竖向承载性能开展了一系列研究。论文的主要研究内容和成果如下:（1）在湖相沉积的软土地基试验场地对掺入水泥用量10%生石灰的水泥土桩进行了试成桩试验和平板载荷试验,试验结果显示水泥土桩成桩质量良好,无明显缺陷;地基土的c值由原状土的15.4k Pa提高到72.23k Pa,φ值由原状土的6.9°提高到22.2°,地基土的抗剪切性能大幅增强,;水泥土抗压强度提高到0.96MPa,孔隙率大幅度减小;水泥土复合地基极限承载力提高到275k Pa,比未加固前增大了1.25倍。（2）长芯劲性复合桩成桩后,进行PHC管桩的桩身完整性检测试验。结果显示三根试验桩中Ⅰ类桩占所测桩数的33.3%,Ⅱ类桩占所测桩数的66.7%,无Ⅲ类、Ⅳ类桩。表明,管桩在最大试验载荷下没有产生破坏现象,管桩桩身质量良好,长芯劲性复合桩的桩身质量满足后续试验要求。（3）长芯劲性复合桩的竖向承载力试验结果显示:长芯劲性复合桩的竖向极限承载力试验标准值为2466.6k N,比设计值大18.9%,比同条件下的承载力理论计算小14.8%,理论计算值与现场试验值均大于单桩承载力设计值,长芯劲性复合桩的承载性能良好,可以很好的满足深厚软土地基的承载力需求。（4）场地原有桩径500mm,桩长30m的PHC管桩静载试验承载力标准值为1000KN,远小于长芯劲性复合桩的承载力试验标准值。据此可得出,长芯劲性复合桩的承载性能远优于静压管桩的承载性能。（5）对长芯劲性复合桩复合地基的竖向承载特性进行了有限元数值模拟分析。经过与场地中长芯劲性复合桩静载试验同条件下的沉降变形特征分析,三根复合桩的模拟计算值比静载试验值分别大12.21%、5.57%、6.55%,与静载试验值相比,有限元模拟计算值的最大沉降差均处于正常误差范围内,有限元模型可以合理模拟复合桩的竖向受力过程。
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