【摘 要】
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潜孔冲击高压旋喷复合预制桩（简称DJC桩）是指在通过DJP工艺形成的水泥土桩后,在水泥土桩初凝前,将预制管桩插入水泥土中从而形成的一种新型劲性复合桩。相比于常用的劲性复合桩,潜孔冲击高压旋喷复合预制桩在具备承载力高和侧摩阻力大等优点的同时,最主要是能应对复杂地层条件下的地基处理问题,具有较好的应用价值。潜孔冲击高压旋喷复合预制桩作为一种新型桩,其单桩承载变形特性和复合地基固结变形方面研究较少,因此
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潜孔冲击高压旋喷复合预制桩（简称DJC桩）是指在通过DJP工艺形成的水泥土桩后,在水泥土桩初凝前,将预制管桩插入水泥土中从而形成的一种新型劲性复合桩。相比于常用的劲性复合桩,潜孔冲击高压旋喷复合预制桩在具备承载力高和侧摩阻力大等优点的同时,最主要是能应对复杂地层条件下的地基处理问题,具有较好的应用价值。潜孔冲击高压旋喷复合预制桩作为一种新型桩,其单桩承载变形特性和复合地基固结变形方面研究较少,因此本文通过理论分析、模型试验、数值模拟以及现场试验几个部分,对DJC桩的承载和变形控制机理进行研究。主要研究内容和成果如下:（1）基于状态空间法求解单桩的内力和变形将潜孔冲击高压旋喷复合预制桩等效为相同刚度的欧拉直梁,基于状态空间法求得桩基的内力和变形,结合算例进行验证和分析。（2）基于模型试验研究潜孔冲击高压旋喷复合预制桩的竖向承载特性通过5组室内缩尺模型试验,研究DJC桩的荷载传递机理,以及不同含芯率和芯长比条件下的桩基沉降、轴力和侧摩阻力的变化。试验结果表明,竖向荷载下管桩承担主要荷载,管桩轴力约是水泥土桩轴力1.8倍,管桩轴力与水泥土轴力分布规律相似;侧摩阻力随深度呈现先递增后递减的趋势,内侧摩阻力约是外侧摩阻力的1.75倍。（3）考虑施工因素研究潜孔冲击高压旋喷复合预制桩的承载变形特性基于PLAXIS 3D软件,建立单桩静载荷试验模型,考虑施工过程中的注浆压力和土体扰动等因素,将计算结果与现场试验数据对比,验证准确性。并分析不同因素对单桩承载变形特性的影响。有限元结果表明:竖向荷载下,管桩承担了70%的荷载,水泥土桩承担了6%的荷载,其余荷载通过界面传递至土体当中。芯长比和含芯率能提高DJC桩承载能力,减少沉降,合理的含芯率为0.5～0.6,芯长比为0.7～0.8。（4）潜孔冲击高压旋喷复合预制桩复合地基的承载机理研究基于某高速铁路试验段采用PLAXIS 3D软件建立DJC桩复合地基模型,与现场实测值进行对比,验证模型准确性,并对复合地基的承载、固结以及变形等方面进行分析,计算研究不同参数的敏感性,提出适用该路段的DJC桩设计参数。有限元结果表明:土体孔压随时间先增后减,沉降随时间增大后保持稳定。上部荷载下,中心桩桩顶/端的沉降＞角桩桩顶/端的沉降＞边桩桩顶/端的沉降。随着桩长、水泥土桩直径/模量和垫层模量的增大,总沉降和工后沉降均减小,桩间距则反之。（5）依托实际工程研究潜孔冲击高压旋喷复合预制桩的承载力及优化设计方案依托于浙江地区某实际工程,针对现场地质条件提出合理的设计方案,对DJC桩施工过程中钻孔,压桩等施工工艺进行了总结。通过现场静载荷试验,分析DJC桩的承载特性。采用遗传算法建立DJC桩基础优化模型,结合实际工程进行优化设计。现场试验结果表明:DJC单桩和复合地基的质量较好,满足设计要求。基于遗传算法优化后,工程项目成本减少7%,且沉降和承载力依旧满足设计要求。
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