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搅拌桩复合地基的破坏模式分析 章定文刘松玉 (东南大学交通学院，南京210096) 摘要：工程实例和离心模型试验表明，搅拌桩复合地基的破坏模式并不一定为剪切破坏，且采用极限平衡原理 (如圆弧滑动法)分析搅拌桩复合地基上路堤的整体稳定性时通常不能合理地计算地基的破坏荷载。为此，首先剖析 了圆弧滑动法分析搅拌桩复合地基上路堤整体稳定性中存在的问题，包括桩和桩间土的渐进破坏特性、桩间土和桩体 的强度取值问题等，并给出了相应的工程实用对策。随后，在国内外已有研究成果的基础上，总结了搅拌桩复合地基 除剪切破坏以外的其他可能破坏模式，包括挠曲破坏、倾斜破坏、桩间土的挤出破坏等，并总结了这些破坏模式的计算 方法。最后提出搅拌桩复合地基上路堤整体稳定性分析可以采用采用极限平衡原理和数值分析相结合的方法。 关键词：搅拌桩；复合地基；稳定性；破坏模式，数值分析 切破坏以外的其他的破坏模式(见图1)，且搅拌 1 前言 桩复合地基的破坏模式与桩体强度、桩体位置和 其埋设情况以及荷载情况有关。 水泥土搅拌桩(包括粉喷桩和浆喷桩)被广 本文在已有研究成果的基础上，首先剖析了 泛应用于软弱地基的加固，以减少地基沉降、提 现行采用的搅拌桩复合地基稳定分析方法中存 高稳定性及提高抗动力性能等。搅拌桩复合地 在的问题，并提出了相应的改进方法；另外，根据 基稳定分析通常采用极限平衡原理，如圆弧滑动 国内外已有研究成果，详细总结了搅拌桩复合地 法等。Broms(2003)…报道了一个搅拌桩加固基的多种可能破坏模式，包括剪切破坏、挠曲破 地基上路堤失稳破坏的工程实例，通过极限平衡 坏、倾斜破坏、桩间土的挤出破坏等，并总结了各 原理反算得到的桩体抗剪强度发挥程度仅为桩 种破坏模式的计算方法；最后提出搅拌桩复合地 体实际抗剪强度的10％。KJtazume(2000)心3通基的稳定性分析可以采用采用极限平衡原理和 过离心模型试验发现搅拌桩复合地基的破坏模 数值分析相结合的方法。 式不仅可能是剪切破坏，还有可能是桩体挠曲破 坏、倾斜破坏、桩间土的挤出破坏等其他方式。 Han等(2005)taJ，Navin等(2006)M1对比了极限 平衡原理和数值分析法计算的搅拌桩复合地基 上路堤整体稳定性安全系数，计算结果表明采用 柱状群桩形式加固软弱地基时，采用极限平衡原 (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g) (h)(i)(j) 理计算的安全系数均大于数值分析计算值。 图1搅拌桩破坏模式(Broms，2004) Broms(2004)”1也指出路堤下的搅拌桩存在剪 基金项目：东南大学优秀博士学位论文资助基金(YBJJ0603)。 2搅拌桩复合地基的圆弧滑动破坏 2．1圆弧滑动法 对于搅拌桩复合地基的稳定性分析，现行设 计计算方法最常用的是圆弧滑动法。假定滑裂 面为圆弧形，沿滑裂面的抗剪强度按分区计算， 加固区和未加固区土体应采用不同的强度指标。 图2 固化土和天然土的破坏 未加固区采用天然地基土体强度指标。加固区 透固化等，桩间土强度又会逐渐恢复¨01。桩周 土体强度指标通常采用按下式计算的复合土体 土的抗剪强度既有可能低于天然地基的不排水 强度指标： 抗剪强度，也有可能大于天然地基的不排水抗剪 丁。。m=，n丁p+(1一，n)f。(1) 强度。搅拌桩施工前后桩间土差异影响因素众 式中r。。。为复合体抗剪强度；m为桩体面积置 多，其中最主要的是天然地基土体的结构性(灵 换率；f。为桩体抗剪强度，规范∞o建议取现场芯 敏度)。如果土体结构性显著，施工扰动将会破 样