柔性荷载下土工格室-柔性楔形桩复合地基工作性状研究

基于对柔性桩复合地基及土工格室工作机理等研究成果的分析、归纳、整理，考虑公路荷载的特点，提出了土工格室－柔性楔形桩双向增强复合地基加固软土的新技术。通过土工格室充填砂复合体与纯砂垫层的竖向静载、单剪对比试验及大比例室内复合地基模型对比试验及数值模拟，研究柔性荷载下土工格室充填砂的工作机理，对比分析柔性荷载对土工格室-柔性楔形桩及柔性圆柱形桩复合地基中桩土应力比、孔隙水压力、加固区和下卧区应力场及变形场、桩的荷载传递规律的影响；提炼用土工格室-柔性楔形桩加固软基的优点，建立柔性荷载下土工格室－柔性桩－土共同作用分析模型；研究楔角对土工格室-柔性楔形桩复合地基工作性状的影响，提出合理的楔角范围；课题的顺利实施，对提高柔性桩加固软弱土的效果，推动新的软基加固技术的开发与应用有较好的作用。

基于柔性桩复合地基、楔形桩及土工格室工作机理等研究成果的分析、归纳、整理，考虑公路荷载的特点，提出了土工格室–柔性楔形桩双向增强复合地基加固软土的新技术。以夯实水泥土楔形桩为研究对象。通过加筋垫层的竖向静载对比模型试验及大比例室内复合地基模型对比试验及理论分析，研究了土工格室加筋垫层的工作机理；通过夯实水泥土桩–土直剪试验，探讨了水泥掺量、土的含水量、法向应力、养护龄期等对夯实水泥土–土接触界面摩擦性状的影响，对比分析了夯实水泥土楔形桩及夯实水泥土圆柱形桩复合地基工作性状的影响；提出了楔形单桩与桩周土相互作用、垫层对软土地基沉降控制效果及土工格室加筋垫层–夯实水泥土桩（楔形桩）复合地基相互作用的分析方法；研究了楔角对土工格室–夯实水泥土楔形桩复合地基工作性状的影响，提出了合理的楔角范围。研究结果表明：1）楔形桩侧壁倾角增大，桩侧摩阻力提高，桩与土之间的径向相互作用增强，单桩承载力提高，比夯实水泥土圆柱形桩更适宜加固深厚软土地基；2）夯实水泥土楔形桩复合地基能有效地减小地基沉降与桩–土沉降差，提高地基承载力与桩–土应力比，且楔角越大，楔形桩改善复合地基工作性状的作用越明显；3）土工格室在提高垫层刚度、降低填土中的应力有一定效果，土工格室加筋垫层对软土的加固效果比其它垫层更明显。4）土工格栅能有效提高碎石垫层刚度，改善垫层的工作性能；5）增加水泥掺量，减小土的含水量，法向应力增大，能提高水泥土–土接触界面摩擦阻力；6）柔性楔形桩–网复合地基的工作性状明显优于夯实水泥土圆柱形桩–网复合地基的工作性状。