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软土基坑被动区加固强度参数试验研究及变异性分析

徐伟 太俊 温永凯 赵晨曦 阎波 胡科

徐伟, 太俊, 温永凯, 赵晨曦, 阎波, 胡科. 软土基坑被动区加固强度参数试验研究及变异性分析[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(1): 110-115. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.020
引用本文: 徐伟, 太俊, 温永凯, 赵晨曦, 阎波, 胡科. 软土基坑被动区加固强度参数试验研究及变异性分析[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(1): 110-115. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.020
Xu Wei, Tai Jun, Wen Yongkai, Zhao Chenxi, Yan Bo, Hu Ke. Experimental Study and Variability Analysis of Strength Parameters in Passive Zone Reinforcement of Soft Foundation Pit[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(1): 110-115. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.020
Citation: Xu Wei, Tai Jun, Wen Yongkai, Zhao Chenxi, Yan Bo, Hu Ke. Experimental Study and Variability Analysis of Strength Parameters in Passive Zone Reinforcement of Soft Foundation Pit[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(1): 110-115. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.020

软土基坑被动区加固强度参数试验研究及变异性分析

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.020
基金项目: 中国市政工程中南设计研究总院有限公司科研项目(KY-N-J-2021-003)
详细信息
    作者简介:

    徐 伟,男,1982年生,汉族,湖北洪湖人,硕士,高级工程师,主要从事岩土工程勘察、设计及项目管理工作。E-mail:16282537@qq.com

  • 中图分类号: TU432

Experimental Study and Variability Analysis of Strength Parameters in Passive Zone Reinforcement of Soft Foundation Pit

  • 摘要: 基坑被动区加固是有效的变形控制手段,在软土深基坑工程中已广泛应用,但被动区加固体强度参数及其变异性的试验研究较少。武汉地区某软土深基坑被动区采用三轴水泥土搅拌桩加固,为深入研究被动区加固体强度参数及其变异性,进行原位静(动)力触探试验及室内无侧限抗压强度试验,建立被动区加固体原位测试指标与无侧限抗压强度参数的相关关系,并根据建立的经验公式将连续的原位测试数据转换为无侧限抗压强度值,通过数据统计分析探讨被动区加固体强度参数的变异性及分布规律。研究结果表明:被动区加固体的强度比原状土显著增加,但坑底以下20%水泥掺量的实桩部分相比坑底以上10%水泥掺量的空桩部分的桩身强度增加幅度并不明显;被动区加固体不论是空桩段还是实桩段都具有显著的不均匀性,且空桩段变异系数比实桩段更大;空桩段水泥土强度采用指数分布拟合效果更好,而实桩段水泥土强度则近似满足对数正态分布。

     

  • 图  1  基坑支护结构典型剖面图(单位:m)

    图  2  取样及原位测试孔平面布置图

    图  3  三轴仪及水泥土试样

    图  4  典型原位测试曲线

    图  5  原状土与加固体芯样典型应力–应变关系曲线

    图  6  原状软土与加固体芯样典型破坏形态

    图  7  原状土与加固体芯样典型抗剪强度–垂直应力关系曲线

    图  8  比贯入阻力Ps与无侧限抗压强度qu的关系曲线

    图  9  动力触探击数N63.5与无侧限抗压强度qu的关系曲线

    图  10  基底以上空桩段水泥土强度分布

    图  11  基底以下实桩段水泥土强度分布

    表  1  原状土物理力学指标

    层号土层名称
    γ/(kN·m−3
    Es1-2
    /MPa
    直剪(快剪)有机质含量/%
    c/kPaφ/(°)
    1-2素填土18.0119
    1-3淤泥16.92.31043.47
    2-1黏土17.63.42010
    2-2淤泥质土16.82.41251.88
    2-3黏土18.44.62312
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    表  2  水泥土的实测物理力学指标

    土层
    名称
    γ/(kN·m−3)Es1-2/MPa直剪(快剪)无侧限抗压
    强度qu/MPa
    c/kPaφ/(°)
    空桩段
    水泥土
    13.5~19.81.66~16.9812.0~86.53.1~37.90.040~1.43
    实桩段
    水泥土
    14.1~20.23.36~12.1938.3~121.213.7~26.70.048~1.05
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    表  3  现有文献中经验公式汇总

    经验公式地区适用土层公式来源
    R=0.2048qc+0.232广东软土水泥土钟献科[8]
    $ {P}_{{\rm{s}}}=10\times {q}_{{\rm{u}}}\times \dfrac{\sqrt{t}}{\sqrt{90}} $上海软土水泥土杨龙才等[9]
    qu=(62.04N10+146)/t0.5软土水泥土崔家立[16]
    R=0.138(N′−3.6)0.5连云港软土水泥土邓小宁等[17]
    qt=8Nt+162lnt–286连云港软土水泥土刘松玉等[11]
    qt=0.0034Nt2+0.0035Nt+0.172武汉软土水泥土和礼红等[18]
    注:qc为7天静力触探锥尖阻力;R为28天龄期无侧限抗压强度;Pst天静力触探比贯入阻力;qu为90天龄期无侧限抗压强度;qtt天龄期无侧限抗压强度;t为试验时的成桩龄期;N10t天龄期的轻便动力触探击数;Ntt天龄期的标贯击数;N′为7天龄期修正后的标贯击数。
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  • [1] 郑俊杰,章荣军,丁烈云,等. 基坑被动区加固的位移控制效果及参数分析[J]. 岩石力学与工程学报,2010,29(5):1042-1051.
    [2] 秦爱芳,胡中雄,彭世娟. 上海软土地区受卸荷影响的基坑工程被动区土体加固深度研究[J]. 岩土工程学报,2008,(6):935-940.
    [3] 马 郧,屈若枫,周兴涛,等. 基坑被动区加固参数对支护结构位移影响分析[J]. 岩土工程学报,2012,34(S1):190-196.
    [4] 刘 溢,李镜培,陈 伟. 被动区深层搅拌桩加固对超大深基坑变形的影响[J]. 岩土工程学报,2012,34(S1):465-469.
    [5] 康志军,谭 勇,邓 刚,等. 被动区土体加固对深基坑变形影响的研究[J]. 长江科学院院报,2017,34(6):119-123.
    [6] 马海龙. 基坑被动区加固对支护影响的研究[J]. 岩土工程学报,2013,35(S2):573-578.
    [7] 梁志荣,李忠诚,刘 江,等. 三轴水泥土搅拌桩强度分析及试验研究[J]. 地下空间与工程学报,2009,5(S2):1562-1567.
    [8] 钟献科. 高速公路水泥搅拌桩工程质量快速检测方法研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2013.
    [9] 杨龙才,张师德. 静力触探在水泥土搅拌桩检测中的应用[J]. 西部探矿工程,1996,8(3):10-12.
    [10] 阎明礼. 地基处理技术[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1996.
    [11] 刘松玉,章定文,邵 俐. 标准贯入试验(SPT)在水泥粉喷桩质量评价中的应用[J]. 岩石力学与工程学报,2002,(S2):2382-2386.
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    [18] 和礼红,李 艳,张妮娜,等. 钉形水泥土双向搅拌桩桩身强度差异原因分析与检测探讨[J]. 岩土力学,2010,31(S1):255-260.
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    [20] CHEN J, LEE F H, NG C C. Statistical analysis for strengthvariation of deep mixing columns in Singapore[C]// Geo-Frontiers 2011 Advances in Geotechnical Engineering. Dallas, TX, United States: American Society of Civil Engineers, 2011.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-17
  • 修回日期:  2023-05-08
  • 录用日期:  2023-07-14
  • 刊出日期:  2024-02-05

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