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旋喷灌浆加固地基的分析摘要：使用旋喷灌浆桩提高承载能力、降低地基沉降旨在结合理论分析及现场考察规划完整的设计过程。该文在文献报道的试验数据基础上进行该文献指出旋喷灌浆桩能够将较大的竖直荷载分散至相邻土壤并且由于其横截面突然缩减或与不良的土壤胶结作用该处仍可能发生结构塌陷。为了调查旋喷灌浆桩及其与周围土壤之间的力学作用特性特别进行了足尺试验通过分析试验结果关注以上方面的内容。分析的结果作为数值方法的基础该方法模拟由大量桩支撑的竖向加载筏的变化。使用荷载传递曲线方法模拟轴向加载桩的非线性荷载―沉降变化该方法通常适用于具有不规则形状的旋喷灌浆桩。通过考虑桩与上层混凝土筏相互间的作用进一步分析整体加固地基。通过现场试验结果统计评价并以概率模型模拟桩性质的变化将其纳入带有统计试验模拟技术的计算过程。该方法的优点在于能以可接受的破坏概率表示地基的设计极限荷载由于旋喷灌浆过程造成的不确定性可通过试验定量表示并合理反映在分析过程中。最终通过将该方法应用于实际工程案例讨论由旋喷灌浆方法加固地基的优点以及局限性。关键词：旋喷灌浆桩直径强度现场试验变异性概率性分析中图分类号：U445.72文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-08将水泥―水混合物快速注入预先钻好的钻孔中以形成类似圆柱的胶结土桩旋喷灌浆是广泛使用的（基于此的流行的）地基处理技术。在其他可行的应用中地基工程通常使用此技术作为桩的替代方法旨在将荷载传递至更深、承载力更强的地层。一些情况下桩互相重叠形成独特的胶结土物质当性能要求大大减小沉降并且对水平荷载有较强抵抗能力时该种方法非常有效。然而最通常的解决方法是采用由大量的钢筋或钢管加固的规则间距桩旨在形成与桩基础原理类似的支撑系统。在参考文献中提及了在新建建筑物的地基或者已有结构的支撑中应用该种加固方法。然而由于缺少普遍认可的准则这些地基系统的设计通常基于经验、目的及过分简单的方法而进行。事实上合理的设计过程应能够有足够准确度来预测桩的尺寸以及其应力应变特性并证明已充分考虑不确定性的效应。关于后者问题目前依据现有的标准针对旋喷灌浆提出了不同的方法。日本准则是将桩直径及胶结土强度设计值作为旋喷灌浆系统（两倍或三倍流动性）以及未扰动土性质（NSPT数）的函数为不同类型的结构设置了统一的安全因子来应对其加固效果的不确定性。相反欧洲标准及美国准则针对旋喷灌浆性质不推荐代表数值但强调了最初现场试验以及为量化而进行的质量―控制至质量―确保试验的重要性。尤其是ENV12716标准集中评估了喷旋灌浆特性的变异性以及其对结构性能的影响。试验结果表明取决于喷注系统与原始土壤性质的结合状况桩直径可从几分米到超过两米不等并且无约束胶结土的压缩强度依据原始土壤类型及灌浆合成物从1至20mPa不等。然而必须考虑到土壤底层状况可能非常不均匀如果采用大的平均值桩的直径及强度可能在这些点急剧减少影响桩的整体抵抗能力。由现场及实验室足尺试验证实该方面与地基桩变化的相关性这些试验有Maertens及Maekelberg进行发现轴向加载桩上层部分的突然塌陷远在土壤―桩混合物整体破坏之前。已有几位作者通过足尺试验研究了地基桩及周围土壤间的相互作用。一致认为较大荷载将会从桩侧面传递至相邻土壤。针对埋入可移动变形测量计的旋喷灌浆桩的轴向加载试验表明极限横向应力比文献中钻孔灌注桩的数值大了约两倍。Maertens及Maekelberg发现同钻孔灌注桩相比旋喷灌浆桩较大的位移使其横向应力得到有效分散。目前已开发了程序以试验定量化上述方面并将其引入加固地基的设计过程。该方法的目的在于对处理无明确治理效果的方法我们通常采用一种合理的过程质量控制来实现。1旋喷灌浆桩的性质2荷载―沉降分析基于以往的工程案例Mandolini、Viggiani及Mandolini等人认为减少沉降是桩地基设计的最重要的要求。过去几十年中学者们花费很多精力建立多种分析方法使能够模拟加载早期土壤、桩以及筏之间的作用关系。若将这些方法延伸应用至旋喷灌浆桩需要规划具有试验背景的应用。目前多使用荷载―传递曲线方法模拟单个桩的非线性荷载―沉降变化。通过考虑相邻桩之间的耦合作用以及与上层筏的相互作用将该分析方法扩展至整个加固地基。不同于更高级以及成熟的方法优先使用了该近似方法因为更有可能减少大量计算工作量按要求将大量计算植入采用的概率分析中。然而已通过分析有限元（FEM）计算的试验结果校准该模型中的关系。2.1单根桩然而不同桩直径的范围如图4中阴影部分所示同理论模型预测的漏斗状函数有良好的吻合性且在后续分析中使用该模型