第5期 金爱兵等：复合锚固桩的承载特性及工程应用 463 表1模型中材料物理力学参数 Table 1 Physical and mechanical parameters in the numerical model 材料 e/(kN.m-3) E/MPa c/kPa / 膨胀系数 本构模型 土体 19 0.28 10.5 品 Mohr Coulomb 锚固桩自由段杆体 78 2.67X103 0 1.2×10-5 弹性体 锚固桩锚固段桩体 78 2.67×103 3602 1.2×10-5 弹性体 注浆体③ 23 83.3 0.26 360 25 1.1X10-5 Mohr Coulomb 注：①自由段杆体与注浆结石体粘结力：②锚固段桩体与周围注浆结石体粘结力：③浆液与软弱岩土体形成的结石体 2.2计算结果 由桩体局部承担；随着桩体承受荷载的增加，桩体上 图4为单根复合锚固桩在不同荷载条件下（分 部侧摩阻力将大于极限摩阻力，桩土结合面被破坏， 别为50,100,150,200kN)桩侧摩阻力分布曲线.可 仅保持残余侧摩阻力，且主要持力段下移，直至桩体 以看出：桩体承受的荷载并不沿桩体均匀分布，主要 底端；如果桩体承受载荷进一步增加，全部桩土结合 (a) (b) 维鱼 AC的H e) 气Ae的年e重脚 d 技 e 图4单根错固桩在不同荷载下桩侧摩阻力分布·(a)50kN:(b)100kN:(c)150kN:(d)200kN Fig.4 Side resistance force distribution along a single bolt pile under different loads:(a)50kN:(b)100kN:(c)150kN:(d)200kN 面丧失强度，表现为桩体破坏， 较低，仅为110kPa,难以满足安装新设备的要求 从复合锚固桩在不同荷载条件下（分别为50， 为满足设备静载及设备运转动载的要求，考虑到施 100,150,200kN)桩侧摩阻力分布曲线（图5）可以 工场地及地基承载力的要求，决定采用复合锚固桩 看出，桩侧摩阻力基本沿桩体均匀分布；也就是说， 对该模修车间地基进行加固 对于复合锚固桩而言，上部荷载由整个桩体共同承 3.1设计方案 担，改善了原来单根锚固桩桩体局部承载的特性，桩 (1)整个加固平面范围内按1.2m×1.2m的密 体承载综合有效因子明显增加，桩体承载能力大大 度布置复合锚杆桩，桩f孔径150mm,桩长12m,桩深 提高， 达到粉质粘土层以下.每孔内布置4根25mm螺 3工程应用 纹钢，长度分别为3,6,9和12m,单根杆体锚固段 都为3m 江苏悦达起亚汽车有限公司目前随着生产规模 (2)采用纯水泥浆，通过二次或三次高压注浆， 的扩大，需要改建模修车间，并要求安装新的生产设 使得浆液在软土或软弱土层中有效扩散，一可加固 备，但该模修车间地基土体主要为粉质粘土、淤泥质 土层本身，二可有效地提高单根锚固桩的承载力· 粉质粘土和砂质粘土等，土体强度及地基承载能力 (③)桩顶露头钢筋与上部砼基础结构连接成为表1 模型中材料物理力学参数 Table1 Physical and mechanical parameters in the numerical model 材料 ρ／（kN·m —3） E／MPa μ c／kPa φ／（°） 膨胀系数 本构模型 土体 19 — 0∙28 10∙5 21 — Mohr—Coulomb 锚固桩自由段杆体 78 2∙67×103 — 0① — 1∙2×10—5 弹性体 锚固桩锚固段桩体 78 2∙67×103 — 360② — 1∙2×10—5 弹性体 注浆体③ 23 83∙3 0∙26 360 25 1∙1×10—5 Mohr—Coulomb 注：①自由段杆体与注浆结石体粘结力；②锚固段桩体与周围注浆结石体粘结力；③浆液与软弱岩土体形成的结石体． 2∙2 计算结果 图4为单根复合锚固桩在不同荷载条件下（分 别为50‚100‚150‚200kN）桩侧摩阻力分布曲线．可 以看出：桩体承受的荷载并不沿桩体均匀分布‚主要 由桩体局部承担；随着桩体承受荷载的增加‚桩体上 部侧摩阻力将大于极限摩阻力‚桩土结合面被破坏‚ 仅保持残余侧摩阻力‚且主要持力段下移‚直至桩体 底端；如果桩体承受载荷进一步增加‚全部桩土结合 图4 单根锚固桩在不同荷载下桩侧摩阻力分布．（a）50kN；（b）100kN；（c）150kN；（d）200kN Fig．4 Side resistance force distribution along a single bolt pile under different loads： （a）50kN；（b）100kN；（c）150kN；（d）200kN 面丧失强度‚表现为桩体破坏． 从复合锚固桩在不同荷载条件下（分别为50‚ 100‚150‚200kN）桩侧摩阻力分布曲线（图5）可以 看出‚桩侧摩阻力基本沿桩体均匀分布；也就是说‚ 对于复合锚固桩而言‚上部荷载由整个桩体共同承 担‚改善了原来单根锚固桩桩体局部承载的特性‚桩 体承载综合有效因子明显增加‚桩体承载能力大大 提高． 3 工程应用 江苏悦达起亚汽车有限公司目前随着生产规模 的扩大‚需要改建模修车间‚并要求安装新的生产设 备‚但该模修车间地基土体主要为粉质粘土、淤泥质 粉质粘土和砂质粘土等‚土体强度及地基承载能力 较低‚仅为110kPa‚难以满足安装新设备的要求． 为满足设备静载及设备运转动载的要求‚考虑到施 工场地及地基承载力的要求‚决定采用复合锚固桩 对该模修车间地基进行加固． 3∙1 设计方案 （1） 整个加固平面范围内按1∙2m×1∙2m 的密 度布置复合锚杆桩‚桩孔径150mm‚桩长12m‚桩深 达到粉质粘土层以下．每孔内布置4根●25mm 螺 纹钢‚长度分别为3‚6‚9和12m‚单根杆体锚固段 都为3m． （2） 采用纯水泥浆‚通过二次或三次高压注浆‚ 使得浆液在软土或软弱土层中有效扩散‚一可加固 土层本身‚二可有效地提高单根锚固桩的承载力． （3） 桩顶露头钢筋与上部砼基础结构连接成为 第5期 金爱兵等： 复合锚固桩的承载特性及工程应用 ·463·