竖向荷载下软土中碎石单桩破坏模式及承载力计算

谭鑫，冯龙健，胡政博，赵明华，2

（1.湖南大学 岩土工程研究所，湖南 长沙 410082；2.建筑安全与节能教育部重点实验室（湖南大学），湖南 长沙 410082）

碎石桩复合地基能够有效提高地基承载力、增强稳定性、控制沉降，并且施工简便、快速，工程造价较低.碎石桩加固软弱地基的机理随被加固土质不同而有所差别，对松散无黏性土主要为挤密作用，而对于黏性土则以置换作用为主.对于起置换作用的软黏土中碎石桩单桩承载破坏机制，国内外许多研究者都进行过较为深入的研究[1-5].

通常碎石桩入土深度大于临界长度时，就不大可能产生整体刺入破坏，一般不考虑整体刺入的失稳.大量现场及室内试验[4-6]揭示当碎石桩埋置深度超过大约4 倍桩径时，碎石桩的破坏是由桩体径向鼓胀变形引起的.Hughes 和Withers[4]认为桩长超过一定深度时，碎石桩径向位移可以忽略不计.一般认为碎石桩单桩在竖向荷载作用下，桩周土体提供的极限侧向土压力，可以按照三轴压缩状态计算碎石桩单桩极限承载力，即为桩周土体的侧向约束应力乘以散体材料内摩擦角相关的被动土压力系数.大多数散体材料桩单桩承载力计算公式区别在于侧向约束应力的计算不同，最常用的是基于桩周土体沿直线滑裂面发生整体剪切破坏的Brauns 公式[5].

Hughes 和Withers[4]、Wong[6]和郑刚等[7]均采用类似破坏模式，以及赵明华[3]、贾尚华[8]等采用圆孔扩张理论推导了碎石桩单桩承载力公式.但实际上桩周土体侧向约束力……