圆形煤场预应力管桩复合地基大面积堆载桩土荷载分担试验

圆形煤场内地基土体，在大面积的堆煤荷载作用下，会产生较大的沉降变形和向外的侧向变形，前者对地基承载力提出了一定要求，后者对圆形煤场结构下的桩基施加了较大的水平推力，导致桩弯矩和水平变形过大，为抵抗较大的水平推力，设计的桩基往往桩径过大或桩数较多，很不经济，特别是在软土地区，更是如此，因此，需进行地基处理。一种有效的处理方案是在堆煤区内采用复合地基，它由预应力管桩、托板、一定厚度的碎石垫层（或者再在碎石层中增加土工格栅、土工布等加筋材料）与桩间土共同组成，这种基础也称之为管桩复合地基。如采用合理的管桩间距、碎石垫层厚度、托板尺寸，能够将堆煤荷载通过桩传至深层土体，较大地减少浅层桩间土体直接承受的荷载，进而减小土层的沉降和水平侧向位移，以及由此产生的水平推力，起到有效保护圆形煤场结构下桩基的作用。

针对这种复合基础，我们进行了群桩现场堆载试验。堆载试验在江苏国信靖江发电厂拟建的圆形煤场场区内进行，煤场设计直径120m，挡煤墙高16m，场区最高堆煤30m。根据地基土层的岩土特性和分布规律，圆型煤场区域的层④淤泥质粉质粘土、层⑥粉质粘土夹粉土、层⑦粉土、层⑧粉质粘土夹粉土均为软弱土层，其总厚度达14m左右，天然地基不能满足工程要求，设计采用管桩复合地基基础来减少桩基的水平推力，设计管桩管径为600mm，中心间距为3.75m，管桩上托板尺寸为1.5×1.5×0.7m，碎石层厚度为1m。现场试验分两个区域进行，每个堆载区域为直径9.5m的圆型场地，包含7根管桩在内，一个碎石层内设置土工格栅，另一个无土工格栅，所堆荷载均为0.198MPa，采用预制混凝土块作为堆载体，堆载高度达12m。试验结果表明：两个区域桩的竖向荷载分担比都在70%以上。