软黏土中成桩工艺对HSCM桩抗压承载性能影响的模型试验研究

作者：宗钟凌; 庄潇轩^*; 黄蕴晗; 郑家昌; 金纬; 赵晓晴; 张驿

来源：海洋工程, 2023, 41(03): 168-176.

DOI：10.16483/j.issn.1005-9865.2023.03.016

• 螺旋桩
• 劲性复合桩
• 水泥土
• 软黏土
• 成桩工艺

螺旋桩芯劲性复合桩（helix stiffened cement mixing pile，简称HSCM桩）是一种新型复合桩，其成桩工艺会对桩身及其承载性能有较大影响。为验证HSCM桩在软黏土中同步旋进注浆工艺的可行性，并研究其成桩参数对抗压承载性能的影响，设计了2组缩尺模型试验，包括不同叶片数量与钻进速度的HSCM桩与对比螺旋桩。通过在高岭土制备的软黏土中成桩，并进行抗压承载性能及桩身几何尺寸测试，分析HSCM桩的成桩参数与水泥土桩身间的关系。试验结果表明：同步旋进注浆工艺能够在螺旋桩周围形成倒圆台状的水泥土桩身，水泥土桩身的平均黏结直径约为叶片直径的1.17～1.35倍；适当增加叶片数量能够使水泥与土体充分拌和，提高水泥土桩身的完整性与连续性，以改善HSCM桩的成桩质量；钻进速度大幅提高会导致注浆量不足，减小水泥土桩身的黏结直径与刚度；试验条件下HSCM桩的抗压极限承载力是螺旋桩的3.83～3.93倍，桩径扩大提高了侧摩阻力，注浆工艺加固并提高了土体强度，弥补了叶片在旋进过程中扰动土体造成强度降低的问题。