管桩水泥土复合桩承载性能影响因素分析

第２７卷第４期　土　工　基　础　Ｖ＿０１．２７　ＮＯ．４　２０１４年８月　Ｓｏｉｌ　Ｅｎｇ．ａｎｄ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ａｕｇ．２０１４　管桩水泥土复合桩承载性能影响因素分析　张永刚　（１．中蓝连海设计研究院，江苏连云港２２２００４；２．南京工业大学交通学院，南京２１０００９）　摘　要：管桩水泥土复合桩是适用于软土地基的一种新型复合桩，可由ＰＨＣ管桩在水泥土初凝前压入水泥搅拌　桩中，通过两者特定匹配关系复合而成。结合静载荷试验的相关资料，以ＡＢＡＯｕｓ为工具建立有限元模型，研究　了管桩桩长、截面含芯率、水泥土外径及弹性模量对管桩水泥土复合桩竖向承载性能的影响。得到管桩和水泥土　桩的最佳匹配关系，最终实现其优化设计。研究表明：管桩桩长、截面含芯率是影响管桩水泥土复合桩承载特性的　主要因素，水泥土弹性模量对其影响较小。管桩与水泥土长度比宜取３／５～４／５；截面含芯率宜取０．１９～０．２５；水　泥土桩外径应比管桩外径大３００　ｍｍ以上，以满足构造要求。　关键词：管桩水泥土复合桩；承载性能；影响因素；数值模拟；优化设计　中图分类号：ＴＵ４７３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—３１５２（２０１４）０４—００６０—０６　板传递给管桩与水泥土桩。每级荷载４８０　ｋＮ，单桩　１　引言　连续加载９６０　ｋＮ￣４８ｏｏ　ｋＮ，共９级荷载。　管桩水泥土复合桩（以下简称复合桩）是一种获　ｆ＾＼　。　景　杯　得国家专利的新桩型［１］，目前已在江苏、山东等地软　：垫层　下混　？　皿咖———弋　一一ｆ。　Ｉ—皇　一　／～　７＿　土地区桩基工程、基坑工程中得到应用。目前，对该　：４．　：　。。。。。。。。。　赠　桩型施工工艺、检测方法、荷载传递规律、管桩与水　泥土荷载承担比例及有效复合条件等方面的研究已　＾＼　较成熟　］。对其承载影响因素及优化设计等方面　ＰＨＣ管桩　有待深入研究。本文通过有限元数值模拟及现场试　担　赋　掣　啦　验，研究复合桩承载影响因素，得到了管桩与水泥土　泥粉喷桩　掘　她　桩有效复合的特定匹配关系，以期充分发挥管桩与　水泥土各自的优势，有效降低单位承载力造价，为管　Ｉ　莽　Ｉ　ｌ　＾＼　桩水泥土复合桩的优化设计提供参考。　墼　２现场试验概况　图１　管桩水泥土复合桩结构　试验场地地貌类型属长江下游冲积平原区滨海　平原，成陆时间较晚，主要覆盖第四纪松散沉积物，　３有限元模拟　以粉土、粉砂、粉质粘土为主。　采用静力压桩机将ＰＨＣ５００ＡＢ－－（１２５）一１５　ＨＩ　３．１模型的建立　单节管桩在水泥土初凝前压入长１８　１ＴＩ，直径９００　ｍｍ　模型计算范围为：径向桩中心向外２０倍复合桩　的水泥粉喷桩中。形成管桩水泥土复合桩，其桩身　直径，桩长方向为复合桩桩端向下１倍复合桩桩长。　结构见图１。静载荷试验采用慢速维持荷载法。加　考虑对称性选取桩心为对称轴建立轴对称模型。　载方式为在复合桩桩头浇筑１００　ｍｍ厚Ｃ２０混凝　ＰＨＣ管桩、水泥土桩、地基土、载荷板均采用四边形　土，再铺设０９００　ｍｍ的刚性载荷板，将荷载由载荷　单元，结构化网格划分技术，四节点双线性轴对称单　收稿日期：２０１３－０７—２０　作者简介：张永刚（１９８７一），男，江苏连云港人，硕士，研究方向为深基坑工程、复合桩的理论与应用。　第４期　张永刚：管桩水泥土复合桩承载性能影响因素分析　一昌吕一　７　６１　元。数值分析时假设桩身预应力钢筋、高强混凝土、　水泥土为线弹性体，均质各向同性材料，应力应变关　０　加　∞　柏　如　６　５　系符合广义胡克定律。土体为弹塑性体，屈服准则　符合Ｍｏｈｒ—Ｃｏｕｌｏｍｂ准则。为简化分析模型结合现　场实际地质情况将计算模型范围内土层简化为单　一　目４　吕　３　２　层，土层及其它材料参数见表１。　表１材料参数　３．２成果分析　数值模拟中各部件的尺寸参数与现场试验相　同，现场载荷试验与数值模拟Ｑ～Ｓ曲线（如图２）。　除去最后一级荷载，最大相差２．７５　ｒＤ＿１ＴＩ，两条曲线　较为吻合，所建立的有限元模型较为合理。　Ｑ（ｋＮ）　０　９６０　ｌ９２０　２８８０　３８４０　４８００　图２　Ｑ～ｓ曲线　４承载影响因素分析　４．１管桩长度　图３表示复合桩桩顶沉降随管桩长度变化。在　一定范围内管桩桩长对承载力及桩顶沉降的影响是　敏感的，在此范围内增大管桩桩长可使复合桩Ｑ～　Ｓ曲线由陡降型向缓变型过渡，可显著减小桩顶沉　降和提高其极限承载力。如表２，当管桩较短时，相　同荷载下，管桩桩端阻力所占桩顶荷载比值较大，传　递到其下水泥土的轴向应力较高。复合桩底部呈现　水泥土承载性状，过多的利用底部水泥土桩承载未　能充分发挥ＰＨＣ管桩的承载性能，造成管桩桩体　材料的浪费。无管桩段水泥土易达到其抗压强度而　发生管桩向水泥土中刺人破坏。　管桩与水泥土长度比并非越大越好。对于短芯　１　吕　鲁　逝　掣　管桩与水泥土桩长比　（ｂ）　图３　管桩桩长对桩顶沉降的影响　表２管桩轴力随桩长变化（４８００　ｋＮ）　组合桩（管桩水泥与土桩长比＜１），随着管桩长度的　增加，无管桩段水泥土长度减小，管桩底部模量居中　的水泥土无法充分发挥其应力调整扩散的作用。传　递到下卧土层的应力水平相对较高，由于下卧土层　的模量要远远低于水泥土和ＰＨＣ管桩，因此下卧　土层的压缩量较大（表３）。在桩侧水泥土仍未充分　发挥其侧摩阻力状态下，下卧土层就有可能发生强　度破坏导致管桩水泥土复合桩整体向地基土中刺　入。对于长芯组合桩（管桩水泥土桩长比≥１），管桩　长度较长，管桩桩端直接与地基土接触，易发生管桩　向下卧地基土中刺人破坏。对压桩机械的要求较　高，还有可能遇到需要接桩，接头部分较难控制，工　程投资增加等问题。　表３　各段压缩量随管桩桩长变化　６２　土　工　基　础　管桩是竖向荷载的主要承担者，其长度是影响　荷载向外侧及向下部传递效率，进而影响复合桩极　７０　６。一＋截面含芯率０．１４　截面含芯率０　１９　６　４　２　５０　＋截面含芯率０．２５　—限承载力、荷载传递规律及沉降的主要因素。管桩　＋截面含芯率０．２８　桩长的优化设计就是确定一个合理的管桩长度，使　得当复合桩桩端的地基上出现塑性区时，水泥土桩　：　已经充分发挥了其侧摩阻力，这样才能保证复合桩　９６０　１９２０　２８８０　３８４０　４８００　Ｑ（ｋＮ）　整体向桩端土中刺人这一理想的破坏模式。综合考　（ａ）　虑上述有限元分析结果、桩体破坏模式分析及设计、　施工的可行性，短芯组合桩是复合桩的优选组合型　皇　曼　式，管桩与水泥土桩长度之比宜取３／５～４／５。　逝　蜉　３６０ｋＮ　４．２截面含芯率　墨　８４０　ｋＮ　３２０ｋＮ　定义截面含芯率为管桩与复合桩截面积的比　—　一２４００　ｋＮ—－－一４８００　ｋＮ　——　２８８０　ｋＮ　值，即　—Ａ　／Ａ。表３为管桩水泥土复合桩的尺寸，　１２　０　ｌ５　０　２１　０　ｌ８　０　２４　０．２７　０．３０　截面含芯率　图４为复合桩桩顶沉降随截面含芯率变化关系。改　（ｂ）　变截面含芯率并不改变荷载沉降曲线的形态，工作　图４截面含芯翠对桩顶沉降的影响　荷载下Ｑ～Ｓ曲线均呈缓变型。在管桩与水泥土变　图５为２４００　ｋＮ桩顶荷载下管桩、水泥土桩身　形协调情况下，随着截面含芯率增大，桩侧阻力、桩　应力随截面含芯率ｎ的变化曲线。增大截面含芯率　８　６端阻力均相应增大。增大截面含芯率可显著提高复　可减小管桩与水泥土桩身应力。随着　增大，有管　合桩极限承载力。相同荷载等级下，增大截面含芯　桩段水泥土桩身应力显著减小，这说明　是影响水　率可减小管桩、水泥土桩及传递到下卧土层的轴向　泥土受力形态的主要因素。当　由０．１４增大到　应力，从而使得管桩、水泥土和下卧土层压缩量均减　０．１９时可显著减小管桩与水泥土桩身应力。当ｎ　小，即增大截面含芯率可有效减小复合桩桩顶沉降。　由０．２５增大到０．２８时，管桩与水泥土桩身应力减　表４有限元模型中复合桩的尺寸　小的幅度已很小。　过大，易出现水泥土首先发生　破坏，管桩强度远未充分发挥，而复合桩已达到极限　承载力，造成管桩材料的浪费。还可能造成管桩沉　桩过程中垂直度偏差、桩位偏差不易控制等施工困　难。综合考虑有限元分析结果、桩身破坏模式分析　及施工方便等因素，建议工程应用中ｎ在０．１９～　０．２５范围内取值。　１００００　２００００　３００００　４００００　５００００　管桩桩身应力（ｋＰａ）　水泥土桩身应力（ｋＰａ）　（ａ）　（ｂ）　图５截面含芯率对桩身应力的影响（２４００　ｋＮ）　４．３水泥土外径　～Ｓ曲线由陡降型向缓变型过渡。随着水泥土外径　图６为复合桩沉降随管桩水泥与土外径比变化　增大，桩侧阻力与桩端阻力均相应增大，使得复合桩　曲线。在一定范围内增大水泥土外径可使复合桩Ｑ　极限承载力逐渐增大。桩顶荷载不变，增大水泥土　　　４２第４期　张永刚：管桩水泥土复合桩承载性能影响因素分析　６３　９０　９０　・一９６０　ｋＮ—－一３３６０　ｋＮ　一水泥土外径６００ｍｉｌｌ　一ｌ４４０　ｋＮ—．＿３８４０　ｋＮ　７５　７５　一水泥土外径７００　ｌｎｍ　—．ｒＩｌ９２０　ｋＮ—一４３２０　ｋＮ　一水泥土外径８００　ｌｌｌｍ　一２４００　ｋＮ—・　４８００　ｋＮ　６Ｏ　＋水泥土外径９００ｉｉｌｍ　｜６０　＿．－２８８０　ｋＮ　ｌ　４２　－．－－．ａ，－－水泥土外径１０００　ｍｍ　４５　蜉　３Ｏ　匿３０　１　５１　１　５　９６０　１９２０　２８８０　５０　０　５５　０　６０　０　６５　０　７０　０　７５　０　８０　０　８５　Ｑ（ｋＮ）　管桩水泥土外径比　（ａ）　（ｂ）　圈６水泥土外径对桩顶沉降的影响　外径减小了水泥土桩身应力及传递到下卧土层的应　水泥土桩”包裹厚度不宜太薄，否则无法保证复合桩　力，使得水泥土和下卧土层压缩量均减小，有效减小　有效承载。另外考虑到施工中垂直度偏差、桩位偏差　了复合桩桩顶沉降。　等因素，外侧水泥土桩外径也不宜太小，以防止管桩　图７为２４００　ｋＮ荷载下管桩、水泥土桩身应力　偏离出水泥土桩范围。综合考虑水泥土厚度应大于　随着水泥土外径的变化曲线。同等级荷载下增大水　１５０　ｍｍ，即水泥土桩外径宜比管桩外径大３００　ｍｍ。　泥土桩外径可减小管桩及水泥土桩身应力。外侧水　实际生产的ＰＨＣ管桩直径以３００　ｍｍ、４００　ｍｍ、　泥土厚度较大（大于１５０　ｒａｍ）时，其对桩身应力影　５００　ｍｍ和６００　１Ｔｉｍ为主，相应的管桩与水泥土桩外　响程度明显小于水泥土厚度较小时。管桩、水泥土、　径比上限为０．５０～０．６７，管桩外径大者取高值，反　桩周土构成了一个由刚性逐渐向柔性过渡的结构。　之取低值。　因此，作为ＰＨＣ管桩与桩周土之间的过渡层“外侧　目　求　嚣　６　２５０　５０　７５０　１００　１２５０　ｉ５－０　１７５。薹　ｆ——　。　水泥土桩侧摩阻力并不是决定复合桩承载力的　水泥土桩间距还得增大后反而减小了基础整体承载　唯一因素。管桩桩身强度、管桩与水泥土接触界面　力。此外若水泥土桩外径过大必然造成施工难度加　粘结力、水泥土桩身强度、地基土强度都可能是决定　大和工程造价的提高。综合考虑现场试验、有限元　复合桩承载力的控制性因素。随着水泥土桩外径的　分析、桩问距要求及经济合理等因素，管桩与水泥土　增大，各部分应力动态变化，水泥土厚度越大，管桩　桩外径之比存在下限，约为０．３０～０．３７ｌ６］，管桩外　桩身应力沿桩身衰减越快，桩端阻力越小，桩侧阻力　径大者取低值，反之取高值。　越大即侧摩阻力越大，当水泥土厚度达到一极限值　４．４水泥土弹性模量　时，管桩受到的侧摩阻力可能大于水泥土与管桩接　图８为复合桩桩顶沉降随水泥土弹性模量的变　触界面的粘结强度，使得管桩与水泥土无法有效协　化曲线。水泥土弹性模量的变化不改变Ｑ～Ｓ曲线　调复合变形。当水泥土桩外径超过某值后，可能造　形态和地基土的临塑荷载。Ｑ～Ｓ曲线均呈缓变　成管桩、水泥土、桩周土材料强度不匹配，致使某种　形。水泥土弹性模量增加的初期，沉降量减小较快，　材料在其他材料强度远未充分发挥时先发生破坏。　当水泥土弹性模量高于４００　ＭＰａ时，继续增加水泥　根据现场实验结果，当荷载较大时桩周土挤密加强　土弹性模量，沉降量渐趋平缓。　带与最外侧土体之间也有可能产生裂缝而率先破　图９为２４００　ｋＮ荷载下管桩与水泥土桩身应力　坏。依据山东省《管桩水泥土复合基桩技术规程》＿６　随水泥土弹性模量变化曲线。水泥土弹性模量对管　相关规定，最小桩问距不得小于２．５倍外围水泥土　桩轴向应力影响很小。对水泥土桩身应力影响较　桩外径。增大水泥土外径桩间距也需相应增大，而　大。随着水泥土弹性模量的增大，水泥土桩身应力　６４　土　工　基　础　２Ｏ１４　５０　合桩变形主要由管桩控制。工作荷载下管桩水泥土　—２００ＭＰａ—・一４５０ＭＰａ　４Ｏ　一２５０ＭＰａ—－・一５００ＭＰａ　接触界面不发生相对滑移，即管桩与水泥土桩近似　变形协调，因此水泥土变形也主要由管桩控制。水　一目一　蹬　糍　６　４　２　Ｏ　８　６　４　２　Ｏ　菖３０　吕　２０　１０　——－—一３００　ＭＰａ－，－ｏ－－５５０　ＭＰａ　一３５０ＭＰａ－－ｏ－－６００ＭＰａ　—・一４００ＭＰａ　泥土弹性模量对管桩桩身应力影响很小，所以水泥　土变形基本不随着水泥土弹性模量改变而改变，增　０　９６０　１９２０　２８８０　ｐ（ｋＮ）　３８４０　４８００　大水泥土弹性模量可显著提高水泥土桩身轴向应　力，减小管桩、水泥土桩身轴向应力比值，从而提高　水泥土承受轴向荷载的比例。工程应用中可适当　图８水泥土弹性模量对桩顶沉降的影响　逐渐增大，管桩段水泥土轴向应力沿桩身分布由逐　渐增大向趋于稳定转变。原因在于：管桩水泥土复　提高水泥土的弹性模量，以提高水泥土桩的承载比　例。　一２００ＭＰａ一４５０ＭＰａ　－一２５０ＭＰａ・一５００ＭＰａ　３００ＭＰａ一５５０ＭＰａ　一一３５０ＭＰａ一６００ＭＰａ　—一４００ＭＰａ　０　２５００　５０００　７５００　１００００　ｌ２５００　１　５０００　１７５００　一目一　赚亦　应力（ｋＰａ）　８（ａ）管桩　　６　４　２　０　８　６　４　２　Ｏ　应力（ｋＰａ）　（ｂ）水泥土桩　图９水泥土弹性模量对桩身轴向应力的影响（２４００　ｋＮ）　由分析结果可知水泥土弹性模量对复合桩变形　及管桩桩身应力分布影响较小。但从受力机理来分　析，管桩与水泥土界面有足够的粘结强度是保证工　（３）管桩与水泥土外径之比宜取１１３～２／３，且　外围水泥土桩外径应比ＰＨＣ管桩外径大３００　ｍｍ　以上。　作荷载下管桩与水泥土不发生相对滑移，有效复合　变形协调并将荷载通过水泥土有效传递到更大范围　的土体中的必要条件。取水泥土弹性模量Ｅ一（２００　～（４）水泥土弹性模量对复合桩承载性能影响较　小，水泥土无侧限抗压强度应稳定在１．３　ＭＰａ以上　以确保工程正常使用安全和满足承载力的要求。　参　考　文　献　３００）　估算，水泥土弹性模量取４００　ＭＰａ，则水　泥土无侧限抗压强度　应大于１．３　ＭＰａ。实际工　程宜通过适当提高水泥掺灰量，控制高压旋喷钻杆　提升速度使水泥与地基土搅拌均匀，无管桩段采用　复搅复喷等措施，使．　稳定在１．３　ＭＰａ以上，以确　［１］宋义仲，马凤生，赵西久，等．填芯管桩水泥土复合基桩的施工　方法［Ｐ］．中国专利：ＣＮ１０２１２７９１０Ａ，２０１１－０７—２０．　［２３宋义仲，程海涛，　发东，等．管桩水泥土复合基桩工程应用研　究［Ｊ］．施工技术，２０１２，４１（５）：８９—９１，９９．　保正常使用安全和满足承载力的要求。　［３］宋义仲，ｈ发东，程海涛，等．管桩水泥土复合基桩承载性能试　５　结论　（１）管桩桩长是影响复合桩承载性能的主要因　素。短芯组合桩是复合桩的优选组合型式，管桩与　水泥土桩长度之比宜取３／５￣４／５。　验研究［Ｊ］．工程质量，２０１２，３０（５）：１２－１６．　［４］张永刚，李俊才，邓亚光．管桩水泥土复合桩荷载传递机理试验　研究［Ｊ］．南京工业大学学报：自然科学版，２０１３，３５（６）．　［５］张永刚，李俊才，邓亚光，等．管桩水泥土复合桩挤土效应现场　试验口］．地下空间与工程学报，２０１４，１０（６）．　［６］　山东省建筑科学研究院．管桩水泥土复合基桩技术规程　（ＤＢＪ１４—０８０—２０１１）［ｓ］．济南：山东省建筑科学研究院，２０１１．　（２）截面含芯率对复合桩承载特性影响较大，复　合桩截面含芯率宜取０．１９～０．２５。　第４期　张永刚：管桩水泥土复合桩承载性能影响因素分析　６５　Ｆａｃｔｏｒｓ　Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａｘｉａｌ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｍｉｘｅｄ　Ｃｏｌｕｍｎ　Ｉｎｓｅｒｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＰＨＣ　Ｐｉｌｅ　ＺＨＡＮＧ　Ｙｏｎｇｇａｎｇ　’。　（１．Ｃｈｉｎａ　Ｂｌｕｅｓｔａｒ　Ｌｅｈｉｇｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ　２２２００４；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００９）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａ　ｎｅｗ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ　ｃｏｎｓｉｓｔｓ　ｏｆ　ａ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＨＰＣ）ｐｉｐｅ　ｐｉｌｅ　ｉｎｓｅｒｔｓ　ｉｎｔｏ　ａ　ｆｒｅｓｈ　ｓｏｉｌ—ｃｅ—　ｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｌｕｍｎ　ｂｅｆｏｒｅ　ｉｔ　ｉｓ　ｈａｒｄｅｎｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｓｏｆｔ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ＡＢＡＱＵＳ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｎｕｍｅｒｉ　ｃａ１　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｘｉａｌ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ．Ｔｈｅｓｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎｃｌｕｄｅ：ｔｈｅ　ｌｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ＰＨＣ　ｐｉｌｅ；ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｐｉｌｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｒｉｂｕｔａｒｙ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ；ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｌ—　ｕｍｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ：ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ＰＨＣ　ｐｉｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｌｕｍｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ａｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｈｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｈａｔ　ａｒｅ　ｉｍｐａｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｘｉａｌ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｌｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ＰＨＣ　ｐｉｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｉ０　０ｆ　Ｄｉｌｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｒｉｂｕｔａｒｙ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ．Ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｌｕｍｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｘｉａｌ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｓｍａｌ１．Ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＰＨＣ　ｐｉｌｅ　ａｎｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｌｕｍｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　３：５　ａｎｄ　４：５．Ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＰＨＣ　ｐｉｌｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｒｉｂｕｔａｒｙ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｉｌｅ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｒａｎｇｉｎｇ　ｆｒｏｍ　０．１９　ｔｏ　０．２５．Ｔｈｅ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｌｕｍｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　３００　ｍｍ　ｇｒｅａｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＰＨＣ　ｐｉｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ＰＨＣ　Ｐｉｌｅ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｍｉｘｅｄ　Ｃｏｌｕｍｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｐｉｌｅｓ；Ｔｈｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　Ｆａｃｔｏｒｓ；Ｎｕｍｅｒ—　ｉｃａ１　Ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　（上接第５３页）　Ｅｓ］　李鹏飞，赵勇，张顶立，等．基于现场实测数据统计的隧道围岩　察，２０１３（６）：８７—９０．　压力分布规律研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１３，３２（７）：　１３９２—１３９９．　［７３蒋颖．岩溶强烈发育区隧道的现场监测与分析ＥＪ］．土工基础，　２０１３，２７（２）：１３６－１４０．　Ｅ６］　王会霞．监控量测在隧道初期支护施工中的作用［Ｊ］．工程勘　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｔｉａｎｊ　ｉｎｇｓｈａｎ　Ｔｕｎｎｅｌ　ＺＨＡＯ　Ｃａｎｙｕａｎ，ＺＨＡＯ　Ｄｏｎｇｑｉ　（Ｔｈｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｄａｌｉ　ｔｏ　Ｌｉｊｉａｎｇ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５００００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｄｉｓ—　ｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｉａｎｊｉｎｇｓｈａｎ　Ｔｕｎｎｅ１．Ｔｈｅ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ａｓ　ＩＶ　ｏｒ　Ｖ　ｇｒａｄｅｓ，　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｂｒｏｋｅｎ　ｒｏｃｋ　ｒｎａｓｓｅｓ．Ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗａｓ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ａｎｄ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｓｕｐ—　ｐｏｒｔｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ａｄｊ　ｕｓｔｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ，ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏ—　ｒｉｎｇ，ａｎａｌｙｓｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｈａｖｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｔｕｎｎｅｌｓ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉ—　ｔｉｏｎｓ．Ｉｔ　ｈａｓ　ａｌｓｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｓａｆｅｔｙ　ａｓｓｕｒａｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｓｏｆｔ　Ｒｏｃｋ　Ｍａｓｓ；Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；Ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｒｏｃｋ　Ｍａｓｓ；Ｔｕｎｎｅｌ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ