CFG桩复合地基的单桩承载力数值模拟_姚笛

表 3 桩身参数 表 2 垫层参数 表 1 地基土层参数 1 概述 随着城市建筑的发展，高层建筑越来越多，为了提高地基土 的承载力，减少沉降，保证建筑的安全稳定，大部分的地基土需 要进行地基处理。地基处理的方式 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有很多种，包括换填垫层 法、强夯法、置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、CFG桩法、挤密桩 法、振冲法等。但是在城市建设中，考虑到对周围环境的噪声等 因素的影响，应用最多的还是 CFG桩[1]。由于 CFG桩复合地基能 够充分发挥桩材和天然地基的承载潜力，可有效提高地基承载 力，减少地基沉降，节约时间和成本，具有较好的经济效益与社 会效益。 CFG桩复合地基的承载力主要是由群桩来决定的，而群桩 的承载力与单桩的受力状况有着很大的关系。因此，单桩的承载 特性对于群桩承载特性的分析具有很大的意义。 2 CFG 桩复合地基作用机理 水泥粉煤灰碎石桩简称 CFG桩，即在砂石桩中增加一定量 的粉煤灰与少量水泥拌和而成的一种高黏结强度的刚性桩，其 性能与素混凝土桩相似，强度等级可达到 C5~C25。 CFG桩复合地基是由桩和桩间土以及褥垫层一起构成的。 其加固机理为：褥垫层受上部基础荷载作用产生变形后，以一定 的比例将荷载分摊给桩及桩间土，使二者共同受力。同时，土体 受到桩的挤密而提高承载力，而桩又由于周围土侧应力的增加 而改善了受力性能，二者共同工作，形成了一个复合地基的受力 整体，共同承担上部传来的荷载[2]。当基础承受上部荷载的作用 时，桩和桩间土都要发生沉降变形，由于桩体的强度和模量比桩 间土大，桩的变形小于土的变形，上部传来的荷载大部分集中在 桩顶，桩体向褥垫层刺入，构成褥垫层的颗粒状散体 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 不断补 充到桩间土表面上。CFG桩复合地基通过褥垫层技术充分调动 了桩间土水平和垂直承载能力，基础通过挤压褥垫层和桩间土 接触，使得在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。这样，由于 桩的作用使复合地基承载力提高，沉降变形减小，同时提高了土 体的抗剪强度[3]。 CFG桩复合地基中，褥垫层在整个作用机理中发挥着重要 的作用，主要表现在以下 4个方面：①保证桩、土共同承担竖向 荷载；②可以减小基础的应力集中；③使基础底面压力分布更均 匀；④可以抵抗水平力的作用。 3 数值模型的建立 本模型的土层厚度取 30 m，地基土的范围为 20 m×20 m，垫 层厚度为 0.2 m，采用 CFG桩，桩径 0.4 m，桩长 16 m。地基土模型 采用 FLAC3D软件中自带的 tunnel放射网格建立，地基土的本构 模型为摩尔—库伦模型；筏板采用壳结构单元 shell模拟，筏板平 面尺寸为 1.2 m×1.2 m；桩采用桩结构单元 pile进行模拟，桩与垫 层、土体的连接采用耦合弹簧模拟，耦合弹簧刚度为 5.4×1011N/m3， 弹簧的压缩屈服强度为 222 kN。模型简图见图 1，土层、垫层、桩 体和弹簧的参数设置见表 1、表 2、表 3。 CFG 桩复合地基的单桩承载力数值模拟 姚 笛 （太原市热力公司，山西 太原 030012） 摘 要：文章介绍了 CFG桩复合地基的作用机理，通过 FLAC3D程序模拟了竖向荷载 作用下 CFG桩复合地基中单桩的承载特性，并对地基处理前后的地基承载力进行了比 较。结果表明：在竖向荷载作用下，单桩的承载特性呈非线性变化，地基处理后的地基承载 力明显提高，进一步验证了 CFG桩对地基处理的效果。 关键词：地基处理；数值模拟；非线性 中图分类号：TU473.1+1 文献标识码：A 文章编号：1000- 8136（2012）12- 0023- 02 土层名称 平均层厚 密度 黏聚力 内摩擦角 体积模量 剪切模量 粉土 8.0 m 1 800 kg/m3 25 kPa 15° 30 MPa 20 MPa 粉质黏土 2.0 m 1 800 kg/m3 25 kPa 35° 80 MPa 20 MPa 层厚 密度 黏聚力 内摩擦角 体积模量 剪切模量 0.2 m 1 800 kg/m3 10 kPa 35° 120 MPa 100 MPa 弹性模量 桩侧摩阻力 桩身刚度 20 GPa 30 kN/m 130 MPa 图 1 单桩数值模拟模型简图 筏板单元 垫层 桩单元 筏板单元 1.2 m 1. 2 m 20 m X Y 科学之友 Friend of Science Amateurs 2012年04月 23- - 按此上方法在 4#楼 3层进行了样板 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 ，养护 3天后，基本 上未发现裂缝。按样板进行推广，整个小区基本上控制了地暖地 坪的裂缝问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 3 效果分析 按上述方法进行的施工，整个西华苑小区在一个冬季后未 出现裂缝。通过西华苑工程的实践，笔者认为，只要认真抓好每 道程序，制定好各项措施，严格施工质量，完全可以解决地暖地 坪的裂缝通病。 （编辑：胡雪飞） On the warm floor cracks control Xu Pengyuan Abstract: The west Huayuan four 3 #，4 #，5 #，for example，discusses the control of the right to warm the floor cracks common problem. Key words: floor heating; crack control 图 2 天然地基与单桩复合地基荷载—沉降曲线图 图 3 单桩复合地基桩轴力—沉降曲线图 4 计算过程 首先，天然地基土在未进行地基处理之前，模拟载荷试验进 行逐级加载，判定天然地基的承载力，然后再加桩进行地基处 理。地基处理后，再次逐级加载，判定复合地基的承载力大小，比 较地基处理前后承载力的变化。计算 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 分为以下几部分： （1）在天然地基上逐步施加 15级荷载，记录数据，作出 p-s 曲线。 （2）加 CFG桩，在筏板顶部逐步施加 15级荷载，观察桩的承 载特性变化过程，并记录数据。 （3）在加载过程中，不同荷载作用下，观察桩身轴力沿深度 的变化过程，并记录数据。 在逐级荷载作用下，天然地基与单桩复合地基分析得到的 结果见图 2、图 3。 5 结论分析 根据以上数据可以得出： （1）天然地基土的极限承载力约为 300 kPa，与计算所得的 295 kPa相差不大，基本吻合。 （2）经过地基处理后，单桩复合地基的承载力达到了 500 kPa 左右，比未进行处理前的 300 kPa增加了 70%。 （3）在单桩复合地基的极限承载力作用下得到的沉降量，明 显小于天然地基土的沉降量，这说明复合地基的作用已经体现出 来了。 （4）在竖向荷载作用下，沿深度方向的桩身轴力变化呈现非 线性特性，当荷载逐渐接近于极限荷载时，桩中间部分的轴力逐 渐增大，而桩端和桩顶的轴力增长速率明显较小。 参考文献： [1]龚晓南.地基处理手册[M].中国建筑工业出版社，2008. [2]陈涛，张聪.CFG桩复合地基各因素对沉降影响的数值模 拟研究[J].工业建筑，2009，09（增刊）：692- 695. [3]蔡宁.CFG 桩复合地基承载特性影响因素分析[J].西安科 技大学学报，2011，43（06）：784- 789. （编辑：胡静） Numerical Simulation of Single Pile Capacity in CFG Pile Composite Foundation Yao Di Abstract: The article introduced the action mechanism of CFG pile composite foundation ,analysed the single pile load- bearingproperties in single pile composite foundation on the effection of vertical load according to FLAC3D procedure, and compared the bearing capacity of foundation.In conclusion, with the efftion of vertical load, the pile load- bearing properties is nonlinearity, the bearing capacity of foundation is improved after the foundation disposal and the CFG pile foundation treatment effetion is verified ulteriorly. Key words: foundation treatment；numerical simulation；nonlinearity kPa 深 度 /m 桩身轴力 /kN 应用技术 姚 笛：CFG桩复合地基的单桩承载力数值模拟 （上接第 22页） 24- -