地基土參數(shù)對旋噴群樁復(fù)合地基承載特性影響數(shù)值分析

研究了柔性樁一剛性樁組合多元復(fù)合地基,在土性條件為均質(zhì)地基、雙層地基(上弱下硬;上硬下弱)兩類三種情況和三種不同的布置方案下,承載和沉降特性隨樁長、樁土模量和墊層厚度變化而變化的規(guī)律性,分析了差異的原因與機(jī)理。

本文結(jié)合若羌縣人民醫(yī)院擬建門診樓工程實(shí)例，建立了關(guān)于cfg樁復(fù)合地基的ansys有限元分析模型。通過模型分析了驗(yàn)證參數(shù)的正確性及合理性，并對影響cfg樁復(fù)合地基承載性的主要因素進(jìn)行了簡單的分析。

本文結(jié)合若羌縣人民醫(yī)院擬建門診樓工程實(shí)例，建立了關(guān)于cfg樁復(fù)合地基的ansys有限元分析模型。通過模型分析了驗(yàn)證參數(shù)的正確性及合理性，并對影響cfg樁復(fù)合地基承載性的主要因素進(jìn)行了簡單的分析。

為深入分析cfg樁復(fù)合地基承載特性,在深入探討cfg樁加固機(jī)理的基礎(chǔ)上,基于某工程背景建立了cfg樁復(fù)合地基有限元分析模型,通過計(jì)算與實(shí)測曲線對比驗(yàn)證了有限元模型及參數(shù)的正確性與合理性,并以此為基礎(chǔ)分析cfg樁的應(yīng)力及變形,最后對cfg樁復(fù)合地基承載特性的相關(guān)影響因素進(jìn)行了探討,獲得了一些有益結(jié)論,對實(shí)際工程具有一定的指導(dǎo)意義.

本文通過模型試驗(yàn)改變復(fù)合地基模型的主要參數(shù),對旋噴灌漿的形成的復(fù)合地基進(jìn)行一系列的載荷試驗(yàn),得到了豎直荷載作用下復(fù)合地基的承載特性及規(guī)律,并進(jìn)一步驗(yàn)證了水泥土樁基構(gòu)成復(fù)合地基的承載模式。

為了提高剛性樁復(fù)合地基的承載力,提出了在樁頂粘貼一塊10mm厚的聚苯乙烯泡沫板,在泡沫板上鋪設(shè)150mm厚砂墊層的一種新型構(gòu)造形式。通過對山東省東營市偉浩中央花園預(yù)應(yīng)力混凝土管樁復(fù)合地基的一系列現(xiàn)場載荷試驗(yàn),對豎向荷載作用下預(yù)應(yīng)力管樁單樁復(fù)合地基承載特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,樁頂粘貼聚苯乙烯泡沫板,并在泡沫板上鋪設(shè)砂墊層的新型構(gòu)造形式,加強(qiáng)了樁-土之間的共同作用,使樁間土承載力得到了很好的發(fā)揮,并且有效降低了復(fù)合地基的沉降量,取得了比較理想的效果。

本文利用有限元法結(jié)合xx工程實(shí)例,建立cfg樁復(fù)合地基數(shù)值模擬分析模型,分析了豎向荷載作用下應(yīng)力場和位移場變化規(guī)律;樁土相互作用下的cfg樁和土體荷載傳遞規(guī)律;以及影響cfg樁承載力的主要因素.

地基的承載特性是整體工程質(zhì)量的保證,為了提高地基的承載能力,在民用建筑地基施工工作中通常會采用長短樁復(fù)合地基,主要由于其長樁具有較強(qiáng)的支撐作用,能夠控制和減少地基的沉降,短樁同時具有較強(qiáng)的土層加固作用,能有效提高淺層地基的承載能力.兩者共同作用能有效提高地基工程的整體性能.主要研究了長短樁復(fù)合地基承載特性.

通過現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn),研究了不同厚度、不同材料的褥墊層對夯實(shí)水泥土單樁及多樁復(fù)合地基承載特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,隨墊層厚度的增加,樁身分擔(dān)荷載的比例逐漸減小,而樁間土分擔(dān)荷載的比例卻逐漸增大,表現(xiàn)為樁土應(yīng)力比隨墊層厚度增加而降低的特點(diǎn)。另一方面,墊層材料性能越好,則調(diào)整樁土協(xié)調(diào)變形的能力越強(qiáng),即要求設(shè)置的褥墊層厚度越薄。對試驗(yàn)的兩種材料不同厚度的褥墊層,其最佳厚度為0.2～0.3m。

結(jié)合內(nèi)蒙古地區(qū)某工程實(shí)例,對cfg剛性樁復(fù)合地基在軟弱砂質(zhì)粉土地基中的承載機(jī)理、施工工藝的特點(diǎn)及影響cfg樁復(fù)合地基承載力和沉降量的因素進(jìn)行了分析與探討。

對剛?cè)嵝詷都咏顗|層復(fù)合地基的承載性狀進(jìn)行數(shù)值分析,通過plaxis3d軟件建立三維有限元模型,分析墊層模量、土工格柵層數(shù)、樁間距及剛性樁樁長對剛?cè)嵝詷都咏顗|層復(fù)合地基承載性狀的影響。結(jié)果表明:當(dāng)荷載較小時,土工格柵層數(shù)、剛性樁樁長及樁間距對復(fù)合地基沉降影響較小;當(dāng)荷載較大時,復(fù)合地基沉降隨著墊層模量、土工格柵層數(shù)及剛性樁樁長的增大而增大,隨著樁間距的減小而增大;墊層模量和土工格柵模量對樁土荷載分擔(dān)比的影響較小;增大樁間距,剛性樁和柔性樁的荷載分擔(dān)比均有所減小;增大剛性樁樁長,剛性樁荷載分擔(dān)比增大明顯,柔性樁荷載分擔(dān)比略有減小。

對剛?cè)嵝詷都咏顗|層復(fù)合地基的承載性狀進(jìn)行數(shù)值分析,通過plaxis3d軟件建立三維有限元模型,分析墊層模量、土工格柵層數(shù)、樁間距及剛性樁樁長對剛?cè)嵝詷都咏顗|層復(fù)合地基承載性狀的影響.結(jié)果表明:當(dāng)荷載較小時,土工格柵層數(shù)、剛性樁樁長及樁間距對復(fù)合地基沉降影響較小;當(dāng)荷載較大時,復(fù)合地基沉降隨著墊層模量、土工格柵層數(shù)及剛性樁樁長的增大而增大,隨著樁間距的減小而增大;墊層模量和土工格柵模量對樁土荷載分擔(dān)比的影響較小;增大樁間距,剛性樁和柔性樁的荷載分擔(dān)比均有所減小;增大剛性樁樁長,剛性樁荷載分擔(dān)比增大明顯,柔性樁荷載分擔(dān)比略有減小.

在垂直荷作用下ｃｆｇ樁復(fù)合地基的受力性狀有別于其它樁組成的復(fù)合地基，本文結(jié)合實(shí)際地基處理工程，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，對ｃｆｇ樁復(fù)合地基的加固機(jī)理和在荷載作用下樁，土的受力特性進(jìn)行了研究分析，在此基礎(chǔ)上提高了ｃｆｇ樁復(fù)合地基承地菌計(jì)算公式，經(jīng)工程實(shí)測證，計(jì)算值與實(shí)測值比較接近，可供設(shè)計(jì)計(jì)算參考。

針對褥墊層是cfg樁復(fù)合地基的組成部分,闡述了褥墊層的作用機(jī)理,研究了墊層材料與其受力機(jī)理的關(guān)系,分析了墊層厚度和墊層模量對復(fù)合地基承載性能的影響,并指出褥墊層技術(shù)是cfg樁復(fù)合地基的核心技術(shù)。

褥墊層在剛性樁復(fù)合地基中起到協(xié)調(diào)樁土變形的作用,其厚度及變形模量等特性對剛性樁復(fù)合地基承載性狀有較大影響,褥墊層關(guān)鍵參數(shù)值在工程常規(guī)值范圍內(nèi)變化時,復(fù)合地基承載性狀有何影響并不清楚。為探討褥墊層的厚度及變形模量在常規(guī)值范圍內(nèi)變化時對剛性樁復(fù)合地基承載性狀的影響,結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算分析。結(jié)果表明,褥墊層厚度在100~500mm之間及變形模量在40~140mpa之間范圍內(nèi)變化時,對復(fù)合地基樁土應(yīng)力比的影響較大,但對復(fù)合地基總沉降量的影響較小。另外,由于樁頂刺入褥墊層,樁身產(chǎn)生負(fù)摩阻力,負(fù)摩阻力對樁身承載有一定影響,但對復(fù)合地基總沉降量的影響有限,復(fù)合地基沉降計(jì)算時可以忽略其影響。

以復(fù)合地基為對象,將樁、土、墊層、承臺視為一個相互作用的復(fù)合地基體系,通過考慮樁土界面接觸摩擦作用、土體的非線性特性及系統(tǒng)各個部分的主要作用及其相互影響,采用三維有限元數(shù)值分析對復(fù)合地基進(jìn)行系統(tǒng)地分析,研究復(fù)合地基的承載機(jī)理及其加強(qiáng)效應(yīng)。首先分析一般單樁和復(fù)合地基中單樁的荷載傳遞特性,然后研究群樁復(fù)合地基中樁側(cè)摩阻力、樁頂應(yīng)力及樁身附加應(yīng)力分布規(guī)律與特性,得出了一些有益的結(jié)論,為復(fù)合地基的理論分析及工程設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和借鑒。

將碎石樁與cfg樁組合樁型復(fù)合地基用于沿海軟土地基的處理。通過現(xiàn)場實(shí)測和三維數(shù)值計(jì)算,對這種新型復(fù)合地基的樁土應(yīng)力隨荷載的變化過程、樁土共同作用機(jī)理及樁土荷載分擔(dān)比的變化過程進(jìn)行了全面分析,結(jié)果表明:組合樁型復(fù)合地基可發(fā)揮兩種不同剛度加固體在復(fù)合地基中各自的特點(diǎn),經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益明顯,應(yīng)用效果良好。

cfg樁復(fù)合地基是一種經(jīng)濟(jì)、可靠的地基處理方法,可以有效控制地基變形、提高地基承載力。依據(jù)工程實(shí)例提出為了使樁與土之間的應(yīng)力分別達(dá)到調(diào)節(jié)和平衡的目的,可以調(diào)整褥墊層厚度和置換率的方法來完成,減少基底應(yīng)力集中,達(dá)到充分發(fā)揮樁間土的作用,并得出了褥墊層厚度適用范圍值。同時,采用midas/gtsnx有限元計(jì)算軟件分析得出了褥墊層厚度、置換率對樁土應(yīng)力比和沉降量的影響規(guī)律,并對有限元法和理論計(jì)算法進(jìn)行了比較分析,驗(yàn)證了其可靠性。研究結(jié)果表明:樁土應(yīng)力比和沉降量隨褥墊層厚度的增大而逐漸減??；樁土應(yīng)力比和沉降量隨置換率的增大逐漸減小,而樁土應(yīng)力比趨于穩(wěn)定。

結(jié)合工程實(shí)際,運(yùn)用大型有限元分析軟件ansys分析了不同樁長、不同樁土模量比和不同樁間距情況下高壓旋噴樁復(fù)合地基的承載特性.結(jié)果表明,該地基存在有效樁長,當(dāng)樁土模量較合適時,該地基能夠發(fā)揮最大作用;同時運(yùn)用ansys優(yōu)化功能,得出了最優(yōu)樁長、最優(yōu)樁體彈性模量和最優(yōu)樁間距,為實(shí)際工程提供一些參考.

根據(jù)粉噴樁復(fù)合地基的靜載荷及沉降觀測試驗(yàn)資料,對粉噴樁在地基處理中的地基承載力、樁土應(yīng)力比等進(jìn)行了研究,并對粉噴樁復(fù)合地基承載特性進(jìn)行了簡要分析,為粉噴樁的工程應(yīng)用提供有益的理論依據(jù)和參考。

對某高速公路軟基試驗(yàn)段填砂路堤下cfg樁復(fù)合地基承載力特性進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn),同時采用有限差分法建立數(shù)學(xué)模型,對復(fù)合地基樁土應(yīng)力與土體沉降進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算。結(jié)果表明:現(xiàn)場實(shí)測路堤加載下的樁土應(yīng)力比與靜載試驗(yàn)測試的樁土應(yīng)力比相差較大,數(shù)值計(jì)算的樁土應(yīng)力與實(shí)測路堤加載下的樁土應(yīng)力比較為吻合。目前采用靜載試驗(yàn)確定路堤荷載下cfg樁復(fù)合地基承載力是不合適的,該文的研究成果可為該地區(qū)公路軟基cfg樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)提供參考。

為了探討混凝土芯水泥土攪拌樁群樁基礎(chǔ)在軟土地基中的受力特征,以及褥墊層的移動趨勢,進(jìn)行混凝土芯水泥土攪拌樁群樁復(fù)合地基加固軟土地基的室內(nèi)模型試驗(yàn)。通過監(jiān)測分級荷載作用下復(fù)合地基的沉降和樁頂、樁底以及樁間土不同位置的應(yīng)力分布的變化來探討復(fù)合地基承載特性。對樁頂平面處a樁周圍土層表面埋設(shè)標(biāo)志物,分析了褥墊層材料的移動態(tài)勢和樁間土體的沉降量的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合地基在上部荷載作用下,加載初期是由樁來承擔(dān)大部分上部荷載;由于褥墊層的調(diào)節(jié)作用,樁頂面處的樁土應(yīng)力比逐漸增大,達(dá)到峰值后比值有所減小直到趨于穩(wěn)定?；炷列舅嗤翑嚢铇度簶稄?fù)合地基在上部荷載作用下的沉降曲線(p-s曲線)為緩變型;褥墊層向群樁所圍成幾何圖形的中心移動,樁周土的水平位移和豎向沉降都以樁為中心呈現(xiàn)由近及遠(yuǎn)不斷減少的趨勢。研究結(jié)果為工程實(shí)踐提供了有益的參考。