小直徑CFG樁復(fù)合地基力學(xué)性能的有限元分析.pdf

1、隨著土木工程建設(shè)的發(fā)展，高層建筑的基礎(chǔ)隨著上部結(jié)構(gòu)高度的不斷增加，具有重要的研究意義。小直徑CFG樁復(fù)合地基的研究是諸多基礎(chǔ)研究的重要內(nèi)容之一，首先利用CFG樁復(fù)合地基理論設(shè)計(jì)方法以及實(shí)際工程的計(jì)算數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證實(shí)際工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性。
　　本文在介紹現(xiàn)有的理論研究部分時(shí)，說(shuō)明了褥墊層的設(shè)置，以及對(duì)復(fù)合地基置換率、樁土應(yīng)力比、樁土荷載分擔(dān)比的概念進(jìn)行定義。其次，土的力學(xué)性能方面主要介紹了地基極限承載力的計(jì)算方法，采用朗肯理論公

2、式；土的沉降計(jì)算方法主要介紹了初始沉降計(jì)算公式。樁的力學(xué)性能方面包括：樁基礎(chǔ)中單樁極限側(cè)摩阻力的計(jì)算和極限端阻力的計(jì)算方法，為計(jì)算分析群樁復(fù)合地基中樁的極限承載力計(jì)算提供依據(jù)。最后還介紹群樁的破壞模式，以及確定兩種受力樁的極限荷載的不同方法。
　　依據(jù)前人對(duì)CFG樁復(fù)合地基研究的成果，建立有限元數(shù)值計(jì)算模型，結(jié)果表明：（1）通過(guò)分析不同褥墊層厚度下樁土應(yīng)力比和樁土變形數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：褥墊層厚度為250mm時(shí)，其調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比的

3、作用最好；褥墊層作用與其厚度不成正比，實(shí)際設(shè)計(jì)中存在合理的褥墊層厚度。（2）通過(guò)分析樁土變形數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)底面沉降值與根據(jù)規(guī)范計(jì)算的沉降值相近，說(shuō)明該模型的數(shù)值計(jì)算模擬的合理性；基礎(chǔ)中間樁體分擔(dān)上部荷載的能力強(qiáng)，基礎(chǔ)邊部土體分擔(dān)上部荷載的能力比中間土體大。（3）分析樁身壓脹區(qū)隨加載時(shí)間變化的形成過(guò)程可知，CFG樁通過(guò)樁身側(cè)摩阻力作用承擔(dān)上部荷載，在壓脹區(qū)范圍內(nèi)側(cè)摩阻力作用明顯，超過(guò)該范圍則作用很小。（4）邊載作用下的數(shù)值

4、分析結(jié)果表明：邊載作用可以提高復(fù)合地基的承載力值，相同荷載作用下，有邊載時(shí)沉降值相對(duì)大，但影響較??；邊載壓縮基礎(chǔ)外圍的土體，使樁的沉降值較無(wú)邊載條件下的大；邊載作用對(duì)樁間土的承載力有提高作用，沉降相對(duì)于無(wú)邊載條件時(shí)變化不大。（5）在樁周土承載力特征值范圍內(nèi)和復(fù)合地基沉降控制下，復(fù)合地基承載力極值約為1200kPa，說(shuō)明該實(shí)際工程可在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。（6）提出兩種優(yōu)化設(shè)計(jì)方案：減小樁長(zhǎng)與增大樁間距；數(shù)值分析結(jié)果表明：在600kP