CFG桩复合地基工作性状研究
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摘要
地基处理的目的是提高软弱地基的强度，降低软弱地基的压缩性，减少基础的沉降和差异性沉降。在目前的地基处理中，复合地基应用很广泛。目前，复合地基的理论研究远落后于实践，其工作机理及变形计算还未完全弄清。本文对以下问题进行了研究：
1．复合地基的承载作用实际是桩—土—褥垫层—承台协调变形、共同工作的过程。由于复合地基尤其是群桩复合地基的共同作用影响因素很多，其机理的研究还有待于进一步深入。本文用ANSYS大型有限元程序，分析了CFG桩复合地基单桩竖向荷载下、群桩竖向荷载下的应力比、沉降、桩体轴向应力分布、土体荷载分担比随s/d、L/d、E_p/E_s等因素的变化的分布规律，及大面积群桩与单桩有限元计算结果的对比。
2．和桩基相比，复合地基一般沉降过大，若不能合理控制沉降量，易使上部结构产生裂缝或倾斜。按沉降控制设计理论比按承载力控制设计理论更严格，也更合理。复合地基沉降计算方法很多，复合模量法是用得最多的一种。传统的复合模量计算公式E_(cs)=mE_p+(1-m)E_s是在特定条件下才成立，对一般粘结强度桩和高粘结强度桩(如CFG桩)复合地基并不适用，本文提出了一种更合理、更具有实际应用价值的计算复合模量的公式，并结合工程实例来证明它的合理性。
The pourposes of ground treatment are strength-increase of soil ground, compressive properties-decrease, settlement and differential settlement reduce of foundation.As we know,composite foundation is widely used in engineering.At present, theoretical study is far behind practice, most of the researches are based on the experiment and experience and can seldom study it with the method of numerical analysis.With the quick application of composite foundation technology in China,some problems concering its characteristics, settlement are also produced.The following questions are delt with in this paper:
1. This paper presents single pile and nine CFG piles composite foundation by using of ANSYS FEM program,characteristics of co-action among pile cap-cushion-pile-earth in compostion foundation of pile cluster under vertical loading are studied with three dimensional finite element method;and load transmission characteristics and pile-soil stress ratio, settlement and their influence factors such as
s/d, L/d,Ep/Es in composite foundation are systematically analysed.Furthemore,large
area group piles and single pile composite foundation which analysed by finite element analysis is expounded in this paper.
2. Compared with pile foundation,settlement of composite foundation is much greater and easily to produce crack or incline in upper structure.The design method based on the theory of settlement control is more rigorous and reasonable than that based on the
theory of bearing capacity.The composite modulus Ecs =mEp +(1-m)Es, it is only
used in particular condition .This paper gives formula of calculating composite modulus which is more reasonable and practical value of application,and combined with engineering examples to demonstrate its rationality.
1．复合地基的承载作用实际是桩—土—褥垫层—承台协调变形、共同工作的过程。由于复合地基尤其是群桩复合地基的共同作用影响因素很多，其机理的研究还有待于进一步深入。本文用ANSYS大型有限元程序，分析了CFG桩复合地基单桩竖向荷载下、群桩竖向荷载下的应力比、沉降、桩体轴向应力分布、土体荷载分担比随s/d、L/d、E_p/E_s等因素的变化的分布规律，及大面积群桩与单桩有限元计算结果的对比。
2．和桩基相比，复合地基一般沉降过大，若不能合理控制沉降量，易使上部结构产生裂缝或倾斜。按沉降控制设计理论比按承载力控制设计理论更严格，也更合理。复合地基沉降计算方法很多，复合模量法是用得最多的一种。传统的复合模量计算公式E_(cs)=mE_p+(1-m)E_s是在特定条件下才成立，对一般粘结强度桩和高粘结强度桩(如CFG桩)复合地基并不适用，本文提出了一种更合理、更具有实际应用价值的计算复合模量的公式，并结合工程实例来证明它的合理性。
The pourposes of ground treatment are strength-increase of soil ground, compressive properties-decrease, settlement and differential settlement reduce of foundation.As we know,composite foundation is widely used in engineering.At present, theoretical study is far behind practice, most of the researches are based on the experiment and experience and can seldom study it with the method of numerical analysis.With the quick application of composite foundation technology in China,some problems concering its characteristics, settlement are also produced.The following questions are delt with in this paper:
1. This paper presents single pile and nine CFG piles composite foundation by using of ANSYS FEM program,characteristics of co-action among pile cap-cushion-pile-earth in compostion foundation of pile cluster under vertical loading are studied with three dimensional finite element method;and load transmission characteristics and pile-soil stress ratio, settlement and their influence factors such as
s/d, L/d,Ep/Es in composite foundation are systematically analysed.Furthemore,large
area group piles and single pile composite foundation which analysed by finite element analysis is expounded in this paper.
2. Compared with pile foundation,settlement of composite foundation is much greater and easily to produce crack or incline in upper structure.The design method based on the theory of settlement control is more rigorous and reasonable than that based on the
theory of bearing capacity.The composite modulus Ecs =mEp +(1-m)Es, it is only
used in particular condition .This paper gives formula of calculating composite modulus which is more reasonable and practical value of application,and combined with engineering examples to demonstrate its rationality.
引文
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[2]龚晓南．复合地基引论(一)〔J〕．地基处理，1999，9：36-42
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[4]龚晓南．地基处理新技术〔M〕．陕西省出版社
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