CFG桩复合地基的检测及数值分析

摘要

随着我国建筑设计逐渐开始向超高层、大跨度方向发展，天然地基有时会无法满足承载力要求，所以对天然地基进行加固处理变得越来越重要。近些年，复合地基加固技术得到了较快的发展，在土木工程建设领域上的应用也愈来愈普遍。尤其是水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）加固技术，因其具备承载力高、施工便捷、费用低廉等优点，它不但适用于各种类型基础形式，而且以废料粉煤灰为材料，有效的减少了环境污染，所以在工程上得到了广泛应用。
　　本论文首先详细介绍了CFG桩复合地基的工程特征、桩土受力特性和变形机理、褥垫层的作用机理;论述了复合地基承载力和沉降的计算公式。然后并以河北石家庄君源乳液车间项目地基处理工程为研究对象，先进行地质勘查，根据勘察报告，对比分析各种加固方案，从预计受力要求和经济合理性角度考虑，最终选用CFG桩加固技术来进行加固，并对CFG桩复合地基进行了参数设计和承载力计算;对施工完成后的CFG桩复合地基进行现场检测，其中包括静载试验检测承载能力和低应变检测桩身完整性，检测结果为:18个复合检测点与18个单桩检测点均加载到设计值的两倍，两者最终沉降都分别小于受压板宽度6％和40mm，所以取极限承载力480KPa和610KN的一半，即240KPa和305KN分别为复合与单桩承载力的特征值;低应变法取总桩数的20％，即715根，结果为Ⅰ类桩690根，Ⅱ类桩25根。最后采用FLAC3D数值分析软件根据该工况建立CFG桩复合地基模型，并对该模型模拟静载试验，得到模拟出来的P-s曲线和Q-s曲线。对比分析现场检测与软件模拟得出的曲线，并得到结论:现场检测结果与软件模拟出的结果基本一致，两者数据均能达到设计与规范要求。采用CFG桩复合地基处理技术能满足预计地基承载力的要求，可以解决该工程承载力低的问题。
　　本论文把CFG桩复合地基的理论研究与具体工程相结合，对以后的工程实践产生一定的经济与社会效益，同时也给石家庄地区以后进行CFG桩复合地基加固设计、桩体施工、工程检测以及软件分析提供借鉴与参考。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 本论文选题背景和意义

1．2 国内研究现状综述

1．2．1 复合地基的基本概述

1．2．2 CFG桩复合地基的应用和研究现状

1．3 本文研究的主要目标和主要内容

1．3．1 研究的主要目标

1．3．2 研究的主要内容

2 CFG桩复合地基的工程特征及研究理论

2．1 CFG桩的工程特征

2．1．1 CFG桩桩体的排水作用

2．1．2 桩体的刚性桩性状

2．1．3 CFG桩的承载力可调性

2．1．4 时间效应

2．2 褥垫层的作用原理

2．2．1 确保桩和土一起承受外来荷载

2．2．2 调整桩土分担比

2．2．3 调节桩间土、桩的水平应力承担

2．2．4 降低地基基础底面的应力集中现象

2．3 CFG桩复合地基的受力特征

2．3．1 桩土分担荷载作用

2．3．2 随时间推移桩和土的受力特性

2．3．3 轴向力在CFG桩体中的传递特点

2．4 CFG桩复合地基的变形模式

3 CFG桩复合地基承载力计算方法比较与地基沉降计算

3．1 计算模式

3．1．1 面积比公式

3．1．2 应力比公式

3．1．3 面积比公式和应力比公式两者的比较

3．2 CFG桩复合地基承载力计算公式

3．2．1 吴春林计算公式

3．2．2 高润国计算公式

3．2．3 牛志荣等改进承载力计算公式

3．2．4 规范中规定的计算公式

3．2．5 CFG桩复合地基承载力公式对比

3．3 CFG桩复合地基沉降计算

3．3．1 分层总和法

3．4．2 复合模量法

4 CFG桩复合地基在石家庄地区的应用实例

4．1 拟建工程概况

4．2 本工程地质情况

4．2．1 场地岩土工程条件

4．2．2 土层分布、埋藏及工程地质特征

4．2．3 地基承载力及压缩模量综合确定

4．2．4 地基加固处理方案选择比较

4．2．5 地基处理建议与结论

4．3 本工程的CFG桩复合地基设计

4．3．1 CFG桩参数设计

4．3．2 CFG桩复合地基的承载力计算

4．4 CFG桩施工

4．4．1 CFG桩的施工工艺及施工流程

4．4．2 打桩过程中出现的问题

5 CFG桩复合地基检测

5．1 检测目的与依据

5．2 复合地基承载力检测试验

5．2．1 复合地基静载荷试验程序

5．2．2 复合地基静载试验检测结果

5．3 单桩静载荷检测试验

5．3．1 试验程序

5．3．2 检测结果

5．4 低应变反射法检测

5．4．1 检测原理

5．4．2 低应变法检测结果

6 FLAC 3D数值模拟

6．1 FLAC 3D软件基本介绍

6．2 FLAC 3D模拟CFG桩复合地基静载试验

6．2．1 建立CFG桩复合地基数值模型

6．2．2 模拟静载试验及结果分析

6．3 现场试验结果与模拟结果对比分析

7 结论

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

作者简介

致谢