砂土及粉质粘土地区CFG桩复合地基工程应用研究

摘要

CFG桩复合地基近年来在包头市高层建筑及工业厂房地基处理工程中得到了广泛应用。包头地区的地质条件以砂土和粉质粘土为主,针对本地区具体工程地质条件下CFG桩复合地基的相关分析和研究较少,多数依靠相关经验设计施工。因此CFG桩复合地基在这种地质条件下的承载和沉降性能研究具有重要的工程实用价值。本文以包钢集团新体系烧结厂区CFG桩复合地基处理项目为工程背景,通过理论分析、现场监测、设计验算、数值模拟等方法,对CFG桩复合地基在砂土及粉质粘土地质条件下的承载力和沉降性能进行了研究,主要工作内容及结论如下:
　　1、分析了桩身与桩间土的性质和受力特性,探讨了桩与土体间的传力机理和荷载传递路径,对影响其承载力的因素做了分析,并对几种常见的承载力与沉降计算公式做了分析与比较。
　　2、以包钢集团烧结厂区地基处理项目为例,采用不同计算公式对其承载力及沉降做了计算和对比。经计算承载力比设计要求大21.7％,具有较高的安全性,故在保证承载能力的前提下,本文通过减小桩长和扩大桩间距对原方案做了优化,优化方案承载力比甲方设计要求高出9.5%,经济性方面造价可节省7.4%,其沉降量也未超过规范限值,可供类似工程参考。
　　3、应用ANSYS有限元分析软件进行单桩复合地基数值模拟。以工程实例为基准,分析了桩长与桩间距对沉降的影响;随着桩长的增加,复合地基的沉降量逐渐减小,沉降差依次减小;增大桩间距使复合地基的沉降量逐渐增大,且沉降差逐渐增大。由此可知减小桩间距较增加桩长对于控制沉降更为有效。将原方案与优化后方案的模拟结果进行对比,二者均满足承载力与沉降要求,但优化后方案沉降量略大,原因是桩长的减小与桩间距的增大都使得桩间土分担荷载的比例提高,桩间土的压缩变形增大。
　　本文通过对CFG桩复合地基承载力与沉降的计算和分析以及通过有限元软件的模拟以期达到验证设计,指导施工的目的,希望能对本地区相似地质条件下CFG桩复合地基的工程应用提供一定的参考。

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1绪论

1.1 复合地基概述

1.2 CFG桩复合地基的工作特性

1.3 CFG桩复合地基研究和发展现状

1.4 本文主要研究内容

2 CFG桩复合地基承载力及沉降计算理论分析

2.1 CFG桩复合地基加固机理

2.2 承载力计算方法及其比较

2.3 沉降计算方法及其比较

2.4 本章小结

3 CFG桩复合地基工程实践研究

3.1 工程概况

3.2地基处理方案

3.3地基承载力和沉降计算及方案优化

3.4 本章小结

4 CFG复合地基数值模拟分析

4.1 有限元分析程序简介

4.2 单桩竖向荷载作用数值模拟

4.3 本章小结

5结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢