筏板厚度對cfg樁復(fù)合地基性狀的影響

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文筏板厚度對CFG樁復(fù)合地基性狀的影響筏板厚度對CFG樁復(fù)合地基性狀的影響摘要：采用ANSYST限元程序建立了筏板基礎(chǔ)一CFG樁復(fù)合地 基共同作用模型，著重分析了筏板厚度與CFG樁樁頂應(yīng)力、樁間土應(yīng) 力、樁端土應(yīng)力及基礎(chǔ)沉降之間的關(guān)系，為筏板基礎(chǔ)一 CFG樁復(fù)合地 基設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞：筏板基礎(chǔ)，CFG樁，復(fù)合地基Abstract:With ANSYSnite element programs，Building raft foundation-compositefoundation of CFGpile interactionmodel.Focuses on

2、 the an alysis of the relatio nship betwee n the raft thickness and stress of CFGpile top，soil amongpile ， pile tip soil ， and the foundation settlement. The conclusion could be used as a refere nee for the raft foun datio n-composite foun dati on of CFG pile desig n.Keywords: Raft Foundation ， CFGP

3、ile ， Composite Foundation中圖分類號：TU473.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0引言在高層建筑中，過去通常采用樁筏或樁箱基礎(chǔ)，現(xiàn)今也采用筏板 基礎(chǔ)與CFG樁復(fù)合地基相聯(lián)合的基礎(chǔ)形式作為高層建筑的基礎(chǔ)，并取 得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。國內(nèi)外對樁筏基礎(chǔ)共同作用、CFG樁復(fù)合地基已經(jīng)進(jìn)行了較多的研究，多集中于研究單樁復(fù)合地基和多 樁復(fù)合地基的承載與變形特性以及其破壞模式。然而，筏板基礎(chǔ)下 CFG樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比、荷載傳遞機(jī)理及不同部位樁的工作性 狀都是有待研究的；CFG樁復(fù)合地基的置換率、樁土模量比、褥墊層 厚度以及布樁方式的變化對筏板基礎(chǔ)的內(nèi)力和變形有何影響。這些

4、問題都與CFG復(fù)合地基-筏板基礎(chǔ)體系的共同作用有關(guān)。因此本文通 過建立筏板基礎(chǔ)一CFG樁復(fù)合地基的共同作用的有限元模型，分析筏 板基礎(chǔ)厚度變化對CFG樁復(fù)合地基性狀的影響。1工程概況某建筑物為地上25層，地下1層的剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深為 6.50m,基礎(chǔ)為筏板型式，筏板厚度為 1.5m，平面尺寸為29mK 29m 上部結(jié)構(gòu)的總荷載為376540kN,筏板底面的應(yīng)力為450kPa,考慮基 礎(chǔ)的補(bǔ)償作用后，基底附加應(yīng)力為 400kPa。根據(jù)勘察報告，筏板基 礎(chǔ)坐落在粉質(zhì)粘土上，該土層地基承載力為160kPa,地基承載力明顯不足。采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理，樁長 15.0m,樁徑為 450mm

5、樁間距為1.6m，樁端進(jìn)入粘質(zhì)粉土層內(nèi)，CFG樁復(fù)合地基 承載力達(dá)到450kPa,單樁承載力特征值為790kNo采用規(guī)范公式計算 得出總沉降量為38.70mm根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告可知，場地地形較為平坦，地層情況 為上部覆蓋一定厚度的人工填土，下層為一般第四紀(jì)沉積層，主要土層有粘性土、粉土、砂類土及圓礫層?；椎湫偷貙游锢砹W(xué)指標(biāo)見 表1:基底典型地層物理力學(xué)指標(biāo)表12有限元模型的建立2.1基本假定利用對稱性，取1/4模型進(jìn)行計算分析，在筏板表面施加面圓樁截面改用面積相等的方樁代替；筏板與褥墊層、樁與土體之間保持位移協(xié)調(diào)，互不分開；樁、筏板的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系符合廣義胡克定律；分樁端和樁側(cè)兩層土體，樁

6、端、樁側(cè)土體、褥墊層的屈服準(zhǔn) 則為DP準(zhǔn)則；約束情況為：頂面為自由面，土體側(cè)面采用鏈桿約束，底面 采用固定約束，土體對稱面采用對稱約束。2.2計算單元劃分采用直接建模的方法，建立了 CFG復(fù)合地基-筏板-褥墊層共同 作用有限元模型，先建立節(jié)點，然后由節(jié)點生成單元體，共有52215 個節(jié)點，形成47096個單元，其類型均為SOLID45單元。模型尺寸為 44.6mx 44.6mx 30m模型邊界距離筏板邊界為一倍的筏板長度，土 體深度取為30m褥墊層厚度為15cm網(wǎng)格劃分見圖1和圖2。圖1共同作用有限元模型網(wǎng)格劃分圖2 CFG樁-筏板-褥墊層模 型網(wǎng)格劃分2.3計算參數(shù)選取根據(jù)工程中材料的實際力

7、學(xué)性能及當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)經(jīng)驗，本文中各種材料的計算取值見表2和表3。模型計算的力學(xué)參數(shù)表2地基土 DP模型計算參數(shù)表33筏板厚度對CFG樁復(fù)合地基性狀的影響本文通過調(diào)整筏板的厚度來研究復(fù)合地基的性狀，筏板的厚度分別取為 0.5m、1.0m、1.5m、2.0m。3.1筏板的撓度分析圖3筏板撓度與板厚的關(guān)系圖圖3表示的是筏板撓度隨筏板厚度的變化情況。 隨著筏板厚度的 增加，撓度逐漸減小，同時板上各點的沉降趨于均勻，筏板的沉降差 減小，但當(dāng)筏板達(dá)到一定厚度時，筏板厚度對其撓度的影響甚微。3.2基底樁土應(yīng)力分析圖4表示的是樁頂應(yīng)力隨筏板厚度的變化情況。角樁樁頂應(yīng)力最 大，邊樁次之，中樁最小，產(chǎn)生了拱效應(yīng)；

8、隨著筏板厚度的增加，角 樁、邊樁與中樁的樁頂應(yīng)力逐漸減小， 這主要是由于筏板厚度調(diào)節(jié)了 基底附加應(yīng)力的分布，筏板厚度越大，基底附加應(yīng)力分布趨于均衡。圖5、6表示的是筏板底部樁頂應(yīng)力和樁間土應(yīng)力隨筏板厚度的變化 情況。筏板邊緣的樁頂應(yīng)力和樁間土應(yīng)力最大，逐漸向筏板中間遞減， 中間樁頂應(yīng)力和樁間土應(yīng)力分布均勻； 并且隨著板厚的增加，筏板中 間的樁頂應(yīng)力減小，樁間土應(yīng)力逐漸增大，這主要是考慮地基基礎(chǔ)共 同作用之后，筏板承擔(dān)了一部分荷載，筏板厚度越大，承擔(dān)的荷載也 越大。圖4樁頂應(yīng)力與筏板厚度關(guān)系圖圖5板底樁頂應(yīng)力分布圖圖6基底樁間土應(yīng)力分布圖3.3樁土應(yīng)力比分析圖7樁土應(yīng)力比變化圖7表示的是樁土應(yīng)力

9、比隨筏板厚度的變化情況。由圖可以看 出：隨著筏板厚度的增加，樁土應(yīng)力比逐漸減小，但筏板達(dá)到一定厚 度之后，樁土應(yīng)力比變化不再明顯。3.4樁端土應(yīng)力分析圖8樁端平面處土應(yīng)力分布圖圖8表示樁端處土應(yīng)力隨著筏板厚度增大的變化情況。由圖中可以看出：筏板厚度的增大，復(fù)合地基中樁端平面處土應(yīng)力的不斷減小， 并呈現(xiàn)出樁端土應(yīng)力中部大邊緣小的特征。3.5樁體沉降分析圖9中樁沉降與筏板厚度的變化關(guān)系圖10邊樁沉降與筏板厚度的變化關(guān)系圖11角樁沉降與筏板厚度的變化關(guān)系圖9 11表示的是樁體沉降量與筏板厚度的變化情況，由圖可 知：各樁的沉降量大小為，中樁 邊樁角樁；隨著筏板厚度的增加， 各樁沉降量減小。4結(jié)論通過建

10、立筏板基礎(chǔ)一CFG復(fù)合地基的共同作用的有限元模型， 分析了筏板基礎(chǔ)厚度變化對 cfg復(fù)合地基性狀的影響，主要得出如 下結(jié)論：隨著筏板厚度的增加，其撓度減小，且板內(nèi)各點的沉降趨于均勻； 當(dāng)筏板達(dá)到一定厚度時，筏板厚度對其撓度的影響甚微；樁頂應(yīng)力與 樁土應(yīng)力比減小，樁間土應(yīng)力增大；復(fù)合地基樁端處的應(yīng)力也不斷增 加，并呈現(xiàn)出樁端土應(yīng)力中部大邊緣小的特征；樁體沉降量，中樁邊樁角樁，并隨著筏板厚度的增加，各樁沉降量減小。參考文獻(xiàn)：呂仲鳴.筏板基礎(chǔ)一cfg復(fù)合地基共同作用初步研究.碩 士論文,昆明：昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，2008.閆明禮,張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實踐(第二 版)M.北京：中國水利水電出版社,2006.龔曉南.復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用(第二版)M.北京:中國 建筑工業(yè)出版社,2007.范秋雁,劉文連,黃經(jīng)秋.框架結(jié)構(gòu)一十字交叉條形基礎(chǔ)一地 基共同作用分析J.巖土力學(xué),2003,24(2):249253.宋二祥,沈偉,金淮