刚性桩复合地基与桩基的设计方法对比分析
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刚性桩复合地基与复合桩基工作性状对比试验研究李俊华1,2(1.广西大学,广西南宁530004;2.广西华蓝岩土工程有限公司,广西南宁530001)现阶段,复合地基和复合桩基已经在我国工程建设领域得到了广泛的应用,并且也为社会发展带来了巨大的社会财富。
然而,目前学术界对什么是复合地基和复合桩基及它们的分类尚存争议,但这并未影响其在工程实践中的应用。
在工程的施工过程中,如何结合施工实际,选择更符合施工要求的技术是我们必须处理的问题,这就需要对复合桩基和复合地基的性质进行有效研究和分析,从而促进实际应用中的选择,提高施工质量,帮助施工企业实现最大效益。
1刚性桩复合地基复合地基可以分为3类:第一类是在对天然地基进行地基处理的过程中对部分土体进行了增强。
第二类是在对天然地基进行地基处理的过程中对部分土体进行了置换。
第三类是在对天然地基进行地基处理的过程中在部分土体中设置加筋材料,通常情况下,人工地基处理构建形成加固区,而人工地基主要则由增强体和基体这两个部分所组成,而荷载压力主要是由基体承担,同时加强体也共同承担了一定的荷载。
事实上,复合地基是现实中较为常用和理想的一种地基处理方法,它通过利用天然地基的承载力来达到减少造价的目的,特别是对于刚性桩复合地基,比如CFG 桩复合地基、混凝土桩复合地基、CM 桩复合地基等。
我们知道,因为刚性桩施工质量较高,其沉降是可控的,所以其运用前景被广泛看好。
但是在我们的工程实践中,较好的复合地基设置思想是“缺多少补多少”[2],也就是说要充分利用天然地基的承载力,当它不够时,超出部分须采用桩基来承担,这是一种相对理想的地基优化设计,能够对天然地基的承载力进行充分地利用,以非常节省的造价满足上部结构的需求,可以说是地基处理设计的一种最高境界。
2复合桩基所谓复合桩基,它是较承台体与端承作用较小的端承摩擦桩或大桩距(一般在5~6倍桩径以上)稀疏布置的摩擦群桩共同承载的桩基础,也被叫做附加摩擦桩的补偿基础。
摘要本文采用ANSYS有限元软件建立了二维和三维有限元模型,主要分析和研究了刚一柔组合桩基在受到均布何在作用下的刚性桩和柔性桩的荷载分担比、桩身应力分布、地基土应力场和位移场的变化规律,同时结合白荡海小区刚柔4桩承台荷板试验,分析了刚柔复合桩基中基础垫层、基础板所起到的应力平衡和变形协调作用。
并指出碎石、砂混合垫层要比纯砂垫层使桩土共同作用的效果更好。
论文还对刚性桩和柔性桩桩长选择、刚度匹配等因素进行了研究。
本文结合工程实例,进一步地证实了刚一柔组合桩复合地基应用的可行性。
,f三维有限元模型较好的反映了组合桩基础的工作性状,从后处理的应力等值线和位移等值线图可以清晰地看到组合桩基的沉降和变形以及受力特点。
本文的结论对组合桩基础的工程应用和设计有一定1的帮助。
!、,革关键词:刚柔复合桩,受力碗变形,垫层ABSTRACTInthispaper,wesetup2-dimensionsand3-dimensionsfiniteelementmodelofrigidandsoftencompositepilesbyANSYS.Weputemphasisonanalysisandstudyofthelawofloadratio,pilestress,andstressfieldanddisplacementfieldofsoilunderevenIoad.Atthesalnetime,combinedwithrigidandsoft4-pilesloadboardtest,weanalysetheactionofstressbalancedanddeformationharmonyofbasecushion,andweconcludecompositecushionofgravelandsandismoreeffectivethansand.Atlastthispaperresearchedlengthchoiceofrigidonlycushionofandsoftpiles,andintensionmatchingetc.Weprovedthefeasibilityofrigid-softenpilescompositefoundationbyengineeringexamples.3-dimenstionsfiniteelementsmodelreflectsactionpropertyofwell.Wecanknowclearlythesettlements,deformationscompositepilesandstresscharactersofcompositepilesfrompost—processstressisolinesanddiSplacementisolinesgraph.Theresultswillbehelpfulforanddesignofcompositepilesfoundation.engineeringapplicationanddeformationcushionKeywords:rigid-softenpilesstress浙江大学硕I屿±位论文第一章绪论1.1工程背景桩基础是一种历史悠久的基础使用型式,在土木工程中应用非常广泛。
CFG桩复合地基和预应力混凝土管桩桩基方案比较研究摘要:对PHC管桩单桩竖向承载力和水平承载力性状特征进行了规律分析,研究了水平抗力系数的比例系数m的主要影响因素,结合PHC管桩桩基现场原位试验,进行了经济型比较分析。
对CFG桩复合地基和传统桩基础进行技术和经济效益方面分析比较,结果表明,CFG桩复合地基使桩间土的作用得到了充分发挥,增大了复合地基的压缩模量,使复合地基最终沉降变形减小,约为桩基的23%--30%;CFG桩复合地基利用工业废料粉煤灰、不配筋,充分发挥桩间土的承载力,工程造价低廉,经济效益明显优于桩基础方案。
关键词:CFG桩;复合地基;预应力混凝土管桩;桩基础,基础方案比选前言:近年来,随着我国经济建设的飞速发展和人民生活水平的日益提高,高层和超高层建(构)筑物大量涌现。
高层建(构)筑物的荷载大、重心高、结构复杂,对于地基强度和变形的要求都很高。
预应力管桩基础是工民建基础工程应用比较广泛的一种桩型,具有制作方便,桩身质量易于保证,材料强度高,耐腐蚀性强,桩的单位面积承载力较高等优点。
当地基土具有一定强度时可采用CFG桩复合地基。
它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。
具有施工速度快,工期短,质量容易控制,工程造价低等特点,是一种应用比较普遍的施工地基处理方法,经济效益和社会效益非常显著,目前被工民建广泛应用。
一、CFG桩复合地基是什么CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,它是通过水泥、粉煤灰、碎石、石屑或者是砂加水拌合而成的高粘结强度桩,桩与桩间土和褥垫层一起构成的复合地基,适用于砂土、粉土、粘土、素填土等地基。
有着施工速度快,工期较短,质量便于控制,工程的造价低的特点,是一种应用比较普遍的施工地基处理方法,经济利益和社会效益显著,现如今已被广泛的使用。
二、基础方案的比较(1)技术方面使用CFG桩复合地基的方案和桩基础的方案都可以满足上部荷载的需要,但是CFG桩复合地基能够充分的利用桩之间土的作用,从而能够让复合地基的压缩模量增大,复合地基的沉降变形减小,在无需配筋的同时单方混凝土达到的承载力较钢筋混凝土灌注桩大。
浅谈刚性桩复合地基摘要:复合地基是目前使用最广泛的地基处理技术之一,随着对地基处理要求的不断提高,复合地基处理技术也在不断的发展当中。
刚性桩复合地基—筏板基础体系就是用钢筋混凝土桩、素混凝土桩或高标号CFG桩等刚性桩做为增强体与桩周土体以及筏板基础组成承载体系共同承担上部荷载,是最近涌现出的新的地基处理方式之一。
刚性桩复合地基因其具有的高承载力、小变形和广泛的适应性以及良好的经济和社会效益在近年来尤其是在高层建筑地基处理方式中得到了迅速的发展。
关键词:刚性桩复合地基;筏板基础;褥垫层;加固区;约束效应引言复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基,加固区整体是非均质各向异性的。
根据地基中增强体的方向可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。
竖向增强体复合地基通常称为桩体复合地基。
根据竖向增强体的性质,桩体复合地基可分为三类:散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。
一、刚性桩复合地基的概念刚性桩复合地基是在地基土中置入刚度很大的桩,桩体材料有CFG桩、素混凝土桩、预制桩等,成桩工艺包括振动沉管工艺、螺旋钻孔压灌工艺、静压桩工艺等,从而对不满足承载力或变形要求的地基进行加固而形成一种人工地基。
为使复合地基最大地发挥其承载性能,减少沉降变形,通常在基础底面以下铺设一定厚度的粗砂或碎石褥垫层,碎石粒径一般为3-5mm。
褥挚层的铺设范围通常比基础底面以下的素混凝土垫层宽150mm。
由于褥垫层的设置,刚性桩复合地基在受力时,桩顶能很好地向上刺入褥垫层,并通过褥垫层的调整,使桩间土能够更好地发挥作用,从而达到桩土共同作用的目的。
与散体材料桩、柔性桩复合地基相比,刚性桩复合地基由于复合地基中桩的刚度相对较大,从而使上部荷载能向深部土层传播,故能大幅度地提高地基承载力,且复合地基的沉降量相对较小[1]。
关于刚性桩复合地基设计实例分析摘要:本文结合工程实例对刚性桩复合地基的设计,阐述了采用夯扩桩作刚性桩的复合地基的设计思路和计算过程,结果表明这种地基处理方案有效解决了该岩溶地区地基承载力小和沉降大的问题,并取得了较好的经济效益。
关键词:高层建筑,刚性桩复合地基设计Abstract: combining with engineering examples in the design of the rigid pile composite foundation, this paper expounds the ram for the expansion of the rigid pile pile composite foundation, the design method and calculation process, and the result shows that the foundation treatment plan effectively resolve the karst area foundation bearing capacity and settlement small big problems, and have achieved good economic benefits.Keywords: high buildings, the rigid pile composite foundation design引言近年来复合地基技术发展迅速,在以砂石桩为代表的柔性桩复合地基日渐成熟的情况下,以素混凝土桩为代表的刚性桩复合地基的应用也有逐渐推广之势。
由于刚性桩复合地基的作用机理和桩基础类似,因而有人认为它不是复合地基而是桩基础。
规范规定高层建筑中的箱基必须有一定的埋深,以抵抗外部水平力对建筑物的倾覆作用。
采用桩箱基础时,桩基础本身具有一定的抗水平力能力,通过相关的验算,就可以突破规范的限制。