用建筑垃圾做再生骨料的CFG桩的分析与研究
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再生骨料混凝土应用案例分析随着城市化进程的加速,建筑工程的需求量不断增加,而建筑垃圾的处理却成为了一个难题。
再生骨料混凝土作为一种环保、经济、高效的建筑材料,已经在国内外得到了广泛的应用。
本文将结合一个具体的建筑工程案例,分析再生骨料混凝土的应用优势和技术难点。
一、案例背景某市一家房地产开发公司计划兴建一座高层住宅楼,总建筑面积约为10万平方米,共计38层。
该项目位于市中心,周边交通便利,但建筑垃圾处理难度较大。
在与当地政府环保部门沟通后,开发公司决定采用再生骨料混凝土,既能够满足建筑工程需求,又能够减少对环境的污染。
二、再生骨料混凝土的应用优势1.环保再生骨料混凝土的主要原料是建筑垃圾,通过再生利用,减少了对自然资源的消耗和对环境的污染。
与传统混凝土相比,其生产过程中二氧化碳排放量减少了50%以上,减少了对大气环境的污染。
2.经济再生骨料混凝土的成本相对较低,主要原因是其原料建筑垃圾的处理费用相对较低。
同时,再生骨料混凝土的强度和耐久性与传统混凝土相当,因此,在建筑工程中可以替代传统混凝土,降低了建筑工程的成本。
3.高效再生骨料混凝土的生产过程简单,不需要大量的能源和设备,因此可以大量生产。
同时,由于其生产过程中不需要大量的水泥,因此减少了对水资源的消耗。
在建筑工程中,再生骨料混凝土的施工也比传统混凝土更加方便快捷。
三、技术难点及解决方案1.再生骨料的筛选和处理再生骨料的质量直接影响到混凝土的强度和耐久性。
因此,需要对再生骨料进行筛选和处理。
一般情况下,再生骨料需要进行粗筛、细筛、洗涤等过程,以去除其中的杂质和水泥砂浆等附着物。
在本案例中,开发公司与当地建筑垃圾回收公司合作,共同解决了再生骨料的筛选和处理问题。
2.混凝土的配合比设计再生骨料混凝土的配合比设计需要根据再生骨料的质量和强度进行调整。
一般情况下,再生骨料的强度较传统骨料低,因此在配合比设计中需要增加水泥的用量。
在本案例中,开发公司与当地混凝土生产企业合作,进行了混凝土配合比的设计和实验,保证了混凝土的强度和耐久性。
第09卷 第2期 中 国 水 运 Vol.9 No.2 2009年 2月 China Water Transport February 2009收稿日期:2009-01-05作者简介:张建同(1980-),男,广东阳江人,广东工业大学 建设学院硕士研究生,研究方向为环境岩土。
用建筑垃圾做再生骨料的CFG 桩的分析与研究张建同,杨 锐(广东工业大学,广东 广州 510090)摘 要:本文尝试用有限差分法对建筑垃圾再生骨料CFG 桩的桩体强度、承载力等进行了数值模拟分析,结果表明模拟的结果与室内试验结果较为一致,有较高的承载力。
也分析了其加固地基的机理,及其推广应用前景。
关键词:建筑垃圾;CFG;骨料;再生利用;数值模拟中图分类号:TU501 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2009)02-0263-03一、序目前我国建筑垃圾的总量约占城市垃圾总量的30 %~40%。
如何合理处置、科学利用建筑垃圾成为工程界和环保界的重大挑战。
王健等[1]将建筑垃圾再生骨料CFG 桩分为两类:I 类CFG 桩(骨料为混凝土块和块石,其强度等级大于C1O)和Ⅱ类CFG 桩(骨料为废砖块和砂浆砌体,其强度等级小于C1O)。
本文通过有限差分程序,分别对这两种类型桩进行数值模拟。
尝试对其桩体强度和承载力等进行模拟,以得出有一定参考价值的结论。
二、建筑垃圾再生骨料CFG 桩地基加固机理和适用范围 1.地基加固机理基于对有关文献[2]~[6]的研究,建筑垃圾再生骨料CFG 桩地基加固机理与CFG 桩地基加固机理相似。
其对地基土的加固机理主要表现为:(1)抗震性能:建筑垃圾与碎石相比具有空隙率大、吸水率高、表面粗糙、比表面积大等特性,建筑垃圾自身的表观密度相比碎石低,这有利于减轻桩体自身的重量,具有一定的抗震性能。
(2)置换作用:在复合地基中,桩体强度与桩间土强度相差较大,在自然土层中的柱状体实际上构成了土层的竖向加筋,从而大大提高了复合地基的承载力。
再生骨料混凝土应用案例分析一、引言再生骨料混凝土是一种利用废弃物料进行再生利用的环保型建材。
其使用在建筑工程中,既能够减少废弃物的排放,又能够达到节约资源的目的,而且其强度和耐久性也不亚于传统的混凝土。
本文将从实际应用案例出发,对再生骨料混凝土在建筑工程中的应用进行详细的分析和总结。
二、再生骨料混凝土的基本特性(一)再生骨料混凝土的组成再生骨料混凝土主要由废弃的混凝土、砖石等建筑垃圾经过破碎、筛分、洗涤等工艺处理后得到的再生骨料和水泥、砂、碎石等常规混凝土材料组成。
(二)再生骨料混凝土的物理性能再生骨料混凝土的物理性能与常规混凝土相近,但其强度、耐久性等性能要受到再生骨料质量的影响。
再生骨料质量好的混凝土强度和耐久性也会更好。
(三)再生骨料混凝土的环保性再生骨料混凝土是一种环保型建材,其生产过程中不会排放大量的废气、废水和废渣,可以有效地减少环境污染,节约资源。
三、再生骨料混凝土在建筑工程中的应用(一)再生骨料混凝土的应用范围再生骨料混凝土适用于各种建筑工程,包括房屋建筑、桥梁、隧道、码头等各种基础设施工程。
在一些大型基础设施工程中,再生骨料混凝土的应用量更加广泛。
(二)再生骨料混凝土的应用案例1. 深圳湾公路深圳湾公路是广东省深圳市的一条重要交通干道,全长约11公里。
在公路建设过程中,再生骨料混凝土被广泛应用。
其中,路基工程、边坡工程、桥梁工程、隧道工程等均采用了再生骨料混凝土。
经过多年的使用,公路的强度和耐久性都得到了保障。
2. 北京大兴国际机场北京大兴国际机场是中国目前规模最大的机场之一,其建设过程中,再生骨料混凝土也得到了广泛的应用。
机场跑道、停机坪等工程均采用了再生骨料混凝土。
据统计,机场建设过程中共使用了约20万吨的再生骨料。
3. 广州塔广州塔是世界著名的建筑之一,其建设过程中,再生骨料混凝土也得到了广泛的应用。
其中,广州塔的基础工程和地下车库均采用了再生骨料混凝土。
再生骨料混凝土不仅能够保证工程质量,还能够减少环境污染,为广州塔的环保形象增添了一份光彩。
关键词:建筑垃圾;再生粗骨料;混凝土0引言建筑垃圾会对环境造成不利影响,处理时需花费大量的人力和物力。
为较好地应对上述难题,进一步提高固废资源的利用率,相关科技人员展开了建筑垃圾资源再生利用的研究,并取得了一定的经济效益[1]。
建筑垃圾资源再生技术,主要是对其中的部分固体废弃物进行筛选分拣,挑选出有用物质进行破碎,对其进行再利用,从而有效缓解建筑垃圾带来的环境压力,提升固废资源的利用率。
本文以建筑垃圾为研究对象,对其中的粗骨料混凝土开展试验测试,获得相应的参数,希望能够对建筑垃圾再生粗骨料混凝土的性能研究提供基础数据支持。
1原材料试验1.1骨料的级配建筑垃圾中,钢筋、混凝土,砖石等所占比例较大,是当前的建筑垃圾处理的重点。
对再生骨料开展研究,就是对上述物质实施分拣和破碎,并筛选出有用部分并加以利用。
在分拣工作中,主要是将建筑垃圾中的混凝土和钢筋进行分离,并采用破碎手段,将大块的混凝土变为小块[2]。
在筛选过程中,将破碎后的混凝土按照JGJ52-2006《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》标准进行筛选,从而明确混凝土骨料颗粒级配情况,具体如表1所示。
由表1可知,混合骨料中那些颗粒直径小于4.75mm的细骨料在骨料中占据着较大比例,剩余的粗骨料占40%左右。
其中,对于粗骨料而言,尤其是那些骨料颗粒的直径在4.75~9.5mm的颗粒而言,砂率大概在60%左右,上述数据已经超出了JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规范》中的最高阈值[3]。
1.2骨料的表观密度、堆积密度等物理参数的分析根据表1的相关数据,将骨料颗粒大于4.75mm的再生骨料进行测试,采用多次检测之后取其平均值,就可以统计得到骨料颗粒直径为4.75mm的再生粗骨料的相关参数,包括表观密度、堆积密度孔隙率值等参数。
基于上述参数,对同等情况下的天然、再生粗骨料进行测试分析,其相应的表观密度、堆积密度等相关数据如表2所示。
根据表2可知,与同等情况下的天然骨料相比,再生骨料的表观密度及堆积密度值均有所降低,但是孔隙率却有所提升。
建筑垃圾资源化循环再生骨料混凝土研究摘要在建筑工程施工当中,将形成较多的建筑垃圾,如何对这部分垃圾进行有效处理,可以说正是现阶段建筑行业发展中需要重点解决的一项问题。
就目前来说,一种方式即是对其进行再生骨料处理。
在本文中,将就资源化循环再生骨料混凝土进行一定的研究。
关键词:资源化;循环再生骨料;混凝土;1引言对于建筑垃圾的资源化处理是现今我国建筑行业发展的一项重点工作内容,也是国家环境可持续发展的一项重要任务。
具体方式,即是使用建筑垃圾当中的砖石砌体碎片与混凝土碎片,在经过一定方式处理后,以循环再生骨料使用,具有较好的应用前景。
2应用背景近年来,我国的建筑事业快速发展,在工程项目建设的同时,也将形成较多的废料,如何在不污染环境的情况下使其获得利用价值是国家可持续发展的重要内容。
循环再生骨料是一种新的处理方式,在形成再生骨料后,能够应用在道路基础垫层、道路面层与混凝土上垫层位置,也可以应用在混凝土结构工程建设中。
在这部分领域使用当中,对于再生骨料拌制形成的混凝土特性也具有着较高的要求,包括有收缩、强度、弹性模量等。
对于建筑垃圾,经过一般方式处理如破碎、分选后形成的骨料可以应用在素混凝土垫层、混凝土砌块砖、道路工程垫层等方面,如果需要在钢筋混凝土结构中使用再生骨料,则需要能够做好技术处理方式的应用。
对于一般处理的骨料,则需要在此基础上对其进行强化处理,以此才能够获得较好的应用。
3技术特性3.1 技术方法在建筑生产当中,所形成的建筑具有复杂的垃圾成分,包括有钢筋混凝土、塑料、电缆、砖石碎块、泥沙、纸板等等。
其中,混凝土与砖石砌体碎块在其中占据有较大的比重,也是循环再生骨料制作的材料。
在处理当中,一项重点内容即是选择一套具有良好经济性筛分、洁净以及分选的技术方式,之后需要以再生骨料构造、成分䞼改性强化处理,以此使再生骨料在强度方面具有好的表现。
在具体强化处理方式,需要对骨料的较大孔隙问题进行解决。
在破碎再生的过程中,因材料组分差异情况的存在,会在受力后存在较为细微的裂纹,因此影响到了骨料强度。
建筑垃圾资源化再生混凝土研究现状分析【摘要】建筑垃圾资源化再生混凝土是指将建筑废弃物加工成再生骨料,用于生产混凝土。
本文首先介绍了建筑垃圾资源化再生混凝土的定义及其特点,包括减少资源浪费、降低环境污染等。
其次总结了目前建筑垃圾资源化再生混凝土的研究方法,如物理、化学处理等,以及应用领域广泛,包括桥梁、道路等。
文章探讨了建筑垃圾资源化再生混凝土的发展趋势,指出需要加强标准制定、技术革新等方面的工作。
结论部分总结了研究现状,提出存在的问题如工艺不成熟、应用推广不广泛等,并展望未来建筑垃圾资源化再生混凝土在环保建筑领域的广泛应用前景。
【关键词】建筑垃圾、资源化再生、混凝土、研究现状、定义、特点、研究方法、应用领域、发展趋势、总结、存在问题、未来展望。
1. 引言1.1 研究背景建筑垃圾资源化再生混凝土是指利用建筑废弃物进行资源化再利用,制成混凝土制品。
随着城市化进程的加快和建筑行业的快速发展,建筑垃圾产生量不断增加,处理和处置建筑垃圾已成为一个亟待解决的环境问题。
建筑垃圾资源化再生混凝土的研究和应用对于实现建筑废弃物资源化利用、环境保护和可持续发展具有重要意义。
目前,国内外对于建筑垃圾资源化再生混凝土的研究已经取得了一定的进展,但仍存在一些问题和挑战。
对建筑垃圾资源化再生混凝土的研究现状进行分析和总结,有助于更好地了解该领域的最新进展、存在的问题以及未来的发展趋势。
通过深入研究,可以为建筑垃圾资源化再生混凝土的推广和应用提供科学依据和技术支持。
1.2 研究目的研究目的:本文旨在通过对建筑垃圾资源化再生混凝土研究现状进行分析,探讨其在建筑领域中的应用潜力和发展趋势。
具体目的包括:1. 深入探讨建筑垃圾资源化再生混凝土的定义,解析其与传统混凝土的区别和优势;2. 分析建筑垃圾资源化再生混凝土的特点,包括强度、耐久性等方面的表现;3. 探讨建筑垃圾资源化再生混凝土的研究方法,探寻其制备过程中的关键技术和难点;4. 探讨建筑垃圾资源化再生混凝土在建筑领域中的应用领域,包括建筑结构、道路工程等方面;5. 展望建筑垃圾资源化再生混凝土的未来发展趋势,分析其在可持续建筑领域中的重要性和前景。
再生混凝土骨料性能及增强技术的研究的开题报告一、选题背景:随着我国城市化进程的快速发展,建筑产业的不断发展,建筑垃圾的数量逐年增加,大量的建筑垃圾直接被填埋或者堆放在野外,造成了土地资源的浪费和污染。
再生混凝土的开发和应用,可以有效减少建筑垃圾对环境的污染,在环保和资源利用上具有十分重要的意义。
再生混凝土是指利用建筑垃圾、废旧混凝土等再生骨料进行再生制备的混凝土,具有环保、经济、实用等优点。
在实际应用过程中,再生混凝土的骨料性能和加强技术成为制约其应用的重要因素。
因此,本文将深入分析再生混凝土的骨料性能及增强技术,并探索可行的解决方案。
二、研究内容和目标本文将重点围绕再生混凝土骨料的性能和增强技术进行研究,具体研究内容包括:1.分析再生混凝土中骨料的物理和力学性能,比较其与传统混凝土的异同;2.探究再生混凝土骨料应用中存在的问题和挑战;3.研究增强再生混凝土骨料性能的方法和技术,包括物理、化学、热力学等方面;4.比较不同增强技术的优缺点,寻找适合再生混凝土的增强技术;5.最终形成一套可行的再生混凝土骨料的增强技术方案,以提高再生混凝土的工程性能和经济效益。
三、研究方法本文将采用实验研究和理论分析相结合的方法,探究再生混凝土骨料的物理和力学性能以及增强技术。
具体方法包括:1.对再生混凝土中骨料进行采集和筛析,对骨料进行物理和力学性能测试;2.对不同增强技术进行实验,对比不同技术的性能和优缺点;3.通过数值模拟等方法,对增强技术的作用机制和影响进行理论分析;4.结合实验和理论分析,最终形成可行的再生混凝土骨料增强技术方案。
四、预期成果本文旨在研究再生混凝土骨料的性能和增强技术,并形成可行的方案,以提高再生混凝土的工程性能和经济效益。
预期成果包括:1.对再生混凝土中骨料的物理和力学性能进行研究,比较其与传统混凝土的异同;2.探究再生混凝土骨料应用中存在的问题和挑战;3.对增强再生混凝土骨料性能的方法和技术进行研究;4.比较不同增强技术的优缺点,寻找适合再生混凝土的增强技术;5.形成一套可行的再生混凝土骨料的增强技术方案,以提高再生混凝土的工程性能和经济效益。
建筑垃圾资源化再生混凝土研究现状分析随着城市化进程的不断加快,建筑垃圾的数量不断增加,给城市环境和资源造成了巨大的压力。
为了解决建筑垃圾带来的环境问题和资源浪费,各国都在不断探索建筑垃圾的资源化再生利用途径,其中混凝土的再生利用备受关注。
本文就建筑垃圾资源化再生混凝土的研究现状进行分析,探讨其发展前景和存在的问题。
1. 研究进展建筑垃圾资源化再生混凝土的研究已经取得了一定的进展,各国的研究机构和学者进行了大量的实验和研究工作。
他们通过对建筑垃圾进行分选、破碎和筛分等处理,再结合适量的水泥、矿渣粉等原材料,制备出了符合规范要求的再生混凝土。
这种混凝土具有一定的抗压强度和耐久性,可以用于一些不要求特别高强度和外观的工程项目。
2. 应用领域建筑垃圾资源化再生混凝土在一些工程项目中已经得到了应用。
比如在道路建设、园区绿化、市政工程等领域,再生混凝土得到了广泛的应用。
尤其是在一些环保倡导的城市建设项目中,再生混凝土更是备受青睐。
它不仅能够解决建筑垃圾处理的难题,还能够减少对原生材料的开采,对环境起到了积极的保护作用。
3. 技术创新为了提高再生混凝土的性能,不少国家的科研人员也在不断进行技术创新。
他们在原有的再生混凝土配方中,加入了一些掺合料,比如粉煤灰、矿渣等,以期获得更好的力学性能和耐久性。
在生产工艺上也不断进行改进,采用新型的研磨设备和搅拌工艺,以确保再生混凝土的质量和稳定性。
二、发展前景建筑垃圾资源化再生混凝土有着广阔的发展前景。
随着城市建设的不断推进,建筑垃圾产生的数量将会越来越大,资源化再生利用是解决建筑垃圾问题的有效途径。
国家对于资源化利用和环保建设的政策支持力度也越来越大,这将为再生混凝土的推广和应用提供有力支持。
随着再生混凝土技术的不断成熟和完善,其性能将会得到进一步提高,应用领域也将会不断扩大。
三、存在的问题建筑垃圾资源化再生混凝土在推广和应用的过程中还存在一些问题。
建筑垃圾的回收和处理工作还不够完善,很多地方都存在建筑垃圾乱倒和随意填埋的问题,这对于再生混凝土的生产和质量造成了一定的影响。
关于再生骨料CFG桩的综合性能研究杨锐;张建同【摘要】针对建筑垃圾再生骨料CFG桩的桩体承载能力、自身强度等性质,尝试用FLAC~(3D)软件进行了加固地基机理探讨和三维数值模拟分析, 通过工程实例的载荷试验检测,表明数值模拟结果与检测结果接近,该类新型建筑垃圾桩具有良好的力学性能和较高的承载能力.认为该类型桩对强震地区灾后重建具有良好的工程应用前景.【期刊名称】《河南理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】5页(P387-390,405)【关键词】再生骨料;CFG桩;承载能力;有限差分法【作者】杨锐;张建同【作者单位】广东工业大学,土木与交通学院,广州,510090;广东工业大学,土木与交通学院,广州,510090【正文语种】中文【中图分类】TU473.10 引言长期以来,建筑垃圾主要采取回填、填埋和露天堆放为主的方式来处置.以广州市为例,“十一五”期间新增建筑面积将以每年1 000万m2的速度增长,旧城区改造建筑每年将以500万m2增长,则一年内可产生建筑垃圾2 000 万t,加上近20年来的建筑垃圾积存量约6 000 万t,因此每年需要400 hm2的填埋场来堆放垃圾.鉴于大部分建筑垃圾无毒无害且数量巨大,采用建筑垃圾做再生骨料的成桩技术既能解决天然骨料资源紧缺的问题,又能解决城市废弃物的堆放、占地和环境污染等问题,近年来受到环境岩土工程领域的关注与研究.王健等[1]将建筑垃圾再生骨料分为混凝土块和块石(强度等级大于C10)、废砖块和砂浆砌体(强度等级小于C10)2种.建筑垃圾再生骨料具有空隙率较高、密度较小、吸水性较强和骨料强度较低等特点[2],其性质由多种因素决定,如废弃混凝土水灰比、粉碎后颗粒级配、碳化程度、矿物掺料、暴露条件以及损伤程度等.再生混凝土破坏形态和普通混凝土破坏形态相似,当混凝土工作性能有保证时,再生混凝土的强度会增大;当混凝土工作性能无保证或变差时,强度亦会降低.同天然砂石骨料相比,再生骨料表面常包裹相当数量的水泥砂浆,由于水泥砂浆棱角多且空隙率大,故再生骨料的表观密度和堆积密度比天然骨料要低[3].笔者尝试通过有限差分程序法分别对天然骨料和再生骨料的2种类型CFG桩的性状、桩体强度和承载力等进行数值模拟与对比,为建筑垃圾的再生利用提供依据.1 再生骨料CFG桩承载能力的数值模拟建筑垃圾再生骨料CFG桩地基加固机理与CFG桩地基加固机理相似.建筑垃圾颗粒棱角多,比普通骨料增大了其内摩擦力,可使桩体破坏速度减缓,从而提高桩的抗压强度.同时采取合理厚度的建筑垃圾骨料作为褥垫层可增强调整桩、土荷载(竖直和水平)分担比的作用.由于建筑垃圾的表观密度比碎石要低,有利于减轻桩体自身的重量,故还具有一定的抗震性能.1.1 数值模拟模型为研究建筑垃圾再生骨料CFG桩的承载能力,采用FLAC~(3D)进行数值模拟[4].基本条件设定为塑性复合地基土和建筑垃圾再生骨料CFG桩体.根据文献[5-6]的前期研究成果,建立相关模型.依照摩尔-库仑准则,设定CFG桩体为弹性体,建模范围选择单桩的影响范围,即模型顶面为一自由面,计算域选取15 m×15 m×25 m的土体范围,其四周采用水平方向约束条件,底部采用竖直方向约束条件.在地质概化模型中,考虑地层单元参数取值的方便,工程土各参数的选取如表1所示.用FLAC~(3D)中实体单元模拟土体,用结构单元桩单元(pile)模拟桩段,为能较好反映桩体和周围土体的相互作用,通过剪切和法向的连接弹簧实现,以便模拟法向和轴向均有摩擦作用的基桩.基础和土体模量相差较大,需加入FLAC~(3D)中接触面单元(interface)以加速收敛.桩单元(pile)中结合接触面单元(interface)以考虑桩土相对位移.在计算中,共划分了3 375个单元,4 096个节点,32个结构单元. 表1 模型中土的参数取值Tab.1 Soil parameters in the model天然密度/(kg·m-3)变形模量/MPa泊松比体积模量/MPa剪切模量/MPa内聚力/kPa摩擦角/(°)黏土1.785×1034.180.2533.420.130.00边界条件:根据对称性,在计算模型的周边及底部施加约束边界.初始地应力:按自重应力场考虑.桩材料参数的选取:假设桩-岩土破坏发生于岩土之中, 剪切耦合弹簧摩擦角和剪切耦合弹簧的黏结强度的底限, 与岩土的内摩擦角和岩土黏聚力乘以桩的周长有关,此处取为10°和0°.在同时考虑有桩端作用和无桩端作用的2种情况下,所建立的模型如图1所示,各类桩单元的具体参数取值见表2.1.2 计算结果分析图2是3类桩体顶部的节点轴力及垂直位移曲线.通常桩基础通过桩周摩擦和桩端承载两种方式将轴向荷载向地基深部传递,通过观察图2可以看出其加固地基的效果.将图2中的B线、C线对比可知,具有桩端承载力的轴力比无桩端承载力的要大很多.无桩端承载力限制的轴力是272.7kN,而包括桩端承载力时的限制轴力是475.2kN.其原因是,B线(建筑垃圾CFG桩骨料)表示桩的承载力主要依靠桩周表面摩擦力和桩端力分担荷载,桩底应力集中很明显;而C线是缺乏桩端承载力的轴力顶部节点垂直位移图,桩的承载力主要靠桩周表面摩擦力承载.表2 几类桩体的参数取值Tab.2 The value of parameters of several kinds piles指标物理指标弹性指标单位体积质量/(kg·m-3)直径/mm桩长/m弹性模量/MPa泊松比体积模量/MPa剪切模量/MPaⅠ类CFG桩242940010.793050.205169.53788.1Ⅱ类CFG桩231840010.769800.203877.82908.3常规CFG桩250040010.7120000.206666.75000图3是桩体竖向正应力分布图,观察图3可明显看出,竖向正应力主要分布于上部,这与桩轴力分布有关.由于有部分负摩阻力对桩的承载作用,导致分配到土体上的压力又在一定程度上转移到桩上,使其轴力慢慢减少,则应力也逐渐减小,进而可减少土的塑性变形和破坏,且有利于桩端承载力的发挥而保持桩基具有足够的承载能力.由图2可知,常规CFG桩(图2中A线)的承载力为482.3kN(包括了桩端作用),与建筑垃圾再生骨料CFG桩的轴力相比, 常规CFG桩的轴力略大.图4是桩轴力随深度的变化曲线.由图4可看出,以混凝土块、块石的CFG桩轴力接近普通CFG桩的轴力,以废砖块和砂浆砌体组成的CFG桩轴力要比常规CFG 桩的轴力低.因此,可认为用以上2种再生骨料的CFG桩来代替常规CFG桩是可行的,具有一定的适用范围和实用价值.2 工程实例深圳市某小区8层商住楼,采用CFG桩(建筑垃圾再生骨料)复合地基,场地土质以软土类为主,地下水位稳定分布于地表下3.2m处.根据《工程地质勘察报告》,地基土层结构自地表向下如表3所示.基本桩长26 m,打到基岩面为止.有效桩长20~26 m,采用C20素砼,成桩直径400 mm.桩体后期检测采用静载荷试验,单桩承载力标准值为433 kN,对应沉降量3.74 mm.采用建筑垃圾骨料CFG桩模型和相关参数对工程桩进行模拟,桩承载力为413.6 kN,与上述实测的CFG桩单桩承载力相比,减少了19.4 kN,表明模拟结果比较符合实测值.表3 地基土层结构及主要物理力学性质指标值Tab.3 Soil stratums and main indicators of the physical and mechanical properties土层名称密度ρ/(kg·m-3)压缩模量/MPa内聚力/kPa内摩擦角/(°)素填土层1.85×1033.83//粉质黏土层1.95×1036.03015中(粗)砂层1.95×10313.8//粉质黏土层1.90×1035.52010中粗(砾)砂层1.85×1035.01025粉质黏土层1.87×1035.21810粉(细)砂层1.90×10313.0//粉质黏土层1.85×1035.0159黏土层1.81×1034.6535.19粉质黏土层1.80×1034.91383 结论(1)目前国内建筑垃圾破碎、分选设备与技术日趋成熟,为建筑垃圾的再生利用提供了良好技术条件.利用建筑垃圾做再生骨料(例如建筑垃圾做CFG桩的骨料)处理软土地基乃是值得推广的建筑垃圾处理方法.(2)在适用范围上,以混凝土块和块石为骨料的CFG桩与天然骨料CFG桩基本一致.以废砖块和砂浆砌体为骨料的CFG桩比普通CFG桩的承载能力要小.工程实践中应充分发挥桩端承载力,以提高该类桩的承载力.(3)以建筑垃圾作为骨料的CFG桩可广泛应用于旧城改造、灾后重建等类工程.参考文献:[1] 王健,王文龙.建筑垃圾再生骨料CFG桩的试验研究[C]//北京:中国建筑学会地基基础分会2004年学术年会论文集.2004:447-449.[2] 王智威.不同来源再生骨料的基本性能及其对混凝土抗压强度的影响[J].新型建筑材料,2007(7):57-60.[3] 胡敏萍.不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能[J].混凝土,2007(2):52-54.[4] 刘波,韩彦辉(美国).FLAC原理、实例与应用指南[M].北京:人民交通出版社,2005.[5] 张建同,杨锐.用建筑垃圾做骨料的CFG桩分析研究[J].中国水运,2009,9(2):163-165.[6] YOON HO CHO,SUNG HUN YEO. Application of recycled waste aggregate to lean concrete subbase in highwaypavement[J].Can.J.Civ.Eng,2004,31:1101-1108.。
建筑垃圾再生骨料混凝土及构件受力性能研究一、概述随着城市化进程的迅速推进和建筑业的发展,建筑垃圾的产生量逐年攀升,成为当今社会亟待解决的问题之一。
我国建筑垃圾的产生量已经超过15亿吨,并且还呈现出逐年上升的趋势。
这些建筑垃圾中,废弃的混凝土、砖瓦、木材等占据了很大的比例,这些垃圾如果处理不当,不仅会对环境造成污染,还会影响资源的再利用。
为了有效解决这一问题,越来越多的学者和企业开始关注建筑垃圾分类与资源化利用。
将建筑垃圾加工成再生骨料,用于混凝土及构件的制备,已经成为一种具有较好环保效益和经济价值的新型途径。
再生骨料混凝土及构件,不仅能够减少对自然资源的开采,降低环境污染,还能提高混凝土的性能,为建筑行业带来一定的经济、社会和环境效益。
本文将对《建筑垃圾再生骨料混凝土及构件受力性能研究》进行全面的探讨分析,以期对建筑垃圾的处理和资源化利用提供理论支持和实践指导。
通过研究再生骨料混凝土及构件的受力性能,可以为建筑行业的可持续发展提供有力保障。
1. 建筑垃圾处理与资源化利用的重要性建筑垃圾分类处理是实现资源化利用的前提。
通过对建筑垃圾进行分类,可以有效地分离出可回收物、有机物、砖瓦碎石等不同性质的材料。
这些材料可以通过适当的处理,转化为再生骨料、混凝土、砖块等多种建筑材料,从而实现资源的再利用。
再生骨料的制备是实现建筑垃圾资源化利用的关键环节。
将建筑垃圾经过破碎、筛分、除杂等工艺处理后,可以得到质地坚硬、颗粒均匀的再生骨料。
这种再生骨料具有良好的力学性能和耐久性,可以替代部分自然骨料用于混凝土和构件的制作。
建筑垃圾资源化利用对节能减排具有重要意义。
与天然骨料相比,再生骨料的生产过程中可以减少天然骨料的开采和加工,从而降低资源消耗和能源消耗。
再生骨料的制品具有更低的碳排放量和更高的环保性能,有助于实现建筑行业的可持续发展。
建筑垃圾处理与资源化利用对于推动建筑行业的发展、保护环境和实现资源的循环利用具有重要意义。
建筑垃圾再生排水CFG桩地基加固施工工法一、前言建筑垃圾是一个非常棘手的问题,其处理成本高,占用大量土地资源,还会影响环境。
然而,建筑垃圾再生利用技术能够有效解决这一问题。
本文将为大家介绍一种建筑垃圾再生排水CFG桩地基加固施工工法。
二、工法特点该工法以建筑垃圾和工业废渣等回收材料作为再生材料,通过混凝土泵送和高压注浆等技术,将回收材料与水泥、砂、碎石等原材料混合后,在原地用CFG桩形成一种稳定的地基。
该工法具有以下特点:1. 回收利用率高:将废弃的建筑垃圾和工业废渣等进行再生利用,在施工中可达到近100%的利用率。
2. 物理机械性能好:该工法生成的CFG桩强度高,耐久性好,可以有效提高地基的承载力和抗震性能。
3. 环境保护:该工法通过废弃物再生利用,减少了对自然资源的消耗,同时有效减少了对环境的污染。
三、适应范围该工法适用于地基沉降大、承载力不足、土壤差、地震频繁、需要排水等问题的建筑物加固。
四、工艺原理1. 对施工工法与实际工程之间的联系建筑垃圾再生排水CFG桩地基加固施工工法的理论依据是,通过将建筑垃圾再生利用,可使其具有与传统原材料相同或更好的机械和物理性能。
通过高压注浆、泵送混凝土、钻孔等技术,可以将再生材料与水泥、砂、碎石等原材料混合,形成具有更高稳定性和承载力的CFG桩地基。
2. 采取的技术措施该工法的施工包括选址、备料、设备安装、CFG桩制作、高压注浆和泵送混凝土。
施工的关键在于如何混合再生材料,达到CFG桩在相应承载要求下的强度,并且保证CFG桩的形状和尺寸符合设计要求。
在施工过程中,还要注意进行配置、拌和,同时加强施工现场的管理和整治,保证施工的无尘无噪。
五、施工工艺施工流程如下:1. 选址:选好施工场地,并进行必要的检测和分析,如地质和土壤力学等。
2. 备料:准备好所需原材料和再生材料,将它们清洗、筛分、整理。
3. 机具设备的安装:安装CFG桩生产机器设备。
4. CFG桩制作:将再生材料、水泥、砂、碎石等原材料按照一定比例混合均匀,并加水搅拌后,放入CFG桩生产机器设备,制作CFG桩。
建筑垃圾资源化再生混凝土研究现状分析【摘要】现代社会建筑垃圾资源化再生混凝土研究备受关注。
本文首先介绍了研究的背景、目的和意义,然后详细阐述了建筑垃圾资源化再生混凝土的定义、特点、研究进展、应用领域和发展前景。
最后对该研究领域的不足、意义和未来发展方向进行了总结和展望。
建筑垃圾资源化再生混凝土的研究可以有效利用废弃建筑材料,减少资源浪费,保护环境,促进可持续发展。
目前研究仍存在很多不足之处,例如技术成熟度不高、标准化程度低等。
未来发展方向应该注重技术创新、标准制定和实际应用推广,为建筑垃圾资源化再生混凝土的发展铺平道路。
【关键词】建筑垃圾资源化再生混凝土、研究现状、定义、特点、研究进展、应用领域、发展前景、研究的不足、研究的意义、发展方向1. 引言1.1 研究背景建筑垃圾资源化再生混凝土是指将建筑废弃物和废旧混凝土通过再生利用的方式,制成新型混凝土材料。
随着建筑行业的快速发展,建筑垃圾也随之增多,给环境带来了严重的污染和浪费问题。
开展建筑垃圾资源化再生混凝土研究具有重要的现实意义。
建筑垃圾资源化再生混凝土可以有效减少建筑垃圾对环境的污染,节约自然资源的消耗,降低建筑行业的能耗和碳排放。
利用建筑垃圾制作新型混凝土,还可以提高混凝土的力学性能和耐久性,延长建筑物的使用寿命,降低建筑维护和修复的成本。
建筑垃圾资源化再生混凝土被认为是建筑可持续发展的重要途径之一。
当前,世界各国纷纷加大对建筑垃圾资源化再生混凝土研究的投入,不断探索新的生产工艺和应用技术,取得了一系列重要的研究成果。
建筑垃圾资源化再生混凝土研究仍存在一些不足之处,需要进一步完善和加强。
本文旨在对建筑垃圾资源化再生混凝土的研究现状进行全面分析,为相关研究提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨建筑垃圾资源化再生混凝土的相关内容,分析其在建筑领域中的应用和潜在价值,为推动建筑垃圾资源化利用提供理论支持和技术指导。
通过研究建筑垃圾资源化再生混凝土的定义、特点、研究进展、应用领域及发展前景,旨在总结目前研究成果,揭示存在的问题和挑战,探讨解决方案和未来发展方向,为推动建筑行业可持续发展和资源循环利用提供重要参考。
摘要: 研究了建筑垃圾循环再生骨料应用中必须解决的再生骨料强化处理!再生骨料混凝土基本特性试验、再生骨料混凝土技术经济及政策支持等问题,提出了建筑垃圾资源化循环再生骨料的技术工艺和方法。
城市建筑垃圾资源化处理是20世纪90年代以来世界众多国家,特别是发达国家环境保护和可持续发展战略目标之一[1~3]。
利用建筑垃圾中混凝土及砖石砌体残骸碎片,经过一系列的处理,作为循环再生骨料(简称再生骨料)。
再生骨料有两大应用领域:a.道路工程基础下垫层,素混凝土垫层,道路面层等;b.用在钢筋混凝土结构工程中,此时对再生骨料的强度、粒径、洁净水平等要求较高,对再生骨料拌制的混凝土的工程特性(强度、应力应变、弹性模量、收缩等)也应有质量控制技术参数的要求,目前研究的重点也在此。
建筑垃圾经过一般处理(破碎、筛分、分选)的骨料可以用于道路工程垫层、素混凝土垫层、大体积混凝土、混凝土砌块砖等方面。
如果要将再生骨料用到钢筋混凝土结构工程中去,必须要有高质量的技术处理方法,对经过一般处理的再生骨料还必须经过改性的强化处理才能广泛利用。
1 再生骨料混凝土技术特性研究:再生骨料材质与天然岩石骨料相比,其基本特性参数如强度、弹性模量、应力-应变关系、收缩、徐变、抗渗、耐久性等也都会不同。
这些技术参数不清楚,再生骨料混凝土结构设计就无法操作,施工质量标准也无法确定。
1.1 再生骨料技术方法及强化处理:建筑垃圾成分较复杂,有砖石碎块、钢筋混凝土、铁件、木料、塑料、纸板、电缆和泥沙等多种成分,其中砖石砌体碎块,混凝土碎块占大多数,也是可资源化循环再生骨料的材料。
首先是要研究一套经济适用的分选、破碎、筛分、洁净的技术处理方法,其次是要研究如何根据再生骨料的成分、构造进行改性的强化处理,提高再生骨料的强度,这是必须解决的关键问题。
再生骨料的强化处理,即解决再生骨料孔隙率大,再生破碎过程中骨料本身因有不同组分,受力后存在一些微细裂纹导致骨料强度低的问题。
建筑垃圾资源化再生混凝土研究现状分析建筑垃圾资源化再生混凝土,简称再生混凝土,是利用建筑废弃混凝土、砖瓦碎料、废砂、钢筋混凝土剩余件等建筑废弃材料进行再生加工,制成符合标准要求的混凝土。
再生混凝土的主要原材料包括废混凝土、砖瓦碎料、矿渣、煤渣、钢渣、粉煤灰等建筑垃圾。
再生混凝土与传统混凝土相比,具有资源综合利用、节约原材料、降低生产成本、减少对自然环境的破坏等优点,因此备受关注。
1. 技术研究目前,国内外已经形成了一套完整的建筑垃圾资源化再生混凝土技术研究系统。
针对建筑垃圾的物理性质、化学性质、工程性能等特点,研究者通过改良建筑垃圾再生混凝土的配合比、增加外部添加剂、优化施工工艺等方式,不断提高再生混凝土的工程性能。
国内一些研究机构开展了建筑垃圾资源化再生混凝土的力学性能、耐久性能、工程应用性能等方面的研究,为再生混凝土的广泛应用提供了技术支撑。
2. 标准规范建筑垃圾资源化再生混凝土的快速发展离不开标准规范的支撑。
目前,国内外已经建立了一系列关于再生混凝土的标准规范。
我国公布了《建筑废弃物再生利用混凝土及制品》(GB/T22521-2008)和《城市建筑垃圾资源化利用技术指导原则》(CJJ21-2012)等相关标准,为再生混凝土的生产与应用提供了技术支持。
3. 应用实践在建筑垃圾资源化再生混凝土的应用实践方面,国内外已经有不少成功的案例。
中国的一些大型建筑垃圾资源化再生混凝土生产企业已经建立了废弃建筑材料的回收系统和再生混凝土生产线,能够实现大规模的建筑垃圾资源化再生利用。
一些城市的建筑工程在使用再生混凝土进行路面铺设、建筑桩基、水泥管道等方面也取得了良好的效果。
三、建筑垃圾资源化再生混凝土研究存在的问题与挑战尽管建筑垃圾资源化再生混凝土已经取得了一定的进展,但是在混凝土的试验性能、生产工艺、施工方法等方面,仍然存在一些难题。
再生混凝土在强度、抗渗性、耐久性等方面与传统混凝土相比还有一定差距,如何提高再生混凝土的性能成为了一个亟待解决的问题。
建筑垃圾资源化再生混凝土研究现状分析1. 引言1.1 研究背景建筑垃圾资源化再生混凝土是指通过对废弃建筑材料进行再利用和再生利用,生产出符合建筑工程要求的混凝土制品。
随着城市化进程的不断加快和建筑业规模的不断扩大,建筑垃圾已成为严重污染环境的隐患之一。
传统的处理方式往往是填埋或焚烧,这不仅浪费了资源,还给环境带来了严重的污染。
研究建筑垃圾资源化再生混凝土具有重要的意义。
建筑垃圾资源化再生混凝土的研究背景主要包括以下几个方面:建筑垃圾的处理和利用已成为全球建筑行业关注的焦点,各国纷纷提出了建筑垃圾资源化利用的政策和标准;传统混凝土生产方式对资源的消耗较大,而建筑垃圾资源化再生混凝土可以有效减少对自然资源的消耗,降低建筑行业的碳排放量;建筑业的可持续发展需要建筑垃圾资源化再生混凝土技术的支持,以实现建筑业的绿色转型和可持续发展。
研究建筑垃圾资源化再生混凝土的研究具有重要的现实意义和发展前景。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨建筑垃圾资源化再生混凝土在建筑领域中的应用潜力和可行性,从而推动建筑业的可持续发展。
通过对建筑垃圾资源化再生混凝土的研究现状进行分析,可以为相关领域的研究者提供参考和借鉴,促进该技术的推广和应用。
通过研究建筑垃圾资源化再生混凝土的优势和关键技术,可以为未来的研究和实践提供重要的指导和支持。
最终,希望通过本文的研究,为建筑垃圾资源化再生混凝土的应用前景提供全面的分析和展望,为建筑行业的可持续发展做出贡献。
2. 正文2.1 建筑垃圾资源化再生混凝土的概念建筑垃圾资源化再生混凝土是指将建筑废弃物如废弃混凝土、砖块、瓦片等再利用,通过一系列技术手段和工艺处理,将其转化为具有一定强度和稳定性的再生混凝土制品。
这一概念的提出是为了解决传统混凝土生产中对原材料大量消耗和对环境污染的问题,实现废弃资源的可持续利用和循环利用。
建筑垃圾资源化再生混凝土的制备过程包括建筑垃圾的收集、分选、破碎、筛分,再生骨料的砂石替代比例确定,再生水泥的配比控制等环节。
第09卷 第2期 中 国 水 运 Vol.9 No.2 2009年 2月 China Water Transport February 2009收稿日期:2009-01-05作者简介:张建同(1980-),男,广东阳江人,广东工业大学 建设学院硕士研究生,研究方向为环境岩土。
用建筑垃圾做再生骨料的CFG 桩的分析与研究张建同,杨 锐(广东工业大学,广东 广州 510090)摘 要:本文尝试用有限差分法对建筑垃圾再生骨料CFG 桩的桩体强度、承载力等进行了数值模拟分析,结果表明模拟的结果与室内试验结果较为一致,有较高的承载力。
也分析了其加固地基的机理,及其推广应用前景。
关键词:建筑垃圾;CFG;骨料;再生利用;数值模拟中图分类号:TU501 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2009)02-0263-03一、序目前我国建筑垃圾的总量约占城市垃圾总量的30 %~40%。
如何合理处置、科学利用建筑垃圾成为工程界和环保界的重大挑战。
王健等[1]将建筑垃圾再生骨料CFG 桩分为两类:I 类CFG 桩(骨料为混凝土块和块石,其强度等级大于C1O)和Ⅱ类CFG 桩(骨料为废砖块和砂浆砌体,其强度等级小于C1O)。
本文通过有限差分程序,分别对这两种类型桩进行数值模拟。
尝试对其桩体强度和承载力等进行模拟,以得出有一定参考价值的结论。
二、建筑垃圾再生骨料CFG 桩地基加固机理和适用范围 1.地基加固机理基于对有关文献[2]~[6]的研究,建筑垃圾再生骨料CFG 桩地基加固机理与CFG 桩地基加固机理相似。
其对地基土的加固机理主要表现为:(1)抗震性能:建筑垃圾与碎石相比具有空隙率大、吸水率高、表面粗糙、比表面积大等特性,建筑垃圾自身的表观密度相比碎石低,这有利于减轻桩体自身的重量,具有一定的抗震性能。
(2)置换作用:在复合地基中,桩体强度与桩间土强度相差较大,在自然土层中的柱状体实际上构成了土层的竖向加筋,从而大大提高了复合地基的承载力。
由于建筑垃圾颗粒棱角多,增大了其内摩擦力,可使桩体破坏速度减缓,从而也提高了桩的抗压强度。
(3)褥垫层作用:褥垫层是复合地基的关键技术,其在复合地基中可以起到保证桩、土共同承担荷载,减少基础底面的应力集中;合理的厚度可以调整桩、土荷载(竖直和水平)分担比的作用。
Ⅰ类建筑垃圾可代替碎石做褥垫层。
2.建筑垃圾再生骨料CFG 桩的适用范围建筑垃圾再生骨料CFG 桩是一种具有高粘结强度的半刚性桩,单桩承载力较高,通过褥垫层和桩间土紧密结合构成复合地基,若以沉降量5mm 对应荷载作为单桩承载力特征值:I 类CFG 桩承载力特征值为414一476kN,平均值为445kN,Ⅱ类CFG桩承载力特征值为323一351kN,平均值为337kN。
[2]能满足30层以下的一般高层建筑对地基承载力的要求。
三、数值模拟FLAC-3D 是一个面向土木工程、环境工程等的通用数值分析软件,内置多种本构模型,可以模拟多种岩土材料类型,能模拟有限元程序难以模拟的复杂工程问题。
本文采用FLAC-3D [7]来模拟建筑垃圾再生骨料CFG 桩承载力。
根据文献[1]和[2]建立相关的模型。
1.模型的构建目标模型为复合地基土和建筑垃圾再生骨料CFG 桩体,地基土是塑性体,模拟时选用摩尔—库仑准则,桩体为弹性体。
建模范围选为单桩的影响范围,模型的顶面是一个自由面,选取15mx15mx25m 的土体范围作为计算域,约束条件为计算域四周采用水平方向约束,底部采用竖直方向约束。
土具体参数如下表1。
表1 土体有关参数指标/kg.m-3 密度/kg.m-3杨氏模量/MPa 泊松比体积模量/MPa 剪切模量/MPa 内聚力KPa 摩擦角指标值12301550100.00.30 833.3 384.6 30 0.0桩体采用桩结构单元模拟。
桩单元能较好反映桩体和周围土体的相互作用,其适合模拟法向和轴向都有摩擦作用的基桩。
桩结构单元的作用是通过剪切和法向的连接弹簧来实现的。
耦合弹簧在桩和桩节点栅格处传递力和运动。
桩- 栅格界面的剪切响应本质上是内聚力和摩擦力。
桩和网格接触面的剪切特性类似水泥浆锚索系统的自然粘结和摩擦。
法向连接弹簧特性包括模拟反向荷载以及在桩和岩土介质网格之间的间隙,基本上是用来模拟桩周介质对桩周的挤压效果。
在桩结点和桩周土网格之间的相对位移而产生的剪切力由耦合弹簧剪切刚度表示如(1)式所示[8]:)(m p sstiff su u cs LF −= (1) 式中:F s 一剪切连接弹簧产生的剪切力(沿桩单元和网格单元交界面);sstiff cs 一连接弹簧的剪切刚度;u p 一桩的轴向位移;u m 一岩土介质面的轴向位移;L 一作用的单元长度。
单位长度桩的法向力如(2)式所示[4]:)(nm n p nstiff n u u cs LF −= (2)264 中 国 水 运 第09卷 式中:F n 一法向藕合弹簧的法向力(沿桩单元和网格单元界面);nstiff cs 一耦合弹簧的法向刚度;np u 一垂直于桩轴方向的桩的位移;nm u 一垂直于桩的轴向方向的界面的位移(土或岩石);L 一有效单元长度。
桩的材料参数的选取假设桩一岩土的破坏是发生在岩土中,剪切耦合弹簧摩擦角和剪切耦合弹簧的粘结强度的底限是与岩土的内摩擦角和岩土粘聚力乘以桩的周长有关,此处取为100和00。
桩单元的具体参数见表2。
表2 桩体有关参数指标 Ⅰ类CFG 桩Ⅱ类CFG 桩一般CFG 桩单位体积质量/kg.m-3 242123212500直径/mm 400 400 400 桩长/m 10.7 10.7 10.7 杨氏模量/MPa9300 6975 12000物理指标泊松比0.200.200.20这里考虑了桩端作用和没有桩端作用这两种情况。
建立的模型如图1所示:图1 计算模型2.计算结果分析桩基础通过两种方式将轴向荷载传递到地下:桩周表面摩擦和桩端承载。
这两种方式加固地基的效果如图2所示:图2各种情况的轴力顶部节点垂直位移图图2中a 图是具有桩端力的轴力的顶部节点垂直位移图,其桩主要是靠桩周表面摩擦力和桩端力承担荷载,桩底应力集中很明显;图2中b 图是没有桩端力的轴力的顶部节点垂直位移图,其桩主要是靠桩周表面摩擦力。
对比上图可知,具有桩端力的轴力比无桩端力的轴力要大很多,无桩端力限制的轴力是239.7KN,而包括桩端力时,其限制轴力是454.2KN。
图3显示了轴力分布主要在最顶端,由于有部分负摩阻力对桩的承载作用导致分配到土体上的压力又在一定程度上转移到桩上,使其轴力慢慢减少。
如此,其实对减少土的塑性变形和破坏起着积极作用,也有利于桩承载力的发挥,且不会像传统桩基础一样沉降过大或破坏。
桩端承载力发挥了较大的作用。
从图2中c 图可知,普通CFG 桩的承载力为454.3KN (包括了桩端作用),与建筑垃圾再生骨料CFG 桩的轴力相比,普通CFG 桩的轴力略大。
图3 轴力分布图图4 轴力分布图通过对比上图可看出,I 类CFG 桩的轴力接近普通CFG 桩的轴力,Ⅱ类CFG 桩的轴力比普通CFG 桩的轴力要小100KN 左右。
若用I 类CFG 桩来代替普通CFG 桩是可行的;Ⅱ类CFG 桩的承载力也不低,在实践中也有一定的适用范围。
四、工程实例本工程是广州市装饰工程有限公司办公楼CFG 复合地基处理工程。
办公楼层高为6层,板底标高位于-2m,桩顶标高位于-2.3m 左右。
本次设计CFG 桩采用长螺旋高压灌注桩,桩长26m,到基岩面的以打到基岩面为止,有效桩长约为20-26m ,采用C20素砼,成桩400mm。
根据工程地质勘察报告,地基土层自地表向下依次为素填土、粉质粘土层 、中(粗)砂层等。
按照《建筑桩基技术规范》相关规定,地基土层的各项指标取值如下表所示。
根据土的物理指标与承载力参数之间的关系,CFG 桩单桩承载力特征值:p pk i ski ck A q L q u R •+∑=α (3)式中:q ski ——桩侧第i 层土的摩阻力特征值。
q pk ——桩端土的端阻力特征;α——桩端土承载力折减系数;u——桩周长;Ap——桩截面积;L i ——桩穿越第i 层土的厚度。
根第2期 张建同等:用建筑垃圾做再生骨料的CFG桩的分析与研究 265表3 地基土层的各项指标取值土层 素填土层 粉质粘土层 中(粗)砂层粉质粘土层中粗(砾)砂层粉质粘土层粉(细)砂层粉质粘土层 粘土层 粉质粘土层微风化灰岩q sk(kpa) 10 35 40 25 35 22 11 21 18 19 f k(kpa) 30 180 170 150 150 130 100 110 80 100pkq= 4000Kpa据上式可计算出CFG 桩单桩承载力特征值为720KN。
模型采用上述建筑垃圾做骨料CFG 桩的模型和相关参数。
其模拟的桩承载力为718.5KN,与实测中的CFG 桩单桩承载力相比,少了1.5KN,模拟结果比较符合实测值。
五、结论1.I类CFG桩和Ⅱ类CFG桩模拟的轴力,与文献[1]和[2]对应单桩承载力特征值很相近。
建筑垃圾骨料的CFG桩的数值模拟与室内试验值较相近,说明这种数值模拟方法是可行的。
2.I类CFG桩的轴力接近普通CFG桩的轴力,Ⅱ类CFG桩的轴力比普通CFG桩的轴力要小100KN左右。
在适用范围上,I类CFG桩与普通的CFG桩相近;Ⅱ类CFG 桩比普通CFG桩适用范围要小。
在工程实践中,应充分发挥桩端承载力,以提高其桩的承载力。
3.建筑垃圾再生骨料的坚固性较好,再生骨料替代新鲜石子形成的再生混凝土的强度损失很小,模量损失20 %左右[2],建筑垃圾做CFG桩的骨料是可行的。
4、在灾后重建、旧城改造等类工程中发挥重要作用。
我国旧建筑物拆除垃圾占城市垃圾的10%~20% ,每年的产生量达2×107t[9]。
比如四川汶川大地震中将产生建筑垃圾5亿t左右[10]。
如何充分利用建筑垃圾,提高建筑垃圾的资源化利用率,减少废弃物的产生和排放,是发展循环经济所需要解决的重要现实问题。
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