CFG桩复合地基在储罐地基处理中沉降分析
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CFG桩复合地基沉降影响因素的数值分析摘要:利用FLAC−3D程序对在CFG桩单桩复合地基的沉降性状进行模拟,分析其沉降随褥垫层厚度、褥垫层模量、桩长径比、桩端土与桩间土模量比等因素的变化规律,从而为CFG桩复合地基的优化设计提供依据。
关键词:CFG桩,复合地基,数值模拟,沉降0、前言CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩(Cemnet Flyash Gravel Piles )的简称,是由碎石、石屑、砂石和粉煤灰组成混合料,掺入适量水进行拌和,采用各种成桩机械形成的桩体[1]。
CFG桩复合地基已被广泛的应用实际工程中,但在工程设计中,变形有关的各项系数的取值大多凭经验确定,解析解往往难以求得,相对而言数值方法是一种强有力的工具。
本文将采用FLAC−3D有限差分程序,研究CFG桩复合地基在竖向荷载下的变形特性,分析了影响复合地基沉降的因素及其内在联系。
1、计算模型的建立1.1、模型建立的基本假设为了尽可能使模型与实际情况相符,而又节约建模和计算时间,在建模和计算时做如下的假定。
①同种材料是理想均质,各向同性体;②土体和垫层为理想弹塑性模型,采用摩尔−库伦模型;③承台和桩体用弹性模型;④在承台与垫层、垫层和土体之间的接触面均没有相对滑动,其接触面上的节点在变形过程中始终保持接触。
1.2、几何模型的建立模型建立越简单,各影响因素之间相互干扰越少,能更直接反映出影响因素的作用,加深对复合地基沉降性能的理解,据此可以推广到其它情况[2]。
CFG单桩复合地基承受轴对称垂直荷载作用是一个轴对称问题,为简化计算,可取其1/2区域进行分析。
根据工程中单桩复合地基载荷试验的沉降结果,在距一倍载荷板直径处,其地表沉降极小[3]。
本文有限差分计算域水平方向取承台边缘外延5倍载荷板宽,竖直方向自桩顶起取至2倍桩长深度,桩长10m,桩径600mm,模型尺寸10×5×20m3,褥垫层厚300mm,承台1.6×0.8×0.5m3,边界条件为除顶面外各面均施加与其垂直的约束。
CFG桩复合地基受力沉降变形及应用研究CFG桩复合地基是一种常用的地基处理技术,其通过在原有地基上预埋CFG桩,以提高地基的承载力和抗沉降能力。
本文将介绍CFG桩复合地基受力沉降变形及其应用研究。
CFG桩复合地基在施工过程中,采用预制混凝土管桩,将其嵌入地基中,形成一定的桩网结构。
该桩网能够均匀分布地基承载力,从而有效减小地基沉降。
同时,CFG桩复合地基还能提供较高的抗剪强度和抗侧向位移能力,增强地基的稳定性。
CFG桩复合地基在实际应用中,可以广泛用于各类土质地基的处理,如软土地基、高液限土地基和膨胀土地基等。
通过CFG 桩的加固作用,地基的承载力可以大幅提高,从而满足建筑物的需要。
此外,CFG桩复合地基还可以减小地基沉降量,降低地基沉降引起的建筑物变形和损坏风险。
研究表明,CFG桩复合地基的受力沉降变形规律主要受到以下几个因素的影响。
首先是桩长和桩径的大小,较长和较大的CFG桩能够承受更大的荷载和变位。
其次是桩间距和桩网密度,较小的桩间距和较高的桩网密度可以增加地基的整体刚度和稳定性。
此外,地基土质性质和建筑物荷载也会对地基的受力沉降变形产生影响。
在实际应用中,需要对CFG桩复合地基进行合理设计和施工。
设计时需考虑地基土质性质、建筑物荷载、地基沉降要求等因素,并通过现场勘测和试验,确定桩长、桩径、桩间距等参数。
施工时需注意桩身的垂直度和桩顶标高的控制,保证CFG桩的稳定性和一致性。
综上所述,CFG桩复合地基是一种有效的地基处理技术,能够提高地基的承载力和抗沉降能力。
通过合理设计和施工,可以使地基在受力沉降过程中具有较小的变形,从而保证建筑物的安全和稳定。
未来,还需要进一步深入研究CFG桩复合地基的受力机理和应用效果,以推动其在工程实践中的广泛应用。
例析CFG桩处理大型油罐地基前言:近年来,随着我国经济建设的高速发展,国内原油储罐建设也赢来了高潮,且库容越来越大,大型储罐应用越来越广泛。
原油储罐的增大,受附加力影响的土层深度也随之增大,势必造成罐基础的沉降较大,相应的罐底板不均匀变形也大。
为控制罐基础不均匀沉降过大而影响储罐的正常使用,需要重点考虑地基的承载力、变形和不均匀变形,进而考虑对油罐地基进行适当处理。
本文介绍的CFG桩复合地基,是我公司设计完成的大型油罐地基处理取得成功的案例。
一、工程概况大庆林源地区某大型原油商业储备库工程,由12座10X104m3外浮顶原油储罐组成,罐体直径80m,罐高21.8m,钢筋混凝土环梁式基础。
上部结构设计要求地基承载力为280Kpa,同时要求罐基础直径方向上的最终沉降差不大于0.004D(D为油罐内径),沿罐壁圆周方向任意10m弧长内的沉降差不应大于25mm。
场地工程地质情况如下:(1)杂填土:主要由粘性土、灰渣、碎石、砖块组成,稍湿,松散。
该层分布不连续,层厚0.50-2.00米。
(2)耕土:主要由粘性土、粉土、粉砂组成,含少量植物根系,稍湿,松散。
该层分布不连续,层厚0.50-0.70米。
(3)粉土:黄褐色,局部与粉砂和粉质粘土互层。
摇振反应迅速,无光泽,干强度低、韧性低,稍湿,呈中密-密实状态。
该层分布不连续,层厚1.50-3.70米。
fak=170KPa,Es=5.0Mpa。
(4)粉质粘土:黄褐色,大部分与粉土互层。
摇振反应中等,稍有光泽,干强度中等、韧性中等,呈可塑-硬塑状态。
该层分布不连续,层厚1.70-2.50米。
fak=160KPa,Es=4.6Mpa。
(5)粉砂:黄褐色,局部与粉质粘土、粉土和细砂互层。
石英-长石质,均粒,级配不良,充填粘性土,稍湿,水下饱和,呈中密状态。
该层分布连续,层厚6.60-10.00米。
fak=170KPa,Es=10.0Mpa。
(5-1)粉质粘土:黄褐色。
CFG桩复合地基承载力和沉降计算方法分析地基承载力和沉降计算方法是土木工程中非常重要的一部分,用于评估土壤的承载能力以及对于建筑物沉降的影响。
CFG桩作为复合地基的一种常用技术,在地基处理中发挥了重要作用。
CFG桩是一种由水泥、砂、石子和土壤混合而成的桩,可以大大增强地基的承载能力和抗沉降性能。
它的计算方法主要包括两个方面:承载力计算和沉降计算。
对于CFG桩的承载力计算,一般可以采用静力计算法和动力计算法两种方法。
静力计算法是基于经验公式和土力学原理进行计算的,常用的方法有极限平衡法和弹性理论法。
极限平衡法主要是通过平衡桩身和土体的力学平衡条件来求解承载力,适用于桩身较短、直径较小的情况;弹性理论法则是根据桩身和土体之间的相互作用关系,将桩身和土体分别看作弹性体进行计算,适用于桩身较长、直径较大的情况。
这两种方法都需要根据地质条件和桩身参数进行合理的假设和简化,得到最终的承载力。
动力计算法是根据桩身在施工过程中的振动特性,通过动力学原理来计算桩身的承载力。
这种方法对于大型土质桩非常适用,因为其振动特性与承载力之间有非常明显的关系。
常用的动力计算方法有动力触探法和声波法,通过触探记录或声波反射的方法,来确定桩身与土体之间的相互作用关系,进而得到承载力。
对于CFG桩的沉降计算,主要包括桩身的弯矩和桩身的变形两个方面。
桩身的弯矩可以通过力学原理和弹性理论进行计算,包括承载力引起的弯矩和地基沉降引起的弯矩。
这些弯矩可以根据桩身的几何形状和土体的力学参数进行计算,从而得到桩身的弯矩分布。
桩身的变形则主要包括弯曲变形和剪切变形两个方面。
弯曲变形可以通过弹性理论和结构力学进行计算,包括弯曲刚度和弯曲角度等。
剪切变形则是指桩身由于承载力引起的横向位移和扭转变形,在计算中可以采用土力学和结构力学的方法进行估算。
需要注意的是,CFG桩的复杂性和土地多样性在计算中会引入很多不确定因素,因此在实际应用中需要结合现场试验和经验数据,进行合理的校核和验证。
CFG桩复合地基沉降变形计算问题的研究CFG桩复合地基是近几年来建筑工程领域新发展起来的一项地基处理技术,因由碎石、砂、石屑、粉煤灰、水泥等经过拌和而制成,因此又成为水泥粉煤灰碎石桩。
CFG桩具有适用范围广、承载力强、地基沉降变形量小、施工方便、工程造价低等特点,以其较为明显的技术优势和成本优势广泛应用于建筑物的地基改造处理方面。
本文主要对CFG桩复合地基的加固机理和沉降变形模式进行了分析,对其沉降变形计算及变形影响因素进行了探讨。
标签:CFG桩;复合地基;变形计算随着工程建设的快速发展和建筑技术的日趋成熟,复合地基逐渐被应用于建筑施工当中。
复合地基就是通过设置一定比例的增强体,将其与天然地基相结合,形成共同承载体,共同承担建筑物荷载的一种人工地基。
纵向增强体被称为柱,由模量和强度高于原土的材料组成,CFG桩即是由碎石、砂石、粉煤灰等粒径不大于30mm的材料与适量水泥和水进行拌和,用成桩机械在地基中制成,强度等级为C15—C25的桩。
CFG桩与褥垫层、桩间土一起形成了复合地基,有效提高了地基的承载力和抗变形力,是目前高粘结强度桩复合地基的代表,在目前很多的多层和30层以下高层建筑的地基处理中都有应用,对于CFG桩复合地基沉降变形的计算也成为了建筑中的重要问题。
一、CFG桩复合地基的工作机理。
CFG桩复合地基由高粘结强度桩、褥垫层、桩间土一起组成,通过褥垫层与建筑基础连接,使桩端无论落在坚硬土层或是一般土层,都可以保证桩间土始终参与工作,使地基整体受力更均衡,结构更稳固,充分体现出了复合地基的优势。
CFG桩复合地基主要通过桩体作用、桩间土作用及褥垫层作用对地基进行加固,当地基承受竖向荷载时,桩间土与桩都会受力而产生沉降变形,由于桩的模量要大于桩间土的模量,桩间土的变形量要小于桩间土,长时间的荷载作用下,就会产生荷载慢慢向桩顶集中的情况。
通过设置褥垫层,可以将上部传来的压力进行变形,使压力能够以一定的比例同时分配给桩与桩间土,使两者共同承担荷载压力。
- 49 -CFG 桩处理高填方软弱地基沉降分析张 博(中交远洲交通科技集团有限公司 山西分公司,山西 太原 030006)transverse subgrade is 12.20 mm, 13.39 mm and 13.80 mm respectively. Under the design parameters of different pile diameter and pile spacing, the settlement curve of pile top is not consistent, but its total settlement value is small.Key words : soft foundation; CFG pile; settlement; high fill引言软土路基具有压缩程度高、固结时间长等特点。
软土路基容易造成路面开裂、影响行车舒适性,严重的会造成路基滑动甚至垮塌,带来严重的后果[1]。
目前针对软土路基的处理方法主要分为两类。
第一类是对天然路基进行土质改良,包括预压排水固结、振密等措施,另外一类则是在软弱路基中加入增强体,包括横向增强体和纵向增强体。
横向增强体主要是在软弱路基中加入土工格栅土工布等,提高软弱路基的承载力,减小不均匀沉降。
纵向增强体则在土体中打入刚性桩、施作柔性桩等形成复合地基,提高土体的模量达到减小沉降的目的[2-3]。
目前针对软弱路基的处理研究也得到了不少的成果。
黄生根等研究了有桩帽CFG 桩的承载能力、受力特性和桩土之间的相互作用关系[4]。
付广新以数值模拟为手段,研究了高填方路堤桩-网复合地基的受力特征及沉降特性面,为桩土复合地基的数值研究提供了一定的参考[5]。
随着研究的深入,运用桩处理地基的技术得到了一定的提升,并逐渐用于更多的基础工程。
CFG 桩在处理软弱地基中具有桩体作用、挤密作用、褥垫层作用[6-7]。
1 工程概况某拟建双向四车道高速公路区段为填方路段,道路路基宽为20 m,填方坡率为1∶1.5,填方高度为10 m。
CFG桩复合地基承载特征及沉降计算方法研究摘要:CFG桩复合地基是一种新型地基处理技术,其能够提高土壤的承载能力和抗沉降性能。
本文通过对CFG桩复合地基的承载特征及沉降计算方法进行研究,为工程实践提供参考。
关键词:CFG桩;复合地基;承载特征;沉降计算方法1. 引言地基是承载工程荷载并将其传递到地下土体中的重要组成部分。
然而,由于土壤的不均匀性和不稳定性,地基常常会发生沉降和不均匀沉降现象,从而对工程的安全性和稳定性产生影响。
因此,研究地基的承载特征和沉降计算方法具有重要意义。
2. CFG桩复合地基的承载特征CFG桩复合地基是指在原有土体中加入具有一定强度和刚度的混凝土桩,通过桩与土体之间的相互作用来提高土壤的承载能力和抗沉降性能。
CFG桩复合地基具有以下特征:(1)提高土壤的强度和刚度,使其能够更好地承受荷载;(2)改善土壤的排水性能,减少水分对土体的影响;(3)增加土壤的抗沉降能力,降低地基沉降的风险。
3. CFG桩复合地基的沉降计算方法CFG桩复合地基的沉降计算是评估其抗沉降性能的重要手段。
常用的沉降计算方法包括经验公式法、试验法和数值模拟法。
其中,数值模拟法是一种较为准确的计算方法,可以考虑复杂的荷载情况和土体变形特征。
数值模拟法的基本步骤如下:(1)建立CFG桩复合地基的数值模型,包括桩和土体的几何形状、材料参数和边界条件等;(2)选择适当的本构模型和加载路径,描述土体的力学性质和变形特征;(3)进行数值计算,得到地基的应力分布和变形情况;(4)根据计算结果,评估地基的沉降情况和安全性能。
4. 结论CFG桩复合地基是一种有效的地基处理技术,能够提高土壤的承载能力和抗沉降性能。
沉降计算是评估其抗沉降性能的关键环节,数值模拟法是一种较为准确的计算方法。
在工程实践中,应综合考虑地基的承载特征和沉降计算方法,合理设计和施工CFG桩复合地基,以确保工程的安全和稳定。