复合地基沉降计算方法的分析与说明
散体材料桩复合地基沉降计算方法探讨
．
形基础上建立 的沉降计算方法 ， 将散体 桩横 向变形 用在极 限状态 分析 当中。
（ ６ ）
，
卢
１
；
。
２ 沉 降计 算方 法
因此 ， 重要 的一 点是 如何 求得 合理的 ｎ 值， 也可 以说是 口 。 郭蔚东 应用应力剪胀理论 ， 提出了考虑 到桩土剪胀性 的桩 ２ ． １ 复合模 量 法 散体材料 桩复合 地基 桩土模 量 比不大 ， 桩 土应 力 比也 不大 ， 土应力 比和沉降折减 系数 的简 明实用计算公式 。 张定 根据刚性基 础下 复合地基 中桩 与土 在荷 载作用 下 变 桩 土变形 协调 ， 桩周 土与 桩体 的强度 发挥基 本一 致 ， 因此实 际 工 形 的连续性 和协 调性 ， 分析 桩与 土 的应 力与 应变关 系， 并建 立 桩 程中沉 降量一般用复合模量法。 土应力 比表达式及复合地基 的沉 降折减 系数计算 公式 。 复合 地基 的沉降模量按下式计算 ：
（ ３ ） 这种情 况应 力分布 近似 于均质地 基 。故 对散体 材料 桩复 合地 基
宜按均质地基计算较为合理 、 简便 、 实用 。 其中， Ｗ为载荷板形状 系数 ； Ｅ为弹性 模量 ； 为泊松 比； Ｐ为 的应力 分布 ，
平均荷 载 ， ｋ Ｐ ａ 。 对 于刚性基 础 ， 盛崇 文认 为 Ｅ
中散体材料桩 （ 如振冲碎 石桩 、 砂桩等 ） 由于技术简单 、 施工 简便 ， 得到越来越广 泛的应用 。但 由于散体材料 桩复合地基 的复 杂性 ，
其沉 降计算 的理论 还不成熟 。
＝
（ ５ ）
其 中， 日为载荷 Ｐ对碎石桩的影响深度 ； ｓ为单桩载 荷试验对
浆固碎石桩复合地基沉降分析
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ９３ ４ （０ ２ ０ —０ ２０ １ ０ —４ ３ ２ １ ） １０ ９ — ５
Ｓｅｔｌ ｔ ｅｍｅｎ ａｌ ｓ ｓ ｏ ｏ ｐ ｉ ｏｕ ｄ ｔｏｎ ｒ ｎ ｏｒ ｅ ｙ ｇｒ ｕ ｅｄ ｇ ｖ ｌ ｔａｎ ｙ ｉ ｆｃ ｍ ｏｓｔ ｆ ｎ ａ ｉ ｅｉｆ ｃ ｄ ｂ ｏ ｔ ａ ｅｌｐｉ ｅ ｅ
第 １ ３卷 第 １ 期
２１ ０ ２年 ２月
解放 军理 工 大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕｎｌ ｆ Ｌ ｉｅｓ ｙｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｏ Ａ Ｕｎｖｒｉ ｆ ｉ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｎ ｔｒｌ ｅ ｅＥ ｉｏ ） Ｐ ｔ Ｓ ｎ ｎ ｃ ｉ
Ａ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｏ ｓ ｓ ａ ｃ ｈ ｅ ｔｅ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｆ ｃ ｍ ｐ ｓ ｔ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｂ ｒ ｕ ｅ ａ ｅ ｐ ｌ ，ｆ ｓ ｌ ｂ ｔａ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｔ ｅ ｓ ｔｌ ｍｅ ｔｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｏ ｏ ｏ ｉ ｆ ｕ ｄ ｔ ｙ ｇ ｏ ｔ ｄ ｇ ｖ ｌ ｉ ｃ ｅ ｏ ｅ ｉ ｔｙ ｒ
Ｖｏ． ３Ｎｏ １ １１ ．
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浆 固碎 石桩复合 地基沉降分析
温世 清 ， 刘 汉 １ 闰春 雷。 周 元 龙 ， 。 ２ ＇
（ ＿ 海 大 学 岩 土 力 学 与堤 坝工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 ，江 苏 南 京 ２ ０ ９ ； ． 海 大 学 土 木 与 交 通 学 院 ， 苏 南 京 ２ ０ ９ ； １河 １０８ ２河 江 １ ０ ８
Ｎａ ｊｎ １ ０ ８ ｈ ｎ ｎ ｉｇ ２ ０ ９ ，Ｃ ｉａ；２ Ｃ ｌ ｇ ｆＣｉｉ ａ ｄＴｒｎ ｐ ｒａｉｎＥｎ ｉｅｒｎ ，Ｈｏ ａ ｉｅｓｔ ． ｏ ｌ ｅｏ ｖｌ ｎ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｇｎ ｅ ｉｇ ｅ ｏ ｈｉ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｙ，Ｎａ ｊｎ １ ０ ８，Ｃｈｎ ； ｎｉｇ ２ ０ ９ ｉａ
CFG桩复合地基沉降影响因素的数值分析
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。
高速铁路刚柔性桩复合地基沉降影响分析
补 偿量 不足 ，可 以采用 刚柔 性桩 复合 地基 ； ｃ 如 果地 基 中存 在软 弱下 卧层 ，采 用等 长桩 体 ）
能 满足 承载 力要求 ，但 不能 满 足变形 要求 ，此 时可
以考 虑采用 刚柔性 长 短桩 复合地 基处 理技 术 ，设 置
较 长 的刚性桩 以减少 变形 。
土 变形 协调 。采用 刚柔 长短 性复 合桩 地基 一般 有 以 下几 种情 况 ： ａ 软 土层深 厚且 土层 中有 两个 不 同埋深 的持力 ） 层 ，在高 速铁 路地 基处 理 中 ，深厚 软土层 往往 深达
刚柔 性 桩 复合地 基 虽然是 较 好 的地基 处理 技术 ，但 是 这种 地基 处理 技术 无论 在 理论 上还 是在 高速 铁路 地基 处理 中运用 都较 少 ，特别 是对 高 速铁路 地 基 的 沉 降影 响 因 素缺 乏 系 统 的分 析 ，研 究 尚不 够 深 入 。 基 于此 ，本 文分 析 刚柔性 桩 复合地 基 处理技 术 的适 用 范 围和 工 作 机 理 ，并 利 用 有 限元 计 算 分 析 软 件 Ｐａ ｉ，在对 刚柔 性 桩 复 合 地 基 进 行 数值 分 析 的基 ｌｘ ｓ 础上 ，研 究 影响 复合 地基 沉 降 的因素 。
ＬHale Waihona Puke ｏ Ｔａ （ ＲＥ ｃ ｉｅｙＥ ｇｎ ｅｉｇＣ ． Ｌｄ，Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ０ ６ ， ｈｎ ） Ｃ ＧＣ Ｍａ ｈｎ ｒ ｎ ｉｅ ｒ ｏ， ｔ ． ｈ ｎ ｄ １ ０ １ Ｃ ｉａ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｒｉ ｉ — ｅ ｉ ｌ ｉ ｏ ｏ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｉ ｅ ｏ ｎ ａ ｉｎ ｔｅ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｇ ｄ ｆ ｘ ｂ ｅ ｐ ｌ ｃ ｍｐ ｓｔ ｆｕ ｄ ｔ ｓ ａ ｎ ｗ ｆｕ ｄ ｔ ｒ ａ ｍｅ ｔｔｃ ｎ ｌ ｇ ， ｈ ｐ ｌ ｔ ｌ ｅ ｅ ｏ ｏ ｃ ｏ
刚性桩复合地基计算书(CFG桩)三相岩土
三相岩土—刚性桩复合地基计算程序淘宝有售1 说明：1.高程请输入绝对标高，或统一高程系统。
2.桩边至筏板边距离为采用等效实体法计算沉降时采用。
3.地基承载力修正深度适合建筑周边存在独立基础的地下车库时，修正深度不同于基础埋深时。
4.输入土层各压力段下孔隙比很重要，用于计算不用压力段下压缩模量，输入此值以后，输入的压缩模量值会在计算时被替换。
5.保存数据与读取数据均为EXCEL2003格式，计算书为word2003格式。
6.如有问题可发邮件到2419859460@ 淘宝店名：三相岩土复合地基计算书5号楼一、计算条件基础长度：67.83 m基础宽度：17.73 m地基承载力修正深度：0.50 m基底压力：570kpa准永久荷载：540KN/m3地下水位高程：18.00 m自然地面标高：32.21 m3.桩基参数桩长：26 m桩径：500 mm桩顶标高：21.73 m桩间土承载力发挥系数β：1.0单桩承载力发挥系数λ：0.9桩端阻力发挥系数：1.0桩顶标高: 21.73 m布桩形式：矩形桩间距X方向：1.7 m Y方向：1.8 m二、复合地基承载力计算1.桩在地层中位置主层号 亚层号 土层名称 地层计算厚度(m) 侧阻标准值(Kpa) 端阻标准值(Kpa) 3 0 细砂 4.12 65 — 4 0 粘土 7.90 53 — 5 0 细砂 9.20 70 — 7细砂 0.98 72 25002.单桩竖向承载力特征值计算根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.5条式(7.1.5-3)R a =12 ×(u p ∑q si l i +αp q p A p )=12 ×[π×0.50×(4.12×65+7.90×53+9.20×70+3.80×66+0.98×72)+1.00×π×0.252×2500.00]=1542.80KN R a —单桩竖向承载力特征值(KN) u p —桩周长(m)q si —桩周第i 层土极限侧阻力标准值(Kpa) l i —桩周第i 层土厚度(Kpa) αp —桩端端阻力发挥系数q p —桩的极限端阻力标准值(Kpa) A p —桩的截面积(m 2) 3.面积置换率计算根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.5条式(7.1.5-1) 布桩类型：矩形m= d 2d e2 =0.502/(1.052×1.70×1.80) =0.0640m —面积置换率 d —桩径(m)d e — 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径(m) 4.桩间土承载力基底以下存在软弱下卧层,天然地基承载力按207.8873Kpa 计算主层号 亚层号 土层名称 修正深度(m) 平均重度(KN/m3) 深度修正系数 修正后承载力(Kpa) 4粘土4.1218.751207.89f sk =207.89Kpa 5.复合地基承载力计算根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.5条式(7.1.5-2)f spk =λm R aA p+β(1-m)f sk = 0.90 × 0.0640 ×1542.80/(π×0.252)+0.95×(1-0.0640)×207.89=637.32Kpa f spk —复合地基承载力特征值 (kpa) λ—单桩承载力发挥系数 β—桩间土承载力发挥系数 6.复合地基承载力深度修正不考虑深度修正 f spa =f spk =637.32Kpa f spa —深度修正后复合地基承载力(kpa) 7.桩体试块抗压强度计算达到设计要求的复合地基承载力需要的单桩竖向承载力特征值R a =[f spk -β(1-m)f sk ]A p λm=[ 570.00-0.95×(1-0.0640)×207.89]×π×0.252/(0.90 × 0.0640)=1063.73KN 桩身试块抗压强度,根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.6条式(7.1.6-2)f cu ≥4λR aA p=4×0.90×1063.73/(π×0.252)/1000=24.08Mpaf cu —桩体试块抗压强度(Mpa)三、下卧层承载力验算1.天然地基下卧层承载力验算根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.2.7条式(5.2.7-1) P z +P cz ≤f azP z —下卧层顶面处附加压力值(kPa)P cz —下卧层顶面处土的自重压力值(kPa)f az —下卧层顶面处经深度修正后承载力特征值(kPa) 计算结果见下表主层号 亚层号 土层名称层顶 标高 m有效 重度 KN/ m3附加应 力系数 附加应力 PzKpa自重 应力 Pcz kpa Pz+ Pcz kpa 修正 深度 m 平均 重度 KN /m3 深度 修正 系数 修正后 承载力 kpa 计算 结果 3 0 细砂 21.73 19.70 1.0000 367.09 202.91 570.00 0.50 19.70 3.00 220.00 不满足 3 0 细砂 18.00 9.70 0.9739 357.50 276.39 633.89 4.23 17.37 3.00 414.39 不满足 4 0 粘土 17.61 7.70 0.9661 354.66 280.17 634.83 4.62 16.72 1.00 208.90 不满足 5 0 细砂 9.71 9.70 0.7042 258.52 341.00 599.52 12.52 11.03 3.00 697.74 满足 6 0 粘土 0.51 7.60 0.4613 169.33 430.24 599.57 21.72 10.47 1.00 402.10 不满足 7 0 细砂 -3.29 9.80 0.3936 144.50 459.12 603.62 25.52 10.04 3.00 1063.58 满足 8 0 卵石 -8.39 11.00 0.3226 118.42 509.10 627.52 30.62 10.00 4.40 1655.25 满足 9 0 粉质粘土-13.49 9.90 0.2679 98.35 565.20663.5535.7210.141.60751.56满足10 0 细砂 -14.59 9.90 0.2578 94.63 576.09 670.72 36.82 10.14 3.00 1424.35 满足 11 0 粉质粘土-19.09 9.90 0.2214 81.27 620.64 701.91 41.32 10.11 1.60 860.29 满足 12细砂 -20.19 9.800.213678.40631.53 709.93 42.42 10.10 3.001620.72 满足2.复合地基下卧层承载力验算根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.2.7条式(5.2.7-1) P z +P cz ≤f az计算结果见下表主层号 亚层号 土层名称层顶 标高 m有效 重度 KN/ m3附加应 力系数 附加 应力 Pz Kpa 自重应力 Pcz kpaPz+Pcz kpa修正 深度 m平均 重度 KN /m3深度 修正 系数 修正后 承载力 kpa计算 结果8 0 卵石 -8.39 11.00 0.3226 118.42 509.10 627.52 30.62 10.00 4.40 1655.25 满足 9 0 粉质粘土-13.49 9.90 0.2679 98.35 565.20 663.55 35.72 10.14 1.60751.56 满足 10 0 细砂 -14.59 9.90 0.2578 94.63 576.09 670.72 36.82 10.14 3.00 1424.35 满足 11 0 粉质粘土-19.09 9.90 0.2214 81.27 620.64 701.91 41.32 10.11 1.60 860.29 满足 12细砂 -20.19 9.800.213678.40631.53 709.93 42.42 10.10 3.001620.72 满足3.按桩基模式验算桩端下卧层承载力根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94)第5.4.1条式(5.4.1-1) σz +γm z ≤f azσz —作用于下卧层顶面的附加应力γm —下卧层顶面以上深度修正范围内土层加权平均重度(KN/m 3) z —修正深度(m)σz0=(F k +G k )-3/2(A 0+B 0)∑q sik l iA 0+B 0=[570.00-3/2×(67.83+17.73-4×0.80)×(4.12×65+7.90×53+9.20×70+3.80×66+0.98×72)]/[(67.83-2×0.80)×(17.73-2×0.80)]=212.08kpa σz0—桩端位置附加应力(kpa)F k +G k —建筑荷载与基础覆土重之和,即基底压力(kpa) A 0、B 0—桩群外缘矩形底面的长、短边边长(m) 计算结果见下表 主层号 亚层号 土层名称层顶 标高 m有效 重度 KN/ m3附加应 力系数 附加 应力 σz自重应力 γ·zkpaσz+ γ·z kpa修正 深度 m平均 重度KN/m3深度修正 系数修正后承载力kpa 计算 结果 7 0 细砂 -4.27 9.80 1.0000 212.08 468.72 680.81 26.50 3.00 10.03 1092.41 满足 8 0 卵石 -8.39 11.00 0.9636 204.36 509.10 713.46 30.62 4.40 10.00 1655.25 满足 9 0 粉质粘土-13.49 9.90 0.7938 168.36 565.20733.56 35.72 1.60 10.14 751.56 满足 10 0 细砂 -14.59 9.90 0.7531 159.72 576.09 735.81 36.82 3.00 10.14 1424.35 满足 11 0 粉质粘土-19.09 9.90 0.6043 128.16 620.64 748.80 41.32 1.60 10.11 860.29 满足 12细砂 -20.19 9.800.5733121.59 631.53 753.12 42.42 3.0010.10 1620.72 满足四、沉降计算1.天然地基沉降计算根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.3.5条式(5.3.5)s=ψs ∑p 0E si(z i αi -z i-1αi-1)s —地基最终变形量(mm) ψs —沉降计算经验系数p 0—准永久组合时基础底面处的附加应力(kpa)，p0=337.09kpa z i 、z i-1—基础底面至第i 层土、第i-1层土底面的距离(m)αi 、αi-1—基础底面至第i 层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数E si —基础底面下第i 层土的压缩模量(Mpa)，应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算，根据《土工试验方法标准》(GBT50123)第14.1.9、14.1.10条E si =(1+e i0)(p i2-p i1)e i1-e i2e 0—初始孔隙比p i1、p i2—第i 层土自重应力、第i 层土自重应力与附加应力之和(Kpa)e i1、e i2—第i 层土自重应力下孔隙比、第i 层土自重应力与附加应力之和作用下孔隙比,根据高压固结试验内插计算 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.3.7条,地基变形计算深度z n 应符合式(5.3.7)条规定Δs n '≤0.025∑Δs i ' Δs i '—在计算深度范围内,第i 层土计算变形值(mm)Δs n '—在由计算厚度向上取厚度为Δz 的土层计算变形值(mm) Δz —根据基础宽度b=17.73m ，查表5.3.7，Δz=1m 计算过程见下表主层亚层土层 名称计算 深度 m 有效 重度 KN/ 自重 应力 Pcz 附加 应力 PzPz+ Pcz kpa孔隙比 e1 孔隙比 e2 压缩 模量 Mpa平均附加Ai本层 沉降号 号 m3 kpa Kpa 应力系数 Δs' mm 3 0 细砂 1.00 19.70 202.91 337.09 540.00 19.00 0.9998 0.9998 17.74 3 0 2.00 19.70 222.61 336.87 559.48 19.00 0.9988 0.9978 17.70 3 0 3.00 19.70 242.31 335.41 577.71 19.00 0.9962 0.9910 17.58 3 03.73 19.70 256.69 331.80 588.49 19.00 0.9930 0.7154 12.69 3 0 细砂4.12 9.70 264.37 327.60 591.9719.00 0.9909 0.3783 6.71 4 0 粘土 5.12 7.70 274.07 324.82 598.89 0.683 0.636 12.95 0.9838 0.9545 24.85 4 0 6.12 7.70 281.77 316.13 597.90 0.677 0.636 14.44 0.9746 0.9275 21.66 4 0 7.12 7.70 289.47 305.64 595.11 0.671 0.636 16.39 0.9635 0.8959 18.42 4 0 8.12 7.70 297.17 293.91 591.08 0.665 0.637 19.15 0.9509 0.8614 15.16 4 0 9.12 7.70 304.87 281.50 586.37 0.663 0.637 20.44 0.9372 0.8253 13.61 4 0 10.12 7.70 312.57 268.86 581.43 0.662 0.637 20.34 0.9225 0.7889 13.07 4 0 11.12 7.70 320.27 256.33 576.60 0.661 0.638 20.24 0.9073 0.7529 12.54 4 012.02 7.70 327.20 244.14 571.34 0.661 0.638 20.13 0.8932 0.6477 10.85 5 0 细砂 13.02 9.70 334.90 233.58 568.48 20.00 0.8774 0.6876 11.59 5 0 14.02 9.70 344.60 222.37 566.97 20.00 0.8616 0.6555 11.05 5 0 15.02 9.70 354.30 211.76 566.06 20.00 0.8458 0.6250 10.53 5 0 16.02 9.70 364.00 201.75 565.75 20.00 0.8303 0.5962 10.05 5 0 17.02 9.70 373.70 192.34 566.04 20.00 0.8149 0.5691 9.59 5 0 18.02 9.70 383.40 183.49 566.89 20.00 0.7998 0.5435 9.16 5 0 19.02 9.70 393.10 175.18 568.28 20.00 0.7851 0.5194 8.76 5 0 20.02 9.70 402.80 167.38 570.18 20.00 0.7707 0.4968 8.37 5 0 21.02 9.70 412.50 160.05 572.55 20.00 0.7567 0.4755 8.01 5 021.22 9.70 414.44 153.15 567.5920.00 0.7539 0.0927 1.56 6 0 粘土 22.22 7.60 424.14 151.83 575.97 0.624 0.608 17.44 0.7403 0.4516 8.73 6 0 23.22 7.60 431.74 145.41 577.15 0.623 0.608 17.39 0.7270 0.4328 8.39 6 0 24.22 7.60 439.34 139.37 578.71 0.622 0.607 17.33 0.7142 0.4152 8.08 6 025.02 7.60 445.42 133.67 579.09 0.621 0.607 17.29 0.7041 0.3201 6.24 7 0 桩端 26.00 9.80 452.87 129.34 582.21 21.70 0.6921 0.3783 5.88 7 0 细砂 26.02 9.80 453.06 124.30 577.36 21.70 0.6919 0.0076 0.12 727.029.80462.86124.20587.0621.700.68000.37075.76总沉降计算值s'=334.45mm在基底以下27.02m 以上1m 厚度土层计算变形值 Δs Δs=5.76mm<0.025∑Δs'=8.36mm 沉降计算深度满足要求。
深厚软土水泥搅拌桩复合地基沉降分析及控制初探
深厚软土水泥搅拌桩复合地基沉降分析及控制初探摘要:众所周知,深层水泥搅拌桩处理方式一直以来都是应当深厚软土地基的最直接也是最有效方式。
本文以位于我国华南地区A城市典型深厚软土构造为研究对象,首先对于水泥搅拌桩相对于水利工程建设地基在加固过程当中所产生长期沉降问题进行了观测与分析,并在传统计算模式作用之下对上述所得数据加以了沉降计算。
计算结果表明:传统沉降计算计算结果与实际测定结果之间差异明显,实际测定结果仅为沉降计算结果的1/3作用。
其次,对A市典型的软土结构特性加以了详细分析,得出了包括(1)软土结构作用之下,地表压缩层土体结构所表现出的屈服应力参数比率基本控制在 1.7～2.5范围之内;(2)土体结构中的屈服应力参数明显大于软土结构下下卧层自重应力与附加应力的和。
也正是在以上方面条件作用之下,深厚软土地基下的建筑物沉降问题就能够得到有力且有效的控制。
最后,结合相关学者的研究成果,本文构建了一种新型计算深厚软土地基作用下地基沉降程度的计算方式,此种计算方式区别于传统计算方式最大的差异在于其考虑了深厚软土结构性变化特征对于及地基下卧层沉降表现方式的影响,并得出该方式下计算结果与实际测定结构高度一致,值得大范围推广与应用。
关键词:深厚软土水泥搅拌桩复合地基沉降控制分析软弱粘性土(即我们俗称的软土)是淤泥、淤泥质粘土以及淤泥质亚粘土的总称。
从软弱粘性土的组成结构方面上来说,这种土质最大的特性在于其有着极高的天然含水量,优越的压缩性能、较低的承载能力以及较少的腐殖质物质。
从软弱粘性土的层次构造角度来说,其多为泻湖相、河相以及海相沉积层。
就我国而言,内河两岸、湖泊以及沿海地区分布软弱粘性土最广。
在当前技术条件支持之下,应用深层水泥搅拌桩水利工程建设区域内的软土地基进行加固处理至今已具备了近十年的发展历史,相关应用技术发展也较为成熟。
之所以采取以上加固方式最根本的原因在于水泥搅拌桩属于非挤土柔性桩的一种,在整个成桩过程当中,桩间土体所遭受的结构性扰动作用破坏力相对而言是比较小的,再加上水泥搅拌桩自身较天然软土土体高出数十倍的的强度参数,其在与软土土地相融合的过程当中所形成的复合地基对于地基承载力的提升以及地基沉降的控制而言都是极为有利的。
CFG桩复合地基承载力和沉降计算方法分析
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。
水泥土搅拌桩复合地基沉降组成及其计算方法研究
２ ８ ３・
工 程 科 技
水泥土搅拌桩复合地基沉降组成及其计算方法研究
陈莉娟 靳 凯 朝
（ 商丘工学院建筑工程 系， 河南 商丘 ４ ６ ０ ） ７ ００
摘 要： 水泥土搅拌桩复合地基是地基 处理 的常用方法 ， 对复合 地基 沉降组成及常见的 几种 沉降方法进行 了分析 ， 出了以沉 降为 提 主的设计思路 ， 并为复合地基的设计和施 工提 出了建议 。 关键 词 ： 水泥土搅拌桩复合地基 ； 降计算 ； 沉 方法 １水泥土搅拌桩复合地基的概念 基 的总沉降量 ｓ可表示为两部分之和，即 ｓ ｓ＋ ： ＝ ｓ 至今提 出的复合 地基是承受建筑物上部荷载 的土壤层 ， 当天然地基不能满足设 地基沉 降实用计算方法 中 ， 下卧层压缩量 Ｓ， 对 大都采用 分层 总和 计 要 求 时需 对 地 基 进 行 处 理 形 成 人 工 地 基 。 过 处理 的人 工地 基 可 法 计 算 ， 对 加 固 区范 围 内 土层 的 压 缩 量 Ｓ ， 针 对 各 种 复 合 地 基 经 而 ． 则 分为三类 ： 均质地基 、 多层地基和复合地基 。 复合地基是 指天然地基 的特点采用一种或几种计算 方法计算 。 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 ３１ ． 加固区土层压缩量 Ｓ 的计算方法 置加 筋材料所形成 的人 工地基 。总之 ， 凡是在软土地基 中用各种手 （） １复合模量法（ ） Ｅ法 段加入增 强体 ， 使增强体与天然地基 共同组成 以提高地基强度 和降 将复合地基加 固区 中增强体和基体两部分视 为一 复合土体 ， 采 用 复合压缩模量 Ｅ 来评 价复合土体 的压缩量 。将加 固区土层分成 低 土体压缩性 为主要 目的的人工地基 ， 统称为复合 地基 。 复合地基有 两个基本特点 ：加 固区是 由基体 （ ａ ． 天然地基 土体 ） Ｎ层 ，每层复合 土体 的复合压缩模量为 Ｅ 加固区上层压缩量表达 和增 强体两部分组成 的， 具有非均质性及各 向异 性的特点 。ｂ在结 劫 ： ． 构荷 载作 用下 ， 基体和增强体共同承担荷载 的作用 。前一特征使 复 （ ’ １ 合地基区别于均质地基 ， 后一特征使复合地基 区别 于桩地 基。从某 种意义上讲 ， 复合地基介于均质地基和桩基之 间。在诸 多复合 地基 式中 ： ｉ ｉ △Ｐ 一第 层复合地基平 均荷载密度 中， 深层水泥土搅拌桩复合地基是最典型的复合地基。 Ｈ一第 ｉ ｉ 层复合土层的厚度
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复合地基沉降计算方法的分析与说明
发表时间：2019-03-25T11:52:32.297Z 来源：《建筑细部》2018年第18期作者：李维鹏
[导读] 复合地基的设计主要关心的是承载力和沉降问题，实际工程中，存在很多承载力满足，而由于沉降过大而造成地基无法正常工作的案例，大量研究表明，复合地基很大一部分都是有沉降进行控制的。
所以对沉降的计算成了复合地基设计的关键。
复合地基沉降计算方法多种多样，既有理论分析方法也有试验方法和数值计算方法，设计中如何甄别采用哪种计算方法，既需要工程人员具有扎实的基本功，也需要具有丰富的工程经验。
李维鹏
武汉科达监理咨询有限公司武汉 441000
摘要：复合地基的设计主要关心的是承载力和沉降问题，实际工程中，存在很多承载力满足，而由于沉降过大而造成地基无法正常工作的案例，大量研究表明，复合地基很大一部分都是有沉降进行控制的。
所以对沉降的计算成了复合地基设计的关键。
复合地基沉降计算方法多种多样，既有理论分析方法也有试验方法和数值计算方法，设计中如何甄别采用哪种计算方法，既需要工程人员具有扎实的基本功，也需要具有丰富的工程经验。
关键词：复合地基；沉降；计算方法
0 引言
近些年随着经济建设快速发展，建筑行业得到前所未有的发展，建筑高度和建筑设计及施工难度不断地被刷新。
建筑物难度的增加，对地基基础问题也带来的极大的挑战，同时也促使地基基础设计的快速发展。
以前很多建筑由于建设楼层不高，功能简单，通常荷载不大，故通常将建筑物直接建在天然地基上，并且事实证明，这些建筑物至今仍很好的工作着。
但是随着建筑高度越来越高，建筑形式越来越复杂，天然地基无法承受上部结构荷载，就要采用其他的地基基础形式，目前采用较为普遍的形式为桩基础和复合地基。
桩基础是将上部荷载通过桩体传递给深部土层的基础形式，复合地基则是采用桩和土共同承载的形式，由于复合地基相对于桩基础具有费用低，施工速度快等优点，在建筑工程中得到越来越多的应用。
复合地基的设计主要关心的是承载力和沉降问题，实际工程中，存在很多承载力满足，而由于沉降过大而造成地基无法正常工作的案例，大量研究表明，复合地基很大一部分都是有沉降进行控制的。
所以对沉降的计算成了复合地基设计的关键，本文就目前存在的沉降计算方法进行讨论。
1 复合地基沉降计算方法
关于复合地基沉降计算方法目前现有文献提供的方法非常的多，大致可归纳为以下几种
（1）分为加固区与非加固区的方法
这种方法也是JGJ79—2012《建筑地基处理设计规范》所给出的方法，该方法主要思路是将地层分为桩长范围的加固区和下卧层的非加固区，对于加固区，先计算桩和土的复合模量，然后分层法计算加固区沉降，对于下卧层的非加固区，直接用分层法计算沉降，其实这种方法，就是将复合地基通过复合模量等效为均质地基，通过分层法进行计算沉降。
这种方法计算方法简单，参数较少，工程设计人员容易掌握，在工程中得到的大量的应用。
这种方法计算关键问题在于复合的模量的计算，规范中对于刚性和柔性桩复合地基采用桩的模量和土的模量加权的方式求解复合模量，对于像碎石桩这样的散体材料桩的复合地基采用对土的模量乘以修正系数的方法求解复合模量，该修正系数与桩土应力比和置换率有关，通常桩土应力比取2～4，具体取值可根据经验选取。
同时该方法也存在很多不足的地方，比如桩和土的模量确定时有困难，实际工程中，桩的模量通常取桩体材料的模量，桩体材料模量通常会比工程桩工作时的模量大，造成桩模量取值不准确。
土的模量通常采用天然土的模量，而复合地基中的土，在桩施工过程中被挤密，模量大于天然土的模量，也造成土的模量取值偏小。
还有关于散体桩桩土应力比的取值，多数根据经验取值，也会出现取值偏差。
（2）计算桩体临界桩长的方法计算复合地基沉降
当复合地基中，桩长增加到某一值以后，桩长继续增加，桩的承载力和沉降不再增加，可认为这一桩长即为临界桩长。
通常可认为临界桩长处桩端应力为零。
这种方法首先需要计算临界桩长，临界桩长计算需首先假定桩土摩擦力分布型式，目前研究多采用三角形、折线形、组合形式等，通过研究有效桩长范围内，桩土受力平衡条件求解临界桩长，临界桩长通常与桩土模量比有关。
设计时，如果实际桩长超过临界桩长，则可将复合地基分为三层计算，第一层为地面至临界桩长处，第二层为临界桩长至桩底处，第三层为桩底以下的下卧层。
第一层土层的沉降，由于临界桩长处桩端截面压力为0，通过计算这个范围内桩体压缩量来计算沉降。
对于第二层土，则采用通过计算桩土复合模量进而计算沉降的方法，第三层土即下卧层采用分层法进行计算。
如果实际桩长小于临界桩长，则认为桩长变化对复合地基的承载力和沉降比较敏感则最好对实际桩长进行修改，使其达到临界桩长，进而使桩体更好发挥工作。
这种方法存在的突出问题就是临界桩长的计算，临界桩长的计算依赖于桩土摩擦力的计算，桩土摩擦力采用不同分布型式会得到不同的临界桩长，也有学者通过数值计算的方法和试验方法来分析临界桩长，具体计算采用哪种计算方法，需要慎重选择。
但不管哪种方法，临界桩长的确定对于计算复合地基沉降至关重要。
（3）计算桩土等沉面的方法计算复合地基沉降
这种方法通常是计算刚性桩复合地基沉降而采用的方法，该方法是将计算土层分为三层计算，第一层是土顶至等沉面的位置，第二层是等沉面至桩底的位置，第三层是桩底以下下卧层。
从上面计算思路不难看出，这种方法关键在于计算等沉面。
等沉面的影响因素很多，主要是和桩顶的向上刺入量以及桩底的向下刺入量有关。
计算向上向下刺入量也需要对桩土摩擦进行假定，不同形式的摩擦力分布对计算结果影响较大。
同时考虑向上向下刺入计算桩土等沉面计算参数非常多，计算量非常大，有些简化计算不考虑桩底向下刺入，仅考虑向上刺入，
可简化计算参数。
计算得到等沉面之后，这可利用假定条件，分析第一层和第二层土体的受力，进而计算第一层和第二层土的沉降，第三层土，也即下卧层仍采用分层法计算。
2 复合地基沉降计算方法补充说明
对于第一节所提到的复合地基沉降计算方法，主要是理论分析手段设计的方法，事实上，仍有很多方法是基于试验和数值计算的，并且这些研究成果也在工程中得到广泛的使用。
关于下卧层应力的计算，通常采用boussinesq的方法求解，实际设计时，也有不少学者提出采用应力扩散角的方法计算或者MIndlin解的方法计算。
选取哪种方法计算更合理需要详细分析。
另一个需要说明的是，关于复合模量的计算问题，通常复合模量采用桩土模量加权的形式，事实上关于复合模量的计算，目前也已经提出了很多计算公式，实际设计时，可根据情况选取合适的计算公式，或者仍按照规范计算，但桩土模量的取值一定要严格。
3 结语
复合地基的沉降计算时复合地基设计的关键问题，复合地基沉降计算方法多种多样，既有理论分析方法也有试验方法和数值计算方法，设计中如何甄别采用哪种计算方法，既需要工程人员具有扎实的基本功，也需要具有丰富的工程经验。
参考文献：
[1]JGJ79—2012建筑地基处理技术规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]赵幸，赵德富，赵其华，等.CFG桩复合地基沉降量计算及沉降影响因素探析[J].工业建筑，2013
[3]周波，杨庆光，张可能，刚性基础下柔性桩复合地基有效桩长的计算方法[J]，中南大学学报（自然科学版），2007，38（1）。