CFG桩复合地基的单桩承载力数值模拟_姚笛.pdfVIP

科学之友 Friend of Science Amateurs 2012 年04月 CFG 桩复合地基的单桩承载力数值模拟 姚 笛 （太原市热力公司，山西 太原 030012） 摘 要：文章介绍了CFG 桩复合地基的作用机理，通过FLAC3D 程序模拟了竖向荷载 作用下CFG 桩复合地基中单桩的承载特性，并对地基处理前后的地基承载力进行了比 较。结果表明：在竖向荷载作用下，单桩的承载特性呈非线性变化，地基处理后的地基承载 力明显提高，进一步验证了CFG 桩对地基处理的效果。 关键词：地基处理；数值模拟；非线性 + 中图分类号：TU473.1 1 文献标识码：A 文章编号：1000- 8136（2012）12- 0023- 02 1 概述 3 数值模型的建立 随着城市建筑的发展，高层建筑越来越多，为了提高地基土 本模型的土层厚度取30 m，地基土的范围为20 m×20 m，垫 的承载力，减少沉降，保证建筑的安全稳定，大部分的地基土需 层厚度为0.2 m，采用CFG 桩，桩径0.4 m，桩长16 m。地基土模型 要进行地基处理。地基处理的方式方法有很多种，包括换填垫层 采用FLAC3D 软件中自带的tunnel 放射网格建立，地基土的本构 法、强夯法、置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、CFG 桩法、挤密桩 模型为摩尔—库伦模型；筏板采用壳结构单元shell 模拟，筏板平 法、振冲法等。但是在城市建设中，考虑到对周围环境的噪声等 面尺寸为1.2 m×1.2 m；桩采用桩结构单元pile 进行模拟，桩与垫 [1] 11 3 因素的影响，应用最多的还是CFG 桩 。由于CFG 桩复合地基能 层、土体的连接采用耦合弹簧模拟，耦合弹簧刚度为5.4×10 N/m ， 够充分发挥桩材和天然地基的承载潜力，可有效提高地基承载 弹簧的压缩屈服强度为222 kN。模型简图见图 1，土层、垫层、桩 力，减少地基沉降，节约时间和成本，具有较好的经济效益与社 体和弹簧的参数设置见表1、表2、表3。 会效益。 表1 地基土层参数 CFG 桩复合地基的承载力主要是由群桩来决定的，而群桩 的承载力与单桩的受力状况有着很大的关系。因此，单桩的承载 土层名称平均层厚 密度 黏聚力 内摩擦角体积模量剪切模量 特性对于群桩承载特性的分析具有很大的意义。 1 800 粉土 8.0 m 25 kPa 15° 30 MPa 20 MPa kg/m3 2 CFG 桩复合地基作用机理 1 800