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复合地基是人工处理地基中的一种,通过对天然地基处理,将天然地基中的土体进行置换或加强,加强后的土体和原有地基一起承担建筑物荷载的一种地基。从它的形成机理看,它既不是天然地基,也不是桩基。我国地域辽阔,各地的工程地质条件又是干变万化,同时每个地方的施工条件、机械条件不同,而人员的技术水平、施工队伍的素质也是各不相同,所以在选择地基处理方法时,要因地制宜选择合理的方法。我们在进行地基处理时,要根据复合地基的使用范围,对比工程地质资料进行合理的分析和设计。
CFG桩复合地基作为一种新兴的地基处理技术,被应用在很多类型建筑的地基中。在现代的城市建设中,随着建筑用地的不断减少及城市发展的需求,使得建筑物向中、高层发展,要求大跨度结构设计的建筑物越来越多,这就致使建筑物荷载增大,相应的对地基处理的要求也不断提高。CFG桩复合地基具有抗变形能力强和高承载力的特性,能够满足建筑物对地基处理不断变化的需求。由于CFG桩复合地基的经济效益和社会效益比较突出,得以迅速发展,不断的应用在高层建筑及大跨度结构设计建筑中,在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
本文主要做了以下四方面的工作:
1.本文简单的介绍了目前复合地基国内外研究现状及本文研究的目的、方法、内容和研究的意义。
2.对CFG桩复合地基的工作特点进行了分析,介绍了CFG桩复合地基的设计。在实际工程中,CFG复合地基的设计参数的选取主要根据规范法,在进行复合地基变形计算上,对CFG桩复合地基的沉降计算做出了详细的论述。另外对CFG桩的施工工艺进行了介绍,主要分为长螺旋灌注成桩、振动沉管成桩和长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩,最后一种施工工艺是国内近几年使用比较广泛的新工艺。
3.以郑州地区的工程实例为基础,介绍了工程场地的实际地层条件,对拟建建筑物地基基础方案进行对比分析,指出CFG桩复合地基是适合的地基处理方法。说明CFG桩复合地基在中、高层建筑及基底压力较大的建筑中应用的可行性。
通过几个拟建工程场地的CFG单桩竖向抗压载荷试验和CFG单桩复合地基静载荷试验进行验证,分析出这种桩型沉降较小,承载力较高,远远满足规范要求,说明CFG桩复合地基设计方案还有进行优化设计达到经济合理的可行性。
4.最后本文通过大型有限元软件ANSYS建立了平面CFG桩复合地基模型,对影响复合地基承载力及沉降的主要因素,如桩长、桩径、桩间距等进行了比较详细的分析研究。结合工程实例,将ANSYS软件模拟方法所得的结果与现场静载荷试验实测结果进行了对比,并通过对不同桩径、桩长和桩间距CFG桩复合地基的ANSYS模拟分析结果,对现有的工程CFG桩复合地基方案进行优化,挑选出经济合理的设计方案,指导实际工程生产。