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随着城镇现代化建设步伐的加快,基础建设的规模不断的扩大,许多建筑物建造在不良地基上,因此常需进行地基处理。CFG桩复合地基就是目前地基处理主要方法之一,在很多地区各类建构物中都有普遍的应用,近来不断的应用到高层建筑。与桩基础比,CFG桩复合地基具有成本低,施工简单,容易就地取材等优点。随着CFG桩复合地基的快速发展,在CFG桩复合地基的理论研究也取得了不少的成果,但是仍然落后于实际应用。在CFG桩复合地基的桩土共同作用和受力变形特性等方面,影响因素有很多,存在的问题也有很多,尤其在不少特殊地区,问题更多,还需要我们继续深入的研究。为此,本文在以下几个方面进行了研究:
(1)总结了CFG桩复合地基的发展及研究现状,对CFG桩复合地基的加固机理、桩土共同作用下荷载传递、受力变形特性等进行了详细的分析。
(2)系统论述了CFG桩复合地基的承载力、沉降的理论计算和设计流程。
(3)采用大型有限元数值模拟软件ANSYS,建立了单桩CFG桩复合地基、天然地基、群桩复合地基以及长短CFG桩复合地基三维数值模型;数值模拟分析结果显示:对比天然地基与CFG桩复合地基,CFG桩复合地基有着良好的加固效果;研究了CFG桩复合地基桩身轴向应力、受力变形规律,分析了CFG桩复合地基的加固机理、桩土共同作用特性。ANSYS有限元三维数值模拟能够较好反应CFG桩复合地基桩土共同作用特性。
(4)着重研究了桩长、置换率、桩间距、桩径、桩端土层、桩间土模量对CFG桩复合地基沉降变形的影响,得出了各因素影响CFG桩复合地基受力变形的规律;最后研究了桩端土层为岩石的CFG桩复合地基受力变形情况,ANSYS有限元三维数值模拟与理论计算和实际相比较,有很好的适用性和参考价值。
(5)、通过对CFG桩复合地基在石灰岩地区高层和多层地基处理的工程实例分析,说明了CFG桩复合地基在石灰岩地区的适用性。与桩基础比,CFG桩复合地基具有工程造价低,施工简单、施工工期快、宜就地取材等优点。通过ANSYS数值模拟与实测值和理论值比较,说明了数值模拟有相当的可靠度和实用性。总结了CFG桩复合地基在石灰岩地区应用时存在问题和处理建议,以及对其岩土工程勘察的几点要求。