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1、建材世界2015年第36卷第3期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.03.021有限元模拟分析承台形式对疏桩基础沉降的影响王秉文,隋宝龙(河北建研科技有限公司,石家庄050021)摘要:疏桩基础采用井格式承台和筏板承台两种不同形式的承台,应用有限元软件模拟分析了不同形式的承台中心的沉降量,并对等效荷载情况下,二者承台中心沉降量进行了比较,对承台形式的选取提出建议。关键词:疏桩;承台形式;基础沉降;有限元InfluenceofSettlementofThinnedPileFoundationfromtheDifferentBearingPlatfor
2、msUsingFiniteElementSoftwareWANGBing-wen,SUIBao-long(HebeiBuildingResearchEngineeringCo,Ltd,Shijiazhuang050021,China)Abstract:Thethinnedpilefoundationadoptstwodifferentbearingplatformssuchasraftandtwo-waygrillage.Thispaperstudiedandcomparedthedifferentsettlementsoftheplatformcenterwithdiffere
3、ntformsontheequivalentloadusingthefiniteelementsoftware.Andsomesuggestionsontheselectionofplatformwereputforward.Keywords:thinnedpilefoundation;bearingplatform;foundationsettlement;finiteelement就现阶段来看,在研究疏桩基础时,大多都是运用筏板基础形式,在此为了分析承台形式对疏桩基础沉降的影响,主要采用了井格式承台与筏板承台进行比较。1构建模型构建模型之前首先需要选定参数,文中除了井格式承台
4、与筏板承台的形式不同之外,两种承台模型的其它各项参数均一致。CFG桩作为疏桩,土质采用湿陷性黄土,首先进行地基处理,通过灰土挤密桩来避免地基湿陷,进而构成复合地基,之后通过CFG桩来控制地基沉降,这样可以发挥灰土挤密桩以及CFG桩的优势,增强地基承载力,同时此类复合地基也符合《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025—2004)的相关要求。地基下部是天然地基,上部是复合地基,布桩形式为正方形均匀布桩,桩径为0.4m,桩长为25d,桩距为6d,承台每侧超出外排桩的外表面0.3m,桩、承台、土体的弹性模量和泊松比如表1所示。表1桩、承台、土体的弹性模量和泊松比桩承台土体弹性模量/kP
5、a泊松比弹性模量/kPa泊松比弹性模量/kPa泊松比7743.0×100.33.0×100.33.7×100.4对于刚性桩而言,桩、土的模量会存在很大差异,因此在荷载的作用下,群桩与土体之间会产生很大的竖向相对位移,为了应对这一问题,需要在桩单元与土单元之间设置接触面单元,文中采用Goodman单元模拟桩土之间的界面作用。摩擦类型为界面无分离,可相对滑动的摩擦(Noseparation),接触算法为扩展的拉格朗日算法,接触面参数设置情况如表2所示。收稿日期:2015-03-08.作者简介:王秉文(1983-),工程师.E-mail:zzh9938@126.com83建材世界201
6、5年第36卷第3期表2接触面参数设置法向接触刚度系数最大穿透范围摩擦系数最大接触摩擦/kPa接触面偏移值651.0×100.10.41.0×1002不同承台形式的沉降计算结果选取5种井格承台方案:1)承台厚0.8m,桩距6d,井格宽度0.4m;2)承台厚0.8m,桩距6d,井格宽度0.6m;3)承台厚0.8m,桩距6d,井格宽度0.8m;4)承台厚0.8m,桩距6d,井格宽度1.0m;5)承台厚0.8m,桩距6d,井格宽度1.2m。通过计算结果的对比可知,如果采用井格基础承台,那么当承台宽度较小时,井格基础承台的沉降量大于筏板基础,当承台宽度增加到一定值时,井格基础承台的沉降量小
7、于筏板承台。3不同沉降的原理分析当采取疏桩基础时,桩距较大,桩间干扰很小,因此承台底面土的承载力加上各单桩承载力的总和,即为基础承载力。在荷载的作用下,地基土会产生一定的沉降,此时整个桩长的工作性能已经无法完全发挥出来,因此就会降低桩顶附近的桩侧摩阻力,这将直接降低摩擦桩的承载力,增加基础总体沉降,存在中性点,如图1所示。图2~图5所示的是桩沿深度方向各点沉降与桩周土体沉降的比较。通过图2~图5不难看出,与井格基础相比较,筏板承台的中性点明显靠下,由于单桩的有效桩长减少,因此单桩
