CFG桩复合地基中桩帽的作用分析.pdf

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1、第40卷第18期山西建筑Vo1．40No．182014年6月SHANXIARCHITECTUREJun．2014·63-文章编号：1009—6825(2014)18·0063—02CFG桩复合地基中桩帽的作用分析曾小波邱恩喜陈利容(1．中铁二院，四川成都610031；2．西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要：结合某客运专线工程实例，从CFG桩及桩间土的应力和沉降两个方面对桩帽在CFG桩复合地基中的作用进行了数值模拟分析，得出了桩帽在CFG桩复合地基中的作用效果，以供参考。关键词：CFG桩，桩帽，桩土应力，桩顶刺入量中图分类号：TU473．

2、1文献标识码：A1概述填料、桩间土及桩端土均采用摩尔一库仑弹塑性模型。2)考虑桩土之间设置接触面。3)土体按水平分层考虑，地基土层分为桩问CFG桩是20世纪80年代末由中国建筑科学研究院地基所土和桩端土。4)桩及桩帽根据面积等效换算为正方形。5)不考立题进行试验研究，随后成功应用于：亡程实践，它是由水泥、粉煤虑填土的分层填筑，填土荷载按一次性加载。6)基于文献[3]研灰、碎石或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，最初在房屋建筑地究成果，采用总应力法进行分析，不考虑土体的排水固结，不考虑基处理中应用最为广泛；随着CFG桩复合地基理论的不断完善与复合地基在荷载作用

3、下的固结效应，并认为土体在自重应力下固高速铁路(公路)建设需求，许多专家对其进行大量的研究，逐渐结已经完成。7)复合地基中网和褥垫层视为一整体，网的作用通形成了比较系统的理论。近年来，CFG桩复合地基在铁路、公路过转换，采用提高褥垫层参数的方法实现。地基处理中得到大量推广应用，已成为铁路、公路地基处理的主Z要技术之一。2桩帽作用数值模拟分析l，文献[1][2]中指出，桩帽的存在能显著减小桩顶刺入量，从而减小CFG桩复合地基的总沉降量；增大桩帽使得桩体承担的荷载增加，从而桩体承担的荷载得到集中，但当桩帽面积与单桩加固总面积的比值超过一定值后，增加桩帽对减小

4、CFG复合地基桩顶刺入量和总沉降作用明显减弱，因而，对于一定桩间距的复合图2CFG桩复合地基的几何模型和网格划分地基存在一个最佳的桩帽尺寸。2．3参数的选取本文将从桩土应力和沉降两方面对桩帽在CFG桩复合地基文中依据工点实际情况进行数值模拟，该工点地基采用CFG中的作用，利用FLAC3D进行数值模拟分析，从而得出桩帽在桩加固，桩径0．5m，桩间距2．0m，按正三角形布置。桩加固至强CFG桩复合地基中的作用。风化岩层顶面。路堤填土高度约5．0m，桩顶铺设0．6113厚的碎2．1模型的建立石垫层，内铺一层双向土工格栅。本文结合某客运专线工程实际情况，利用FL

5、AC3D建立铁路CFG桩复合地基模型参数取值如表1所示。填土路基荷载作用下CFG桩复合地基三维模型，铁路填土路基横表1基本参数表断面如图1所示。根据对称性，CFG桩复合地基模型在线路纵向类别重度7变形／弹性泊松比粘聚力内摩擦角选取单排桩加固范围；以路堤中心线为对称轴，路堤横断面方向取kN／m模量E／MPac／kPa(。)半路基断面建立模型。水平区域计算宽度自路堤坡脚起取1．5倍桩间土183．00．361815持力层223O．OO．223542桩长范围，桩端土计算深度取2倍桩长范围。模型的左右两侧设碎石垫层2080．O0．32O35置方向的约束，前后两侧设

6、置Y方向的约束。底面固定，表面上部填土202O．0O．3O2030自由边界。建立的模型如图2所示。CFG桩225ooO．20桩帽23lOOo0O．20O．6in碎石垫层—————1『2．4计算结果分析塑鲤—森本文着重从桩土应力比、荷载分担比及沉降方面分析桩帽在卿吼桩CFG桩复合地基中的作用。桩帽直径分别取0．8nl，I．0m，1．2m，1．4m，模拟不同的桩帽大小对CFG桩复合地基的影响。桩端持力层将数值计算结果进行整理，绘制成如图3～图7所示关系图。2．4．1竖向变形分析图1铁路填土路基横断面图分析图3～图5可得：2．2基本假定1)桩间距一定时，当桩帽

7、直径从0．8m增加到1．4in，桩顶刺本文在数值模拟过程中，采用如下基本假定：1)本构模型的入量从16．6mm减小到5．2mm，桩底刺入量从17．2mm减小到选取：结合工程实际情况，桩、桩帽采用各向同性弹性模型；垫层、l3．4mm，总沉降量从86．2mm减小到73．2mm。随着桩帽直径收稿日期：2014-04—13作者简介：曾小波(1981一)，男，工程师；邱恩喜(1981一)，男，高级工程师，在读博士后；陈利容(1983-)，女，工程师第40卷第l8期·64·2o14年6月山函建筑的增大，桩顶刺入量、总沉降均显著减小，桩底刺人量减小相对缓降减小缓慢。由

8、此表明，当桩帽尺寸增大到一定值后，继续增加慢。由此可知，桩帽对减小桩顶刺入量和总