纠倾过程中水泥土桩复合地基变形特性研究

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针对建筑物纠倾加固技术的发展现状,借助ANSYS有限元软件,本文系统研究了水泥土桩复合地基的沉降特性,以及水泥土桩复合地基在纠倾加固工程中的应用。软土地区建筑工程事故很多是由于沉降过大,特别是不均匀沉降过大引起的。工程中采用复合地基可以有效减小沉降,复合地基沉降计算在复合地基设计中具有很重要的地位。然而,目前复合地基沉降计算水平远低于复合地基承载力的计算水平,远远落后于工程实践的需求。本文利用有限元软件,考虑基础与地基的相互作用,分析了基础刚度、桩土模量比、下卧层与加固区模量比、置换率、掺合比等因素对水泥土桩复合地基沉降的影响;分析了水泥土桩的布置情况对复合地基不均匀沉降的影响,提出了有效点的概念(沉降差不变时桩所处的位置);基于复合地基中有效桩长的概念,引入长径比,并分析了变形计算时桩有效长径比的合理取值。由数值计算发现:当基础刚度较大时,可有效减小复合地基的平均沉降和沉降差;下卧层与加固区模量比越大,则沉降越小,当下卧层与加固区模量比大于4时,其比值对沉降影响可以略而不计;在单向偏心荷载作用下,有效点的位置与荷载偏心距近似呈线性关系,且随荷载偏心距的增大而增大;变形计算时桩有效长径比的取值与复合地基置换率有关,而与桩土模量比、下卧层与加固区模量比无关。通过数值模拟某建筑物在倾斜前、倾斜时、水泥土桩止倾加固后的土体附加应力场和位移场,得到引起倾斜的原因,对比分析了各种纠倾加固方案的效果。结果表明,利用水泥土桩加固地基可以满足工程需要,可有效防止建筑物继续发生倾斜。
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