CFG桩施工引起工程环境问题的试验研究与有限元分析

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CFG(Cement Fly-ash Gravel)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,就本质而言,CFG桩复合地基是对碎石桩复合地基的继承与发展。CFG桩复合地基可以灵活地改变桩长、桩间距、褥垫层厚度和桩体配合比来满足承载力和沉降变形的要求,加上CFG桩可以充分利用桩间土的承载力、桩身材料可以消除大量工业废料——粉煤灰,可在降低工程成本的同时保护环境,经济和社会效益十分显著。 2002年初,新规划的郑东新区CBD(中央商务区Central Business District)方案出笼,引发郑州市东郊的建设热潮。建设郑东新区成为郑州大都市化的重要发展战略,这给高效低价的长螺旋CFG桩复合地基技术提供了广阔的应用空间。然而长螺旋CFG桩复合地基技术应用于郑东新区的饱和粉土层、粉质粘土层时,常出现窜孔、引起周围土体及周围建筑物开裂等问题。在郑东新区,许多施工单位进场施工数排桩后即面临该问题,被迫停工并撤走设备,造成巨大的资金损失及劳动力浪费。2003年7月,在郑州举行了郑东新区CBD中心岩土工程与地下空间资源利用高级论坛,与会专家讨论了在郑东新区的长螺旋CFG桩施工引起的工程环境问题,专家组针对CFG桩施工做出了比较模糊的结论:“有条件地采用CFG桩或其它复合地基”。 长螺旋CFG桩在郑东新区施工过程中,存在着以下问题:①桩间土孔隙水压力(简称孔压)变化规律不明;②施工影响范围不明;③孔隙水压力发展与窜孔、土体拉裂之间的关系不明。因此政府主管部门不得不出面干涉这项技术的推广应用。例如郑东新区管理委员会曾下文明确要求一般不提倡使用,特别是施工周围有建筑及重要管线的建筑场地,若采用CFG桩方案应经特殊审批。可见长螺旋CFG施工引起工程环境问题已经严重制约了长螺旋CFG桩在郑东新区的应用,研究长螺旋CFG桩施工引起工程环境问题的机理及应对措施迫在眉睫。 据此本文提出了长螺旋CFG桩施工引起工程环境问题的概念与研究目的。文中长螺旋CFG桩施工引起工程环境问题是指由于长螺旋CFG桩施工造成周围建筑物开裂及相邻桩窜孔的问题。其研究目的是得出长螺旋CFG桩施工引起工程环境问题的机理及影响因素,在此基础上提出应对措施。因而,本文以郑东新区为例进行长螺旋CFG桩施工引起工程环境问题的研究,为提高长螺旋CFG桩施工水平,促进该技术在郑东新区的应用具有重要的现实意义。 本文以河南省科技攻关项目“长螺旋管内泵压桩复合地基技术在饱和粉土中的适应性
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