水泥粉煤灰碎石桩复合地基

前言

第一章 概论

一、地基处理技术的发展

二、各类地基处理技术发展简况

三、地基处理访求分类及应用范围

四、对今后地基处理发展的几点意见

五、地基处理的基本原则

第二章 复合地基的性状

一、纵向增强体复俣地基载力计算模式

二、刚性桩极限承载力计算公式

三、柔性桩极限承载力计算

四、散体材料桩极

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《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）已由建设部2002年第64号文发布，自2003年1月1日起实施。为了便于有关单位的工程技术人员更好地掌握和应用新规范，本书针对新规范中水泥粉煤灰碎石桩复合地基的内容，深入介绍这种地基处理的设计，施工经验，地基处理的应用范围，质量检验及验收，技术经济分析等，并收集了工程应用实例十二例，以便帮助读者加深对新规范的理解和推广使用。

本书可供设

1 绪论

1．1 复合地基的定义、分类和形成条件

1．1．1 复合地基的定义

1．1．2 复合地基的分类

1．1．3 复合地基的形成条件

1．2 研究背景

1．3 复合地基效应与破坏模式

1．3．1 复合地基效应

1．3．2 复合地基破坏模式

1．4 复合地基的研究现状

1．4．1 试验研究

1．4．2 数值计算

1．4．3 复合地基承载力和沉降研究

1．4．4 变刚度理论研究

1．5 研究思想、方法和内容

2 模型试验设计

2．1 城市地下工程相似模拟试验系统介绍

2．1．1 模型箱体

2．1．2 加载系统

2．1．3 加载油路系统

2．1．4 数据采集系统

2．2 相似理论基础

2．2．1 相似理论概述

2．2．2 相似理论基础

2．2．3 相似定理

2．2．4 相似准则的导出

2．2．5 准则的判断和选择

2．2．6 物理相似模型试验设计的基本原则和设计步骤

2．3 模拟试验设计

2．3．1 罗列参数、求准则

2．3．2 试验内容

2．3．3 试验方案

3 模型试验结果及分析

3．1 单桩复合地基模型试验

3．1．1 p-s曲线

3．1．2 桩土应力比及荷载分担

3．1．3 桩身应力分布

3．1．4 桩侧摩阻力沿桩身分布

3．1．5 土体竖向应力沿深度分布

3．2 群桩复合地基模型试验

3．2．1 p-s曲线

3．2．2 桩土应力比及荷载分担

3．2．3 桩身应力分布

3．2．4 桩侧摩阻力沿桩身分布

3．2．5 土体竖向应力沿深度分布

3．2．6 差异沉降

3．3 变刚度复合地基模型试验

3．3．1 p-s曲线

3．3．2 桩土应力比及荷载分担

3．3．3 桩身应力分布

3．3．4 差异沉降

3．4 改变褥垫层厚度的复合地基模型试验

3．4．1 p-s曲线

3．4．2 桩土应力比及荷载分担

3．4．3 桩身应力分布

3．4．4 褥垫层对桩间土应力分布的影响

3．5 桩长、荷载对复合地基沉降的影响规律

3．5．1 单桩复合地基

3．5．2 九桩复合地基

4 数值模拟结果及分析

4．1 概述

4．2 ANSYS在土木工程中的应用

4．2．1 ANSYS简介

4．2．2 ANSYS在土木工程中应用介绍

4．3 有限元模型的建立

4．3．1 计算模型体系

4．3．2 单元划分

4．3．3 刚度矩阵的建立

4．3．4 方程组求解方法的选择

4．4 材料非线性的模拟

4．5 复合地基数值模拟分组方案

4．6 单桩复合地基数值模拟

4．6．1 桩长的影响

4．6．2 桩径的影响

4．6．3 桩身模量的影响

4．6．4 加固区土体压缩模量的影响

4．6．5 下卧层土体压缩模量的影响

4．7 褥垫层作用机理的数值模拟

4．7．1 褥垫层厚度的影响

4．7．2 褥垫层模量的影响

4．8 群桩复合地基数值模拟

4．8．1 桩长的影响

4．8．2 桩身模量的影响

4．8．3 加固区土体压缩模量的影响

4．8．4 下卧层土体压缩模量的影响

4．9 变刚度复合地基的数值模拟

5 实现变刚度复合地基的必要性与方案研究

5．1 控制沉降和差异沉降的重要性

5．2 差异沉降的产生

5．2．1 群桩中不同桩位的差异沉降

5．2．2 不同荷载下产生的差异沉降

5．2．3 桩体下不同下卧层的差异沉降

5．3 群桩复合地基应力场、位移场的分析

5．3．1 群桩复合地基应力场、位移场特点

5．3．2 群桩复合地基中桩、边桩、角桩应力场、位移场比较

5．4 实现变刚度复合地基的方案研究

5．4．1 改变桩长

5．4．2 改变桩径

5．4．3 改变桩体模量

5．5 变刚度复合地基应力场、位移场的分析

5．5．1 桩顶应力

5．5．2 负摩阻力和桩身**大应力

5．5．3 桩侧正摩阻力和桩端应力

5．6 变刚度调平设计的基本内容

5．6．1 变刚度调平设计的概念

5．6．2 天然地基箱基的变形特征

5．6．3 均匀布桩的桩筏基础的变形特征

5．6．4 均匀布桩的桩顶反力分布特征

5．6．5 碟形沉降和马鞍形反力分布的负面效应

5．6．6 变刚度调平概念设计

5．6．7 试验验证

5．6．8 工程应用

6 复合地基承载力和沉降计算

6．1 传统复合地基承载力计算

6．1．1 复合地基承载力计算模式

6．1．2 应力比公式

6．1．3 稳定分析法

6．1．4 粘结材料桩极限承载力计算

6．1．5 桩间土极限承载力计算

6．1．6 复合地基加固区下卧层承载力验算

6．2 传统复合地基沉降计算

6．2．1 复合地基沉降计算模式

6．2．2 加固区压缩量的计算方法

6．2．3 下卧层压缩量的计算方法

6．3 变刚度复合地基承载力计算

6．4 变刚度复合地基沉降计算

6．4．1 加固区压缩量的计算方法

6．4．2 下卧层压缩量的计算方法

6．5 桩体沉降法计算复合地基沉降

6．5．1 单桩复合地基

6．5．2 群桩复合地基

6．5．3 桩体沉降法与模型试验值检验

6．5．4 桩体沉降法与唐山会展中心广场沉降观测值检验

6．6 变刚度复合地基沉降计算经验公式推导

6．7 长短桩复合地基设计

6．7．1 长短桩复合地基适用范围

6．7．2 长短桩复合地基设计步骤

6．8 以沉降量为控制指标的复合桩基设计

6．8．1 桩土共同工作的客观现象中的主要特征

6．8．2 以沉降量为控制指标的复合桩基设计基本概念

7 应用灰色理论预测复合地基沉降

7．1 应用传统GM（1，1）模型进行沉降预测

7．1．1 传统GM（1，1）模型建立

7．1．2 模型精度的检验

7．1．3 预测分析

7．2 应用加权均值GM（1，1）模型进行沉降预测

7．2．1 加权均值生成

7．2．2 加权均值生成的性质

7．2．3 加权均值生成的逆运算

7．2．4 建模原理

7．2．5 预测分析

7．3 精度检验

参考文献 2100433B

概念

柔性基础复合地基与以往所说的复合地基的区别在于基础刚度的不同。判别基础是刚性或者是柔性，采用的标准是基础的抗弯刚度EI。建筑物下的混凝土基础，其刚度很大，可以认为其抗弯刚度EI趋于无穷大，这类基础均可认为是刚性基础。在中心荷载作用下，刚性基础不会发生挠曲变形，基底各点的沉降是相同的。在刚性基础复合地基中，基底面处满足等应变假设，即桩顶与桩间土的变形相同。

当基础的抗弯刚度趋于0时，认为这种基础为绝对柔性基础。如果假设这种基础是由许多小块组成，那么各小块之间光滑而无摩擦，基础上的荷载通过小块直接传递在土上，基础底面的压力分布图形将与基础上作用的荷载分布图形相同，基础底面的沉降则各处不同。对于由土筑成的路堤，可以近似的认为路堤本身不传递剪力，那么它就相当于一种柔性基础。本文中的柔性基础复合地基即是指路堤荷载作用下的复合地基。在柔性基础复合地基中，桩顶与桩间土体的变形不同，存在一沉降差，这就使得柔性基础复合地基的受力与变形性状不同于刚性基础复合地基。

按桩端持力层强度分类

根据复合地基中桩的荷载传递机理，以及工程中遇到的复合地基实际情况，按桩端持力层强度，将复合地基分为两类:一是桩体穿透整个软弱土层，桩端支撑在较坚硬的土层上形成的支承式复合地基， 其下卧层的变形和承载力均能满足要求；二是桩体未能穿透整个软弱土层，复合土层下仍然存在软弱下卧层的悬浮式复合地基。一般情况下，第一类复合地基常以承载力为控制条件，而第二类复合地基则须以变形为控制条件。

第一类复合地基类似于桩基础中的端承桩，两者荷载传递的不同之处是：复合地基中的桩体是地基的一部分，是承载结构，而桩基础中的桩体是传力结构。对于柔性基础复合地基，在桩土变形协调的过程中，复合地基中的桩体和土体分别承担了上部荷载的作用，因而，复合地基的承载力是由这两部分组成的，即要考虑桩的端阻力和侧阻力；而端承桩基础中，外部荷载通过桩身直接传递给基岩，桩的承载力主要由桩的端部提供，一般不考虑桩侧摩阻力的作用。

第二类复合地基类似于桩基础中的摩擦桩。按成桩后桩体的强度(或刚度)分类；1)柔性桩复合地基—以散体土类桩构成，如碎石桩、砂桩等。2)半刚性桩复合地基—以水泥土类桩构成，如水泥土搅拌桩、旋喷桩等。3)刚性桩复合地基—以混凝土类桩构成，如水泥粉煤灰碎石桩(亦称CFG桩)、素混凝土桩等 。

图书简介

《复合地基理论及工程应用》为中国建筑工业出版社出版发行。

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