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1層狀砂土樁基混凝土動(dòng)力夯實(shí)數(shù)值分析

本文研究層狀砂土基樁混凝土的施工技術(shù)，首先需要分析層狀砂土的地質(zhì)條件，為進(jìn)行層狀砂土樁基混凝土動(dòng)力夯實(shí)數(shù)值分析提供模型基礎(chǔ)，層狀砂土的組成主要為粘土、礫砂、淤泥質(zhì)土夾層、圓礫和卵石組成。其物理力學(xué)指標(biāo)包括：天然含水量ω=38.9%，塑性指數(shù)Ip=15，塑限Wp=22%，滲透系數(shù)Kw=1.31×10-3cm/s，穩(wěn)定水位在面下8.5m左右，基礎(chǔ)埋置深度為10.50m。本文分析層狀砂土樁基混凝土模型采用柔性邊界剛性墻，模型相似比尺為1∶200，原型的土層厚18.0m，由于層狀砂土的圓形顆粒球體在一定的粒徑范圍之內(nèi)能反應(yīng)砂土中構(gòu)建地基混凝土結(jié)構(gòu)模型的各個(gè)力學(xué)性質(zhì)，給出砂土顆粒細(xì)觀模型下的顆粒流離散元計(jì)算模型及孔隙率測(cè)量圓的布設(shè)位置。，進(jìn)而給出砂土顆粒細(xì)觀參數(shù)。在工程實(shí)踐中，建筑物高層部分采用平板式筏形基礎(chǔ)，得到層狀砂土的基樁基礎(chǔ)埋置深度為13.50m，層狀砂土地基中往往含有軟弱夾層，淺層土產(chǎn)生的豎向變形量占層狀地基總沉降量的比重較大，而沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)只是在有限經(jīng)驗(yàn)情形下得到的，因此嚴(yán)重制約了施工和建筑安全。對(duì)此，需要進(jìn)行層狀砂土樁基混凝土動(dòng)力夯實(shí)數(shù)值分析，據(jù)地基土體孔隙率n的變化來(lái)衡量動(dòng)力夯實(shí)效果，得到單位面積測(cè)量圓中第1個(gè)夯實(shí)的位置為p0(x0，y0)，第2個(gè)基樁夯實(shí)點(diǎn)的位置為p1(x0，y0)，采用基底應(yīng)力附件固結(jié)法計(jì)算孔隙率方法與土力學(xué)中孔隙率，由上得到層狀砂土樁基混凝土動(dòng)力夯實(shí)數(shù)值分析，以此為指導(dǎo)進(jìn)行地基夯實(shí)處理，提高基底應(yīng)力的固結(jié)性能，由此得到了層狀砂土地基顆粒離散元計(jì)算和夯實(shí)模型示意圖。隨著施工前層狀砂土的有效附加應(yīng)力在地基內(nèi)同時(shí)沿水平和豎直方向進(jìn)行疊加，引起較大的地面沉降和不均勻沉降，場(chǎng)地外加荷載差異明顯，需要采用本文提出的基底應(yīng)力附加固結(jié)法加快軟弱地基的排水固結(jié)。

2基底應(yīng)力附加固結(jié)法層狀

砂土樁基混凝土施工試驗(yàn)與分析在上述進(jìn)行層狀砂體地質(zhì)與最大荷載作用點(diǎn)產(chǎn)生沉降應(yīng)力分析和層狀砂土樁基混凝土動(dòng)力夯實(shí)數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建的模型結(jié)構(gòu)，進(jìn)行采用基底應(yīng)力附加固結(jié)法的層狀砂土樁基混凝土施工試驗(yàn)與結(jié)果分析。試驗(yàn)中，以本地的大型土建公司龍湖地產(chǎn)的施工場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)地施工測(cè)試，場(chǎng)地具有代表性的區(qū)域，進(jìn)行施工實(shí)現(xiàn)和性能測(cè)試，在完成吹砂填淤處理后對(duì)試驗(yàn)3區(qū)、4區(qū)、5區(qū)施工排水板。采用本文設(shè)計(jì)的基底應(yīng)力附加固結(jié)法得到作用在砂土樁基混凝土施工基底沉降的不同時(shí)刻模型的接觸應(yīng)力場(chǎng)分布圖。在0.5s時(shí)刻，土體上部各處的接觸應(yīng)力較下部稍大，砂土顆粒逐漸趨于密實(shí)，土體內(nèi)部的接觸應(yīng)力逐漸增大。為定量分析本文構(gòu)建的施工技術(shù)的性能，得到基底應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果，層狀砂土樁基沉降深度位移曲線(xiàn)，分析可見(jiàn)，采用本文設(shè)計(jì)的施工方案，能使得基底應(yīng)力消散時(shí)間約為5~7d，能有效滿(mǎn)足基底的排水固結(jié)處理時(shí)間，從而使得各層土的水平位移基本維持在50mm以?xún)?nèi)，避免的水平位移和基樁沉降。承壓能力測(cè)試顯示，地基承載力特征值可達(dá)160kPa，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的120kPa。layeredsoil綜上試驗(yàn)分析，通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試證明了本文方法的優(yōu)越性能，該施工方法能準(zhǔn)確計(jì)算和描述大型基礎(chǔ)層狀地基土的靜力變形，避免基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋應(yīng)力呈現(xiàn)交變狀態(tài)，得到的施工方案有效避免了基底最大荷載作用點(diǎn)產(chǎn)生沉降，提高建筑安全性能。

3結(jié)論

本文設(shè)計(jì)一種采用基底應(yīng)力附加固結(jié)法的層狀砂土樁基混凝土施工技術(shù)，進(jìn)行層狀砂土樁基混凝土動(dòng)力夯實(shí)數(shù)值分析，以此為指導(dǎo)進(jìn)行地基夯實(shí)處理，提高基底應(yīng)力的固結(jié)性能，通過(guò)對(duì)層狀砂土基樁混凝土最大荷載作用點(diǎn)產(chǎn)生沉降應(yīng)力分析，得到層狀砂土基樁混凝土最大荷載作用點(diǎn)的應(yīng)力響應(yīng)結(jié)果，設(shè)計(jì)出基地應(yīng)力固結(jié)法的砂土基樁混凝土施工技術(shù)和試驗(yàn)方案。結(jié)果表明，本施工技術(shù)能使得基底應(yīng)力消散時(shí)間約為5~7d，能有效滿(mǎn)足基底的排水固結(jié)處理時(shí)間，從而使得各層土的水平位移基本維持在50mm以?xún)?nèi)，避免的水平位移和基樁沉降。承壓能力測(cè)試顯示，地基承載力特征值可達(dá)160kPa，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的120kPa，提高承壓能力，有效避免了基底最大荷載作用點(diǎn)產(chǎn)生沉降，提高建筑安全性能。

作者：肖湘單位：南寧學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院南寧華強(qiáng)產(chǎn)業(yè)投資有限公司