【豆丁精选】现浇混凝土薄壁管桩复合地基
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地基内的动剪应力主要由桩体所承担，土体所承担的动 剪应力较加固前减小。
复合地基动力分析方法
集中质量法 剪切梁法 有限单元法
采用有限元法计算步骤
• 静力计算 • 动力计算
计算模型简化的主要思路
等刚度转换
行
加固区
车
方
向
管桩
桩芯土
复合板桩
等刚度简化
E1
m
2 A1Ec dL
(1 m
2 A1 dL
510-4 0.494 0.140 0.343 0.112 0.383 0.152 0.400 0.135 0.310 0.124 0.556 0.113
10-3 0.300 0.200 0.276 0.130 0.237 0.181 0.250 0.169 0.184 0.152 0.385 0.138
30 24
①
①
②
2
②
③
③
④
④
2
10
2
① ② 1 ③
30
15
3
④ 120
静力计算材料参数
材料 填土 碎石垫层 灰色淤泥质亚粘土 灰黄色亚粘土 灰色粉砂、亚砂土 灰黄色（亚）粘土
K 460.0 862.0 149.26 149.26 149.26 149.26
N 0.317 0.22 0.43 0.43 0.43 0.43
本文分析的框架
计算方法
计算模型 前处理
工程概况及计算参数
地震反应加速度
地表 地基内部
动剪应力 动力特性分析
结论
复合地基地表水平向动力反应强烈，由加固区中心向边 缘逐渐递减。而地表竖向动力反应较加固前有所减弱，动 力反应较小，在加固区地表范围内呈现波动变化。
加固区内桩体与土体水平向动力变形协调一致；竖向桩 体与周围土体动力变形协调性较差。
层号 1 2 3 4
土层名称 灰色淤泥质亚粘土
灰黄色亚粘土 灰色粉砂、亚砂土 灰黄色（亚）粘土
地基土层物理参数
厚度（m） 重度γ（kN/m3）
10.0
18.0
2.0
18.9
15.0
18.8
3.0
19.9
C（kPa） 15 24 34 51
φ（o） 4.2 16.2 24.2 19.7
复合地基计算简图
510-3 0.079 0.264 0.155 0.160 0.058 0.216 0.063 0.212 0.043 0.185 0.111 0.174
10-2 0.064 0.271 0.095 0.230 0.030 0.222 0.032 0.219 0.022 0.190 0.059 0.180
Baidu Nhomakorabea
-100.0
-150.0
-200.0 0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
t （s）
地表水平向加速度
5
加速度（m/s2）
4
3
2
1
0 -15 -12 -9
model 1 model 2
-6 -3 0 3 6 9 距地基中心距离（m）
12 15
两种地基的水平峰值加速度均是由中心向边缘逐渐递减，与原 天然地基相比，复合地基水平向峰值加速度增大，这一特性在加 固区中心尤为显著。
现浇混凝土薄壁管桩复合地基 动力特性分析
朱小春 防灾减灾工程及防护工程
06.5.28
前言
现浇混凝土薄壁管桩作为一种新型的软基加固 技术，还处于开发研究阶段，理论研究还不完善， 尤其是关于其动力特性方面的研究很少。随着工程 应用中人们对抗震设计的重视，研究地震荷载作用 下地基的动力反应，并以此为依据，来指导软土地 基抗震加固设计，最大限度地减少地震可能带来的 损失，这一研究具有重大的学术意义和工程实用价 值。
影响。
该路段位于滨海冲积平原，地势平坦，地下稳定水位接近地面。路 堤下存在的主要软弱土层为灰色淤泥质亚粘土，该层为流塑状态，强 度低，高压缩性，其承载力和工后沉降难以满足要求，故采取现浇混 凝土薄壁管桩进行加固处理，处理深度为30m，桩体混凝土采用C15， 桩正方形布置，设计桩长为15m，桩径1m，壁厚0.10m，桩距为3m， 铺设0.5m厚的碎石垫层。
Rf 0.9 0.81 0.803 0.803 0.803 0.803
C（kPa） 42.0 45.0 15.0 24.0 34.0 51.0
φ（o） 24.6 34.1 4.2 16.2 24.2 19.7
复合地基材料动剪切模量、阻尼比与剪 应变关系
剪应变
G
填土
Gmax
G
碎石垫层
Gmax
G
灰色淤泥质
Gmax
亚粘土
G
灰黄色亚粘
Gmax
土
G
灰色粉砂亚
Gmax
砂土
G
灰黄色（亚） Gmax
粘土
510-6 0.997 0.002 0.977 0.039 0.984 0.007 0.985 0.003 0.978 0.002 0.994 0.022
10-5 0.988 0.005 0.910 0.048 0.969 0.012 0.971 0.006 0.957 0.004 0.986 0.028
亚砂土
粘土
500
500
0.49
0.49
南京人工波加速度时程曲线
250.0
200.0
150.0计算采用南京人工波作为输入地震波，其峰值加速
100.0
度为203.90gal，竖向加速度分量取水平加速度分量的
50.0
a （gal） 1/2，地震持续时间为30s，计算输入的地震加速度时 0.0 程曲线时间间隔为0.02s。 -50.0
510-5 0.917 0.025 0.788 0.080 0.861 0.043 0.870 0.029 0.818 0.024 0.927 0.045
10-4 0.867 0.040 0.543 0.082 0.756 0.069 0.769 0.051 0.692 0.046 0.863 0.055
)
Es
A1
区域一
A2
A2
区域二
A1
E2
m
A2 Ec bL
(1
m
A2 bL
)
E
s
D
d
b
计算模型的假定
1．桩体为同一材料的等截面桩； 2．桩侧土层为各向同性的均匀土质； 3．桩身竖向荷载由上部结构提供，其引起的竖向变
形在地震前已经作用完成。 4．忽略不同土层界面处的地震波折射和反射的影响。 5．不考虑地震持续时孔隙水压力上升而对土性质的
510-2 0.055 0.281 0.038 0.257 0.008 0.226 0.011 0.224 0.003 0.194 0.017 0.184
材料最大剪切模量参数
材料
K N
填土
1360 0.72
垫层
1200 0.69
灰色淤泥质 亚粘土
500 0.49
灰黄色亚 粘土
500 0.49
灰色粉砂 灰黄色（亚）
复合地基动力分析方法
集中质量法 剪切梁法 有限单元法
采用有限元法计算步骤
• 静力计算 • 动力计算
计算模型简化的主要思路
等刚度转换
行
加固区
车
方
向
管桩
桩芯土
复合板桩
等刚度简化
E1
m
2 A1Ec dL
(1 m
2 A1 dL
510-4 0.494 0.140 0.343 0.112 0.383 0.152 0.400 0.135 0.310 0.124 0.556 0.113
10-3 0.300 0.200 0.276 0.130 0.237 0.181 0.250 0.169 0.184 0.152 0.385 0.138
30 24
①
①
②
2
②
③
③
④
④
2
10
2
① ② 1 ③
30
15
3
④ 120
静力计算材料参数
材料 填土 碎石垫层 灰色淤泥质亚粘土 灰黄色亚粘土 灰色粉砂、亚砂土 灰黄色（亚）粘土
K 460.0 862.0 149.26 149.26 149.26 149.26
N 0.317 0.22 0.43 0.43 0.43 0.43
本文分析的框架
计算方法
计算模型 前处理
工程概况及计算参数
地震反应加速度
地表 地基内部
动剪应力 动力特性分析
结论
复合地基地表水平向动力反应强烈，由加固区中心向边 缘逐渐递减。而地表竖向动力反应较加固前有所减弱，动 力反应较小，在加固区地表范围内呈现波动变化。
加固区内桩体与土体水平向动力变形协调一致；竖向桩 体与周围土体动力变形协调性较差。
层号 1 2 3 4
土层名称 灰色淤泥质亚粘土
灰黄色亚粘土 灰色粉砂、亚砂土 灰黄色（亚）粘土
地基土层物理参数
厚度（m） 重度γ（kN/m3）
10.0
18.0
2.0
18.9
15.0
18.8
3.0
19.9
C（kPa） 15 24 34 51
φ（o） 4.2 16.2 24.2 19.7
复合地基计算简图
510-3 0.079 0.264 0.155 0.160 0.058 0.216 0.063 0.212 0.043 0.185 0.111 0.174
10-2 0.064 0.271 0.095 0.230 0.030 0.222 0.032 0.219 0.022 0.190 0.059 0.180
Baidu Nhomakorabea
-100.0
-150.0
-200.0 0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
t （s）
地表水平向加速度
5
加速度（m/s2）
4
3
2
1
0 -15 -12 -9
model 1 model 2
-6 -3 0 3 6 9 距地基中心距离（m）
12 15
两种地基的水平峰值加速度均是由中心向边缘逐渐递减，与原 天然地基相比，复合地基水平向峰值加速度增大，这一特性在加 固区中心尤为显著。
现浇混凝土薄壁管桩复合地基 动力特性分析
朱小春 防灾减灾工程及防护工程
06.5.28
前言
现浇混凝土薄壁管桩作为一种新型的软基加固 技术，还处于开发研究阶段，理论研究还不完善， 尤其是关于其动力特性方面的研究很少。随着工程 应用中人们对抗震设计的重视，研究地震荷载作用 下地基的动力反应，并以此为依据，来指导软土地 基抗震加固设计，最大限度地减少地震可能带来的 损失，这一研究具有重大的学术意义和工程实用价 值。
影响。
该路段位于滨海冲积平原，地势平坦，地下稳定水位接近地面。路 堤下存在的主要软弱土层为灰色淤泥质亚粘土，该层为流塑状态，强 度低，高压缩性，其承载力和工后沉降难以满足要求，故采取现浇混 凝土薄壁管桩进行加固处理，处理深度为30m，桩体混凝土采用C15， 桩正方形布置，设计桩长为15m，桩径1m，壁厚0.10m，桩距为3m， 铺设0.5m厚的碎石垫层。
Rf 0.9 0.81 0.803 0.803 0.803 0.803
C（kPa） 42.0 45.0 15.0 24.0 34.0 51.0
φ（o） 24.6 34.1 4.2 16.2 24.2 19.7
复合地基材料动剪切模量、阻尼比与剪 应变关系
剪应变
G
填土
Gmax
G
碎石垫层
Gmax
G
灰色淤泥质
Gmax
亚粘土
G
灰黄色亚粘
Gmax
土
G
灰色粉砂亚
Gmax
砂土
G
灰黄色（亚） Gmax
粘土
510-6 0.997 0.002 0.977 0.039 0.984 0.007 0.985 0.003 0.978 0.002 0.994 0.022
10-5 0.988 0.005 0.910 0.048 0.969 0.012 0.971 0.006 0.957 0.004 0.986 0.028
亚砂土
粘土
500
500
0.49
0.49
南京人工波加速度时程曲线
250.0
200.0
150.0计算采用南京人工波作为输入地震波，其峰值加速
100.0
度为203.90gal，竖向加速度分量取水平加速度分量的
50.0
a （gal） 1/2，地震持续时间为30s，计算输入的地震加速度时 0.0 程曲线时间间隔为0.02s。 -50.0
510-5 0.917 0.025 0.788 0.080 0.861 0.043 0.870 0.029 0.818 0.024 0.927 0.045
10-4 0.867 0.040 0.543 0.082 0.756 0.069 0.769 0.051 0.692 0.046 0.863 0.055
)
Es
A1
区域一
A2
A2
区域二
A1
E2
m
A2 Ec bL
(1
m
A2 bL
)
E
s
D
d
b
计算模型的假定
1．桩体为同一材料的等截面桩； 2．桩侧土层为各向同性的均匀土质； 3．桩身竖向荷载由上部结构提供，其引起的竖向变
形在地震前已经作用完成。 4．忽略不同土层界面处的地震波折射和反射的影响。 5．不考虑地震持续时孔隙水压力上升而对土性质的
510-2 0.055 0.281 0.038 0.257 0.008 0.226 0.011 0.224 0.003 0.194 0.017 0.184
材料最大剪切模量参数
材料
K N
填土
1360 0.72
垫层
1200 0.69
灰色淤泥质 亚粘土
500 0.49
灰黄色亚 粘土
500 0.49
灰色粉砂 灰黄色（亚）