褥垫层对刚性桩复合地基工作特性影响的数值分析根据工程实例的土质情况建立计算模型,通过ANSYS三维有限元的数值分析,研究了在竖向荷载作用下,褥垫层厚度、模量对刚性桩复合地基工作特性的影响。本文的计算分析为刚性桩复合地基的优化设计提供了依据。维普资讯第2卷3第1期河北建筑科技学院学报V0.No.12312006年3月JunloHbiIttoAcicrSicadTcnlyorfeeniefrttacnenehogastuheuleoM8.06r2o文章编号：0—7320)J06—31764(060一0400褥垫层对刚性桩复合地基工作特性影响的数值分析郝(.1天津大学建筑工程学院，天津3河北工业大学土木工程学院，.天津强一王慧萍.,,。307;.0022天津市市政工程设计研究院，天津303)002305;001摘要：据工程实例的土质情况建立计算模型，过ASS三维有限元的数值分析，究了在根通NY研竖向荷栽作用下。垫层厚度、量对刚性桩复合地基工作特性的影响。本文的计算分析为刚褥模性桩复合地基的优化设计提供了依据。关键词：刚性桩复合地基；垫层；土应力比；降褥桩沉中图分类号：T40U7文献标识码：A刚性桩复合地基是采用刚度较大的混凝土桩或高标号CG桩作为竖向增强体的复合地基，F其桩体材料强度、刚度较高，荷载传递深度及范围比柔性桩或半刚性桩大，明显提高复合地基承载能力，很大的经济效益【引。在最初应用于实际工有I.程时，砖混结构窗台下布桩部位的墙体出现裂缱，分析其原因是基础底与桩之间未设褥垫层或是褥垫层太薄，得桩顶应力集中。褥垫层在复合地使基中具有保证桩、土共同承担荷载、整桩垂直荷调载的分担、少基础底面应力集中的作用J因减。此，垫层的设置对复合地基的桩土应力比、降褥沉规律及承载力的确定均有较大影响。数值模拟是研究刚性桩复合地基工作特性的有效手段。但是，目前的数值分析模型对承台下的土简化的比较多，只有一层土，不符合实际情况的，是因而对数值分析方法为三维有限元法，用三维8采图1地基处理竖向剖面沉降规律等工作特性的模拟不能被完全信服。本文按照承台下有多层土的情况建立计算模型，对褥垫层对刚性桩复合地基工作特性的影响进行数值计算与分析。节点等参单元。为使问题简化，限元计算作如有下假定：1同一种材料为均质、向同性体；)体、)各2桩承台为线弹体；)3土体、垫层根据需要选择Dukrree—Pae弹塑性模型；)土界面及承台与垫层之rgr4桩1计算模型的建立工程实例为现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构，地下一层，上十八层。采用CG桩复合地基地F间无相对滑移。数值分析采用ASS程序，取程序的SH4NY选OD5单元，取单桩进行研究。利用对称性，14结构进取/行计算，图1见。计算域水平方向自承台边缘外延3倍承台宽度(.m,45)竖直方向计算至桩端以下2倍桩长(6。约束条件为基础、3m)垫层、土体在对称面上施筏片基础，间距14桩长1m,径40m,桩.m,8桩1r桩a端持力层为细砂层。其承载力特征值为20P。5ka原基底下土的承载力特征值为10P,求处理0ka要后复合地基承载力特征值≥30P。根据工程土5ka质情况，垫层下土体分为四层，图1将见。收稿日期：051820—1—0加对称约束，同时，限制土体的水平位移，土体底边竖向位移也进行约束。网格划分采用自由网格划分，见图2。计算采用的各种材料的力学参数见表1。作者简介：郝强(91,,17一)男山东潍坊人。硕士，高级工程师，事结构工程的研究。从