强夯加固对CFG复合地基破坏的影响

袁晶晶,乔京生

(河北联合大学建筑工程学院,河北 唐山063000)

0 引 言

工程实践表明,强夯是一种有效的地基加固措施,人们对此已做了很多的研究工作,但大部分是对强夯引起的地下土体或地面结构运动的研究[1～7],例如蔡袁强等[7]采用大变形几何非线性有限元法分析强夯加固机理及其振动对环境影响。关于强夯对地下结构影响的研究较少。在唐山市曹妃甸对吹填土地基处理工程中,由于上部结构荷载特性不同和工期安排等原因,有可能在某一场地CFG桩复合地基施工完成后,在相邻较近的距离范围内马上开始强夯施工,这时强夯的巨大冲击作用会使近距离一定深度范围内的土体发生振动或变形,使CFG桩复合地基发生变形破坏。例如素混凝土桩比其他类型的CFG桩(水泥或石灰搅拌桩、旋喷桩)更容易由于变形产生裂缝,属于刚性桩,在第一条裂缝产生之后,由于强夯的重复冲击振动引起了疲劳效应,可能使CFG桩裂缝不断扩展并贯通,使桩身发生断裂,影响复合地基的承载力。所以应该对该问题进行研究,通过计算分析掌握振动的衰减规律,为强夯施工确定最小的安全距离。本文以曹妃甸某地基处理工地为例,通过有限元数值分析方法对该问题做了研究。

1 数值计算模型建立

由于涉及到的材料有混凝土、褥垫层及吹填土,与线弹性材料的性质完全不同,因此材料的受力与变形过程是非线性的。固体力学几何非线性有限元法中,UL法(Updated Lagrange)能很好地处理几何非线性与材料非线性同时存在的双重非线性问题,动力方程简单明了。……