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近年来,随着国民经济的不断发展,基础设施建设的不断庞大,可以直接利用天然地基进行建造的场地越来越少。对于软土地基,工程中采用较多的是水泥土搅拌桩和复合载体夯扩桩方案,由于土力学的复杂性和不确定性,选择合适、经济、可靠的方案一直没有一个较好的理论依据。有限元数值模拟方法以其独特的优势通过选取合理的参数能够较真实地反映地基处理所能达到的效果,省时省力,也可以为实际工程提供参考意见。 本文主要借用于ABAQUS软件来对水泥土搅拌桩及复合载体夯扩桩在竖向荷载作用下的沉降性能进行分析与对比,通过改变桩的参数,如桩长、桩径、桩身弹性模量、桩间距、桩数等建立不同的模型进行计算分析,并结合一实际工程验证,主要得到如下结论: (1)两种桩随桩长的增加承载性能提高,但增加到一定长度之后,效果就不明显,所以,一味靠增加桩长来提高承载力是不经济的做法。当复合载体夯扩桩桩端处于土层交界处时沉降急剧加大,说明夯扩桩对于桩端土体的要求比水泥土搅拌桩要高。通过对不同桩长的模拟计算可得:在桩长不长且浅层土质较好的情况下,优先选择复合载体夯扩桩,在桩长较长时可优先选用水泥土搅拌桩来最大限制地发挥桩侧摩阻力。 (2)两种桩都随着桩径的增大沉降性能略有提升,对于水泥土搅拌桩桩径增加,置换率提高,承载性能提高较复合载体夯扩桩要快,但桩径增加的同时,也造成材料的浪费,在工程中需进行综合考虑,得到一个最优桩径。 (3)两种桩都随着桩身弹性模量的增加,承载性能提高,但增加到一定程度之后,效果不明显。复合载体夯扩桩对于桩身弹性模量的要求更高,在相同的弹性模量、相同荷载作用下复合载体夯扩桩产生的沉降量远大于水泥土搅拌桩。 (4)两种桩在桩数相同的情况下都随桩间距的增大,承载性能提高,但水泥土搅拌桩桩间距增大到使土层接近最大承载能力时,再增加桩间距,承载力性能提高不明显。 (5)两种桩在每根桩受相同荷载,且桩间距相同的情况下,随着桩数的增加,沉降量增大,因复合载体夯扩桩夯扩体对周围土体的挤密效应沉降量增加较水泥土搅拌桩要慢。 最后,结合一实际工程,对所给出的两种设计方案进行模拟计算并对比,结合经济因素,建议工程使用水泥土搅拌桩方案。