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劲性复合桩是一种将刚性、柔性桩以及散体桩经二元或者三元复合施工形成的新桩型,可以起到相互取长补短的作用。工程实践表明,劲性复合桩具有桩身施工方便快捷、质量易保证、单桩承载力高、单桩成本造价低、可降低环境污染的特点,具有广阔的开发前景和市场。本文具体介绍水泥土桩中插入劲芯预应力高强混凝土预制管桩(PHC桩)的组合,并将采用工程实例、理论公式计算分析及有限元建模计算相结合的方法,对劲性复合桩桩顶承受竖向荷载时的传力模式、受力特性等进行研究,主要工作有以下几个方面:(1)结合安徽阜阳某住宅工程的试桩试验,在ABAQUS有限元软件中设定合适参数建模进行模拟计算,分析劲性复合桩的受力特性,再与试验检测数据进行对比。有限元模拟与静载试验所得到的Q-S曲线相比,模拟结果在数值上略小于试验数据,但总体趋势是符合的,可以验证ABAQUS建立的劲性复合桩有限元模型的合理性和正确性,使模拟分析所得结论在实践中具有指导意义。(2)采用ABAQUS大型有限元模拟分析软件建立了PHC管桩和水泥土搅拌桩模型,与劲性复合桩模型的受力情况进行对比分析。模拟结果显示:单一水泥土桩因为没有桩芯,向下传递荷载的能力大大降低,只能自身承担全部荷载,又由于材料强度低桩身刚度小,Q-S曲线呈现出急进式破坏,承载能力远远低于复合桩;对比PHC桩的Q-S曲线与劲性复合桩差距不是很大,但PHC单桩承载力高的优势没有发挥出来,并增加了成本;劲性复合桩综合了两桩的特点,形成荷载由芯桩向下传递的同时通过界面摩阻力传递给水泥土桩再到桩周土体的传递模式,更合理的荷载分布大大提高了复合桩的承载能力。(3)对劲性复合桩有限元模型选取不同弹性模量的桩端土、桩侧土和水泥土桩,给出了在一定地质条件下水泥土桩弹性模量的建议取值;对比讨论了桩端土与桩侧土对劲性复合桩受力特性及沉降的影响,桩侧土的性质特点比桩端土对桩的沉降影响更大。