大直径超长钻孔灌注桩桩端后注浆承载特性研究

【摘要】： 大直径超长钻孔灌注桩由于其较高的承载力广泛应用于高层建筑、跨海大桥等大型工程中,为了减小沉渣和泥皮的影响提高单桩极限承载力,同时能够缩短桩长减少造价,广泛采用桩端后注浆技术。 本文在前人工作的基础上,通过试验数据分析及数值模拟的方法对大直径超长钻孔灌注桩桩端后注浆承载特性进行了研究。 首先,结合杭州湾跨海大桥大直径超长钻孔灌注桩自平衡试桩资料,对注浆前后单桩竖向荷载传递性状及区别以及荷载箱埋深、桩端沉渣、注浆量对桩端荷载传递性状的影响进行了研究。研究结果表明,桩端后注浆对端阻及桩端附近土层侧阻发挥特性影响较大,桩端荷载传递性状与荷载箱埋深及注浆量大小有关,沉渣厚度对注浆后桩端极限位移影响较大,对极限桩端阻力影响较小。 其次,对现有桩端后注浆钻孔灌注桩极限承载力计算方法进行了总结,提出了适用于大直径超长钻孔灌注桩桩端后注浆的极限承载力计算公式,结合试桩数据给出了杭州湾跨海大桥地区桩端后注浆侧阻、端阻增强系数并与按常用桩端后注浆钻孔灌注桩极限承载力计算公式计算结果进行了对比验证。 第三,根据注浆前后竖向荷载传递性状的特点,提出了注浆前后侧阻、端阻荷载传递函数模型,同时针对大直径超长钻孔灌注桩的特点及传统荷载传递法的不足,提出了一种考虑土体连续性的“自上而下”的荷载传递法并与工程实例进行了验证。 最后,基于ABAQUS有限元分析软件,在假设注浆体为直径与桩径相同的圆柱体,同时土体采用Mohr-Coulomb模型、桩及注浆体采用弹性模型条件下,数值模拟研究注浆量与长径比对大直径超长钻孔灌注桩桩端后注浆单桩极限承载力的影响。结果表明,长径比对极限承载力的影响较注浆量显著,注浆量越大、长径比越小则极限承载力越大,存在着最优注浆量和最优长径比,当注浆量超过最优注浆量或长径比小于最优长径比时极限承载力增长缓慢。