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深厚软土桩基后注浆技术试验与研究

肖华溪  
【摘要】: 钻孔灌注桩具有对地层适应性强,能提供较大的单桩承载力,钢筋用量少等优点,在深基础工程中得到广泛的应用。但是,钻孔灌注桩的固有缺陷,诸如桩底沉渣、桩侧泥皮等,限制了其承载力的发挥。虽然注浆技术是有效改善钻孔灌注桩上述缺点的有效手段之一,但后注浆的理论、注浆参数设计和施工工艺的理论研究严重滞后于工程应用。本文在广泛查阅国内外相关研究成果的基础上,以京沪高速铁路土建六标阳澄湖湖区试验工程为背景,采用理论分析、现场试验和数值模拟相结合的方法对钻孔灌注桩在注浆前后的承载力特性,后注浆加固机理,注浆参数设计、施工工艺、后注浆装置和注浆加固效果等关键技术问题进行了深入研究。本文的主要内容和成果如下: (1)通过在桩身预埋测试元件,获得各级荷载作用下桩身轴力和桩侧摩阻力随桩身深度的变化规律、桩顶荷载-位移-时间曲线。 (2)钻孔灌注桩在注浆前后的荷载-位移-时间试验结果表明:桩侧土体注浆可减小桩顶位移22.2%~25.8%;桩端注浆可减小桩顶位移30.1%~35.98%;桩端桩侧联合注浆可减小桩顶位移32.4%~35.5%。 (3)通过注浆试验研究,形成了一套适合深厚软土地区桩基后注浆施工的参数设计方法、施工工艺、质量控制和验收标准建议,并开发出简单适用的后注浆施工预埋装置。 (4)对钻孔灌注桩的桩顶位移进行了数值计算。结果表明:当桩顶荷载为700吨时,未注浆桩桩顶位移为9.357mm,桩侧注浆的桩顶位移为6.99mm,桩端注浆的桩顶位移为7.11mm(浆液上升55m),桩端桩侧联合注浆的桩顶位移为6.78mm。注浆后其桩顶位移分别减小2.367mm,2.247mm和2.577mm。 (5)对钻孔灌注桩的桩基极限承载力进行了数值计算。结果表明:未注浆桩的计算极限承载力为1300吨,桩侧注浆桩的极限承载力为1800吨,桩端注浆桩的极限承载力为1700吨(浆液上升55m),桩端桩侧联合注浆桩的极限承载力为1900吨。三种注浆方法提高桩基承载力的量值分别为:38.5%,30.8%和46.2%。 (6)数值结果表明:后注浆技术是减小深厚软土地区桩基沉降的有效手段之一。对深厚软土地区的超长钻孔灌注桩,宜优先选用桩侧压力注浆为主的方法减小桩基沉降,即可简化后注浆装置,又可方便注浆施工;当承载力要求较高、桩较长且桩端有较好的持力层时,可采用桩端桩侧联合注浆。


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