钻孔灌注桩后注浆技术在工程中的应用研究

论文摘要

灌注桩是桩基础中的主要桩型,在高层建筑和大型构筑物中广泛运用。但传统灌注桩在施工工艺上存在桩底沉渣和桩侧泥皮等缺陷,这些原因导致了灌注桩的单桩承载力大幅度降低。为此,灌注桩桩端后注浆技术应运而生。钻孔灌注桩桩端后注浆技术将注浆技术与桩基技术结合起来,通过高压注浆方式将水泥浆通过注浆管压入桩底,有效地解决了钻孔灌注桩桩底沉渣与桩侧泥皮的负面影响,大幅度提高了单桩的极限承载力。但是目前的情况是理论研究落后于实践应用,因此,对后注浆桩施工工艺、后注浆桩的受力机理等问题进行研究有着重要的理论价值和现实意义。本文在广泛查阅国内外相关研究成果的基础上,以沈阳夏宫城市广场工程为背景,通过试验数据分析及数值模拟的方法对钻孔灌注桩桩端后注浆承载特性开展了如下研究工作：根据桩土相互作用理论分析桩端后注浆技术提高单桩承载力的机理,结合现场情况总结桩端后注浆桩的施工工艺并对100根桩端后注浆试验桩的注浆量数据进行汇总分析；运用3种后注浆桩单桩极限承载力计算方法对沈阳夏宫城市广场1-118号试桩的竖向极限承载力进行计算,并分析影响桩端后注浆桩承载力的主要因素；本文借助于FLAC3D有限差分软件来模拟后注浆对桩端承载性能产生的影响,通过建立不同的数值模型,分析在不同荷载、不同桩长、不同注浆量的条件下桩端后注浆对钻孔灌注桩承载力产生的影响；对沈阳夏宫城市广场的试验桩的模拟结果与现场静载试验结果进行对比。研究结果表明,桩长和单桩注浆量对桩端后注浆钻孔灌注桩的承载力影响最为显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 钻孔灌注桩的产生和发展
• 1.1.2 钻孔灌注桩的缺陷
• 1.1.3 钻孔灌注桩的后注浆技术
• 1.1.4 后注浆钻孔灌注桩的研究应用现状
• 1.2 研究背景
• 1.3 本文主要研究工作
• 第2章 钻孔灌注桩桩端后注浆技术
• 2.1 后注浆技术提高单桩承载力的作用效果
• 2.2 钻孔灌注桩桩端后注浆的作用机理
• 2.2.1 桩端后注浆提高承载力的力学机理
• 2.2.2 桩端后注浆提高承载力的化学机理
• 2.2.3 土体性能的变化
• 2.3 钻孔灌注桩桩端后注浆的施工工艺
• 2.3.1 材料和施工设备
• 2.3.2 施工工艺流程
• 2.3.3 施工工艺参数的确定
• 2.3.4 适用土层的确定
• 2.4 本章小结
• 第3章 桩端后注浆灌注桩的承载力计算及其影响因素
• 3.1 桩端后注浆灌注桩单桩竖向极限承载力计算
• 3.1.1 按建筑桩基技术规范法计算
• 3.1.2 按张忠苗法计算
• 3.1.3 按桩身混凝土抗压强度的极限承载力计算
• 3.1.4 最终结果取值
• 3.2 影响后注浆灌注桩承载力的主要因素
• 3.2.1 桩端土性对后注浆灌注桩承载力的影响
• 3.2.2 桩长和桩径对后注浆灌注桩承载力的影响
• 3.2.3 浆液种类对后注浆灌注桩承载力的影响
• 3.2.4 注浆量对后注浆灌注桩承载力的影响
• 3.2.5 注浆压力对后注浆灌注桩承载力的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 桩端后注浆灌注桩的数值分析
• 4.1 引言
• 4.2 岩土工程数值模拟分析的步骤
• 4.3 FLAC3D的有限差分法求解的基本原理
• 4.4 有限差分法计算模型
• 4.4.1 建模思路
• 4.4.2 土体屈服准则的选取
• 4.4.3 桩土接触模型的选取
• 4.4.4 计算参数的选取
• 4.5 有限差分法计算方案
• 4.6 有限差分法计算结果分析
• 4.6.1 不同荷载作用下桩端后注浆对桩土位移场的影响
• 4.6.2 桩长的变化对后注浆灌注桩的受力性状的影响
• 4.6.3 注浆量的变化对后注浆灌注桩的受力性状的影响
• 4.7 本章小结
• 第5章 桩端后注浆灌注桩的工程应用与分析
• 5.1 工程实例
• 5.1.1 工程概况
• 5.1.2 工程地质条件
• 5.1.3 桩端后注浆技术方案
• 5.2 基桩静载试验
• 5.3 静载试验结果分析
• 5.3.1 未注浆桩静载试验结果分析
• 5.3.2 注浆桩静载试验结果分析
• 5.3.3 注浆桩与未注浆桩静载试验结果对比分析
• 5.4 静载试验模拟参数的确定
• 5.5 数值模拟结果与静载试验结果的对比分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 附录