钻孔灌注桩桩端后注浆承载性能的数值分析

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。并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。     

考虑桩土耦合时桩端后注浆对灌注桩承载力的影响分析

桩端后注浆技术是提升灌注桩承载能力非常有效的方法之一.依托某工程实例,考虑了桩土耦合作用,采用库伦剪切接触本构模型,并优化了注浆体模型,运用数值模拟软件FLAC3D,分析了桩端后注浆影响钻孔灌注桩承载力的规律.分析表明:桩端后注浆能提高钻孔灌注桩30%-50%左右的极限承载能力;只桩端注浆,桩身的承载力并不会提升太多,建议联合桩侧一起注浆.     

桩端后注浆灌注桩竖向承载性能的数值分析

采用数值方法建立了桩端后注浆灌注桩桩土体系分析模型,并对某工程注浆前后的钻孔灌注桩的承载性能进行了数值模拟,结果计算值与实测值较吻合,验证了该方法的有效性.按照该模型模拟单桩静载试验,对均质土层中的后注浆钻孔灌注桩的承载性能进行了模拟分析,结果表明:注浆量以及注浆体强度对承载力的影响存在一定范围;桩长的变化也影响注浆量对承载力的贡献;桩侧翻浆高度以及桩侧摩阻力提高对承载力影响显著;承载力随着桩侧翻浆高度和侧摩阻力的提高而线性增加.     

不同后注浆类型下大直径灌注桩承载性能分析

目的针对黄河中下游冲积地层,研究不同后注浆类型下大直径灌注桩承载性能及其内在机理,为该类地层条件的大直径灌注桩及其后注浆的设计与施工提供参考.方法整理大量现场试桩实测数据,对比分析相同场地条件下桩端后注浆桩与桩端桩侧复式后注浆桩承载变形、荷载传递、桩侧阻力与桩端阻力及水平承载的异同,在此基础上,进行后注浆类型影响机理的探讨.结果两类后注浆大直径灌注桩竖向承载变形性状相近,荷载传递规律基本一致,桩端阻力占承载比例均较小,但复式后注浆桩承载变形性能发挥更为稳定;复式后注浆桩在桩身上部侧阻软化范围较大,其在浅层土中侧阻小于桩端后注浆桩,但在深层土体中,复式后注浆桩桩侧摩阻力极限值普遍大于桩端后注浆桩;桩侧注浆对桩周土体加固作用使得复式后注浆桩水平承载性能明显高于桩端后注浆桩.结论对于该类场地条件的大直径灌注桩,承受竖向荷载时,在确保后注浆施工可靠的前提下,可仅采用桩端后注浆提高其竖向承载力,若承受较大的水平荷载时,增加桩侧注浆可显著提高其水平承载性能.     

通过改进后压浆施工工艺提高钢筋混凝土灌注桩的承载力

钢筋混凝土灌注桩后压浆技术能有效提高承载力,通过对桩端和桩侧的工艺改进和优化,确保注浆效果,增加桩端和桩侧的承载力,从而提高单桩承载力、减小桩身位移,进而达到设计承载力的要求。     

黏土中桩端后注浆单桩抗压承载特性室内模型试验研究

参照现场桩端后注浆工艺的基础上,采用室内模型试验和自主研发的模型桩钻机以及注浆装置研究黏土中不同桩端注浆量下5根模型钻孔灌注桩竖向抗压承载特性,并通过后续土体开挖,分析桩端后注浆浆液上返高度和浆液在土体中的扩散模式.试验结果表明:与未注浆试桩相比,黏土中不同桩端注浆量下试桩极限承载力提高率为37.5%～112.5%,承载力提高幅度与注浆量呈正相关;注浆试桩桩端以上浆液上返段深度范围内轴力明显小于未注浆试桩,且轴力随着注浆量的增大而减小;桩顶荷载较小时,在浆液上返段深度范围内,4根不同注浆量试桩平均侧摩阻力略大于未注浆试桩且增长幅度受注浆量影响很小;随着桩顶荷载增大,该深度范围内注浆试桩桩侧平均摩阻力远大于未注浆试桩且其值随着注浆量的增大而增大;在相同注浆压力条件下,不同桩端注浆量主要影响桩端浆液上返深度范围内桩身侧摩阻力值大小,对上返高度影响较小,桩端后注浆浆液上返高度约为桩端以上14倍桩径;未注浆试桩表现出摩擦端承桩的特性,注浆试桩表现出端承摩擦桩的特性;在同一桩顶荷载下不同注浆量试桩桩端阻力发挥比例随着注浆量的增大而减小.通过开挖分析得出黏土中桩端后注浆主要通过浆液压密和劈裂作用于桩端和桩侧土体进而改善基桩承载特性.     

砂土中旋挖挤扩灌注桩的抗拔模型实验

旋挖挤扩灌注桩即在桩身上通过旋挖挤扩技术形成多个承力盘,承力盘的存在扩大了承载面积,能有效提高桩的抗拔承载力.由于承力盘位于桩身,在桩身位移较小的条件下,承力盘就能发挥较高的承载力.在室内模型箱的中密砂土中进行了2×2的两盘DX群桩抗拔模型实验,对比了2D、2.5D和3D(D为盘径)3种不同桩间距的模型群桩的抗拔承载力与位移的关系,探讨了不同桩间距对承力盘抗拔承载力的影响,分析了群桩抗拔机理.根据实验结果,可以发现承载力发展很快,初始阶段承载力上升速度很快,在小位移时承载力就能达到较大值.总体上桩间距越大,各基桩在承受拉拔荷载作用时的相互影响越小,群桩承载力越大.但2.5D桩间距的群桩承载力与3D桩间距群桩承载力接近,在兼顾抗拔效果和承台面积时,2.5D的桩间距比较合理.     

混凝土灌注桩后压浆关键技术及承载力

研究混凝土灌注桩后压浆关键技术及承载力试验的分析.本文通过工程实例,分别从施工工艺、后压浆注浆量的控制;提高后压浆效果的措施、单桩静载承载力沉降曲线和通过桩身内力分析等5个方面的技术研究.得出了桩侧阻力和桩端阻力的发挥效果.根据静载试验结果桩的实际承载能力高于规范的桩侧阻、端阻增强系数的上限进行计算的估算值.在设计中后注浆工艺的混凝土灌注桩,考虑桩端和桩侧的承载力很高,应验算桩身混凝土强度,使桩身强度满足竖向承载力要求.     

广东地区超长旋挖灌注桩桩端注浆试验

目的分析常规桩和注浆桩的荷载传递特性,对比常规桩和注浆桩在不同桩顶位移下承载力的提高幅度,提出了设计大直径超长单桩极限承载力的建议方法,并验证其适用性.方法通过广东某大桥大直径超长旋挖灌注桩桩端注浆现场试验得出荷载-沉降曲线,根据预埋的应力计测出桩身侧摩阻力值,通过计算得到桩身轴力、桩土相对位移以及桩端位移.结果注浆桩S2的桩端阻力比常规桩S1发挥较早,浆液技术更有利于侧阻和端阻的同步发挥;注浆桩总承载力、侧摩阻力和端阻力提高系数随桩顶位移呈先增大后减小趋势,总承载力和侧摩阻力的提高系数变化平稳,增加速率远远小于端阻力.结论桩端注浆不仅有利于端阻的发挥,还有效减小了桩顶沉降,从而提高单桩极限承载力;常规桩下部土层侧摩阻力和端阻力未达到极限,建议计算时乘以折减系数;桩端注浆桩桩端附近土层的侧摩阻力和桩端阻力均乘一定的增大系数.     

桩端后注浆灌注桩桩基在软土Ⅳ类场地中优化设计

本工程通过12根后注浆桩端灌注桩静载试验,对同一根桩桩端注浆前后,单桩极限承载力估算值与实测值进行对比,试验结果表明：桩端后注浆可有效提高钻孔灌注桩的桩端承载力,以及桩底截面以上一定范围内的桩侧摩阻力,从而提高整桩承载力。设计在相同地区同一后注浆桩端持力层比选合理的桩长,能缩短施工周期、减少工程量、节约造价,取得了良好的经济效果。     

荷载-温度联合作用下地热桩的弹性性状分析

为了揭示温度作用对地热桩承载性能的影响,建立了地热桩有限元数值模型进行分析。通过改变桩侧约束、桩端约束和桩土接触属性来模拟地热桩工作环境对地热桩温度作用效应的影响,得到不同工作环境下地热桩桩身轴力,桩侧摩阻力分布曲线。研究发现:桩侧约束越强,地热桩温度作用效应越显著;桩端约束会改变中性点的位置;桩土接触属性对地热桩温度作用效应影响并不显著。     

浅谈灌注桩后注浆技术研究及应用

灌注桩后注浆是利用预先装设于灌注桩底、桩侧的注浆系统和延伸至桩顶的注浆钢管进行高压注浆,通过渗入、劈裂、压密桩底沉渣和桩侧泥皮和土层,固结桩端沉渣及桩侧泥皮和一定范围内土层,大幅度提高桩侧摩阻力和桩端承载力,相应减少桩基的沉降,在同条件下桩基承载力可提高50％以上。     

基于FLAC~(3D)的大直径钢管桩竖向承载特性分析

为研究不同桩径对大直径钢管桩竖向承载性能的影响,选取某海上风电钢管桩基础,采用FLAC3D软件对其进行分析,研究2.0~5.0 m直径钢管桩在加载过程中桩身内力的变化情况,揭示了2.5 m直径桩基的竖向承载性能发挥特点和桩-土相互作用情况;得出当直径小于4.0 m时,桩径的增大对钢管桩竖向承载力的影响较大,对桩侧土体正应力、桩外壁与内壁侧模阻力随桩径变化影响不明显;当桩径大于4.0 m时,承载力提高效果不甚明显,而桩-土相互作用出现一定差异,最后将承载力计算结果与规范所得结果进行对比,指出现有规范的局限性.     

根键布置方式对根式基础竖向承载性能的影响

文章通过现场试验和数值分析探讨根键布置方式对根式基础承载性能的影响；建立池州长江公路大桥根式基础的数值计算模型，与现场堆载试验得到的荷载-位移曲线进行对比，验证数值模型的正确性；通过分析桩顶荷载-位移曲线、桩身轴力和桩侧摩阻力，探讨根键水平布置方式、根键布置位置和相邻根键层间距对根式基础竖向承载性能的影响。结果表明：相比于传统桩基础，根键梅花形布置和等角度布置时，桩的承载力分别提高65.28%、46.71%,根键能够增大桩侧摩阻力和减小桩端阻力；根键梅花形布置能够减弱应力重叠，充分发挥根键承载潜力；根键布置在下部时，相对于布置在上部和中部，桩的承载力分别提高34.51%、14.69%,同时根键布置在下部能够减小桩端阻力；根键层间距较小时，根键端部形成环形剪切面，此时根键无法发挥作用，随着层间距增大，根键间相互影响逐渐减弱，根键趋近于独立承载。     

深厚软土地区长钻孔灌注桩后注浆试验研究

对深厚软土地区长钻孔灌注桩的后注浆试验结果进行研究,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、桩项荷载一位移一时间曲线.研究结果表明:当注浆量不超过3t且注浆压力为1～3 MPa时,桩侧摩阻力占总荷载的93%左右,桩端轴力只占桩项荷载的5%左右;当桩顶荷载为4.6 MN时,桩侧注浆可减小桩项位移23%左右,桩端注浆可减小桩项位移32%左右;桩侧和桩端后注浆技术是减小桩基工后沉降的有效方法之一.     

多次注浆微型桩水平承载力试验与数值模拟分析

通过不同施工工艺微型灌注桩的现场水平荷载试验及数值模拟,研究微型灌注单桩水平承载力的主要影响因素.试验考察多次注浆工艺对微型灌注单桩水平荷载位移曲线形式、临界荷载、极限荷载、桩周土抗力系数的比例系数(m)等的影响.数值模拟对比分析注浆量及注浆范围对单桩水平承载力的影响程度.结果表明:多次注浆工艺可明显改善水平荷载作用下微型灌注桩的变形及工作性状,有效提高微型单桩的水平承载力;在对多次注浆微型桩进行水平承载力设计时,m应取规范所给的最大值;桩土最优刚度比为100∶1,最佳注浆深度为4D.最后初步探讨了微型桩桩周多次注浆施工工艺提高单桩水平承载力的机制.     

灌注桩桩端后压浆效果的室内模型试验

通过室内模型试验,对桩端后压浆灌注桩进行静载试验以及开挖观察,探讨了加固体的性状以及压浆参数对单桩承载力特性的影响,分析了灌注桩荷载传递特点和桩端阻、侧阻随荷载增加的变化趋势。经试验发现：压浆量、压浆压力以及岩土的可灌性是影响加固体性状的主要因素;浆液上返与桩周土作用形成的复合桩身形式对桩侧摩阻力影响较大,桩侧扩径效果明显处其侧摩阻力提高幅度大;桩端后压浆改变灌注桩承载力特性,常规桩表现出摩擦型端承桩性质,桩端压浆后表现出端承桩特性。     

不同成桩工艺对后压浆灌注桩承载特性影响的试验研究

为研究不同成桩工艺对后压浆灌注桩承载特性的影响,基于石首长江公路大桥工程开展了1根回旋钻孔灌注桩和1根旋挖钻孔灌注桩的压浆前、后静载试验,对比分析了未压浆灌注桩与后压浆灌注桩的承载变形性能,探讨了后压浆对不同成桩工艺的灌注桩侧摩阻力和端阻力增强作用效果的影响,进而揭示了不同荷载水平下不同成桩工艺的后压浆灌注桩受力性状的差异.结果表明,组合后压浆能显著提升不同成桩工艺的灌注桩承载变形性能,且后压浆回旋钻孔灌注桩表现出的承载特性要优于后压浆旋挖钻孔灌注桩;不同成桩工艺不仅会影响后压浆灌注桩侧摩阻力与端阻力发挥特性,还会对灌注桩压浆过程中的浆液压力和压浆水泥用量造成影响,致使后压浆的加固作用效果不同,不同成桩工艺的后压浆灌注桩表现出不同的承载特性.     

开挖过程对桩基影响的工程实例对比分析

采用3维快速拉格朗日法(FLAC3D)建立了考虑基坑分步开挖对桩基础影响的动态计算模型.该模型考虑了桩土之间的相对滑移作用,土体采用摩尔-库伦计算模型.计算分析了桩身轴力、桩身最大拉力值及其位置随开挖步的变化,通过与实测值对比验证了模型的准确性,进而对比分析了开挖前后桩基础承载性能的变化,并探讨了开挖后桩基承载力的损失机理.结果表明:基坑开挖使桩身轴力发生明显的变化,开挖后使桩基处于受拉状态,桩身最大拉力值随开挖深度的增加而增大,且其位置随开挖深度的增加而下移;开挖使得桩基的承载性状发生了显著的变化,由于土体卸荷回弹,桩身上部土体对桩周的约束作用明显减小,使得桩顶的荷载向下传递量明显增加;开挖降低了桩基承载力,其损失主要来自桩侧摩阻力.     

基于光纤监测的大直径变截面钢管复合桩承载性状

为了研究超长大直径变截面钢管复合桩的承载性状,选取鱼山大桥45号桩,以墩身和箱梁自身重力为荷载进行静载试验,利用分布式光纤进行现场监测,并利用ABAQUS进行实际工况建模,通过对比计算结果与实测值以验证建模参数选取的合理性。在有限元模型基础上,通过施加压、弯、剪、扭等复杂荷载及改变桩基自身参数,研究桩身参数对桩基承载性状的影响。研究结果表明:光纤监测能够很好地应用于此类海洋环境下超长大直径变截面钢管复合桩的监测;变截面处桩身轴力有突变,下半段桩身侧摩阻力发挥较好,上半段由于钢管存在对侧摩阻力发挥有一定影响,桩端阻力对桩基承载力贡献显著;桩身轴力模型计算结果与实测结果较接近,说明建模方法及参数选取得当;设置变截面能够改善桩基承载性能,但是变截面位置要适中,钢管越厚、剪力环间距越密,钢管复合桩横向刚度增强现象越明显。