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深厚软土层中桩侧压力注浆后的桩基承载性能研究

作　者: 蔺相文
导　师: 吴兴序
学　校: 西南交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 深厚软土层桩侧压力注浆群桩承载性能计算方法
分类号: U213.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

桩基础已经在工程领域普遍使用,随着上部荷载的不断增加以及沉降控制的要求,人们也不断改善着桩基础的施工工艺。钻孔灌注桩就是被铁路、公路广泛使用的一种桩型,但是其成孔工艺中桩底沉渣和桩侧泥皮会导致桩端阻力和桩侧摩阻力降低。为此,国内外采用后压浆技术对桩基进行地基处理以提高其承载力。尤其在高速铁路建设中,桩基进行后压浆可以更好地控制沉降和提高承载力。本论文主要研究了深厚软土层中桩基后压浆(以桩侧压浆为主)试验,利用现场试验数据和数值模拟结果,对桩侧全注浆群桩与未注浆群桩进行了对比分析,得出了桩侧全注浆群桩具有以下特点：1.总承载力提高明显：2.总沉降量较小：3.沉降达到稳定的时间较短。因此,在深厚软土层中,桩侧后压浆对超长钻孔灌注群桩承载性能的改善效果明显,能有效地提高桩基承载力并减少群桩的沉降。当在深厚软土层地区修建高速铁路时,线下基础承载力要求很高,所以确定群桩承载力对于高速铁路的设计很重要。通过试验得知,深厚软土层中,超长群桩的承载力以桩侧摩阻力为主,桩端阻力占总荷载的比例比较小,一般在10%左右,所以属于摩擦型群桩。目前,摩擦型群桩基础的承载力计算方法较多,但各有优缺点且适用范围、计算准确性不一。本论文采用以单桩极限承载力为参数的群桩效应计算方法、以土的强度为参数的极限平衡法(实体深基础法和等代墩基法)、《建筑桩基技术规范》计算方法和FLAC3D数值模拟方法对深厚软土层中桩侧压力注浆后的桩基承载力进行了计算。经过对比分析,得出以下结论：1.以上几种算法得出的承载力大小不同,在选择深厚软土层中桩侧压力注浆后桩基承载力的计算方法时要根据实际情况挑选适宜的计算方法；2.等代墩基法过分夸大了桩端阻力的承载性能,不适合在深厚软土层中计算桩基的承载力。实体深基础法在总侧阻力计算部分比较符合实际情况,但端阻力的计算结果也偏高；3.FLAC3D数值模拟计算方法只要参数选择准确,可以得出比较满意的结果,但是建模过程中的简化导致与实际情况有差别；4.《建筑桩基技术规范》计算方法较为全面地考虑了桩侧注浆对桩基承载力的影响,得出的桩侧总阻力、桩端总阻力、承台底分担的荷载与实际情况较符合。因此《建筑桩基技术规范》的计算方法可以作为深厚软土层中桩侧压力注浆后桩基承载力计算的适宜方法。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-17
  1.1 研究目的和意义  11
  1.2 国内外相关研究发展及现状  11-16
    1.2.1 深厚软土概述  11-13
    1.2.2 桩基础的历史与发展  13-14
    1.2.3 群桩的研究现状  14-15
    1.2.4 后压浆技术介绍  15-16
  1.3 本论文的主要工作  16-17
第2章深厚软土层中群桩基础现场试验  17-26
  2.1 试验背景与工程地质概况  17-18
    2.1.1 试验背景  17
    2.1.2 试验场地处的工程地质概况  17-18
  2.2 试验段群桩后压浆工程概述  18-26
    2.2.1 桩身轴力元件与土压力盒的埋设  19-21
    2.2.2 后注浆介绍  21-23
    2.2.3 群桩沉降的监测  23-26
第3章桩侧后注浆作用机理以及群桩注浆效果分析  26-45
  3.1 桩侧后注浆作用机理  26-31
    3.1.1 传统注浆机理  26-28
    3.1.2 桩侧后压浆对桩侧阻力增强的机理  28-31
  3.2 桩侧注浆与未注浆群桩承载性能对比  31-40
    3.2.1 桩身轴力分布与发展过程  31-35
    3.2.2 桩侧摩阻力分布与发展过程  35-38
    3.2.3 桩端阻力的分布和发展过程  38-40
  3.3 桩侧注浆与未注浆群桩沉降对比  40-45
    3.3.1 群桩总沉降量对比  40-42
    3.3.2 群桩沉降曲线规律分析对比  42-45
第4章施工阶段与群桩静载试验的数值模拟  45-59
  4.1 有限差分软件FLAC~(3D)简介  45-47
    4.1.1 FLAC~(3D)概述与优点  45-46
    4.1.2 FLAC~(3D)本构模型  46
    4.1.3 FLAC~(3D)计算流程  46-47
  4.2 施工阶段的数值模拟  47-54
    4.2.1 计算模型及参数  47-50
    4.2.2 桩侧注浆群桩的施工模拟  50-52
    4.2.3 数值计算结果与现场实测结果比较  52-53
    4.2.4 小结  53-54
  4.3 深厚软土层中群桩静载试验模拟  54-59
    4.3.1 群桩静载试验模拟方案  54
    4.3.2 桩侧压浆群桩静载试验模拟  54-57
    4.3.3 未注浆群桩静载试验模拟  57-58
    4.3.4 小结  58-59
第5章深厚软土层中群桩桩侧压浆后承载力计算方法  59-76
  5.1 以单桩极限承载力为参数的群桩效应系数法  59-61
    5.1.1 计算方法原理  59-60
    5.1.2 计算思路  60-61
  5.2 以土的强度为参数的极限平衡法  61-67
    5.2.1 破坏模式的探讨  62-63
    5.2.2 单桩极限侧阻q_(su)与极限端阻力q_(pu)的确定  63-65
    5.2.3 土层参数的选取  65-66
    5.2.4 两种方法的计算  66-67
  5.3 《建筑桩基技术规范》的承载力计算方法  67-73
    5.3.1 后注浆灌注桩单桩极限承载力计算方法  68-71
    5.3.2 计算过程  71-73
  5.4 计算方法比较分析  73-76
结论与建议  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研项目  83

深厚软土层中桩侧压力注浆后的桩基承载性能研究

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