缺陷加固桩荷载分布试验研究与理论分析
发布时间：2021-02-17 20:40
注浆加固夹泥、离析类缺陷桩在恢复桩身承载力方面欠佳,进而工程中改用钢管-注浆进行加固,但其仍缺乏足够的理论依据与试验。开展了室内模型试验,正常桩与缺陷加固桩竖向抗压试验表明:钢管的设置使桩身承载力得到极大的恢复;随着钢管数量的增加,钢管承载百分比呈上升趋势,混凝土与注浆加固体承载百分比总体呈下降趋势,并在钢管数为4时取得最优的加固效果;钢管承担主要补强作用,其长度的增加对缺陷桩桩身整体性有积极作用;钢管与桩截面的截面比为2.54%～2.58%时,缺陷桩桩身承载力恢复最佳。
【文章来源】：建筑科学. 2020,36(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
中部、下部缺陷加固尺寸示意图及注浆孔平面布置图
缺陷加固桩主要分三段浇筑，浇筑第一段混凝土时，浇筑至缺陷部位以下30mm处放置直径为40mm且已经封底的PVC圆管，之后继续浇筑混凝土至缺陷下部，期间保持圆管不发生偏移，待初凝后拔掉PVC圆管，形成深度30mm，直径40mm的预留孔洞。随后插入直径32mm的加固钢管，用水泥净浆浇筑钢管内部、外壁与预留孔洞之间的间隙，待初凝后进行第二段缺陷部位的制作，插入PVC圆管，将砂石混合物灌入至指定高度，大致刮平表面，灌入水泥浆液，水泥浆液会渗入砂石混合物，不振捣使之形成胶结不完全的砂石水泥混合物，由此模仿夹泥、蜂窝麻面、空洞等此类桩身缺陷。随后浇筑第三段混凝土，待其初凝后，拔掉PVC圆管，往钢管内部与间隙注入水泥净浆。所有模型桩制作完毕后静置至达到脱模要求，随后进行养护。部分模型桩制作步骤见图2。1.3 模型桩竖向抗压试验
由应力-应变曲线图3、图4，曲线具有明显的上升段及下降段。缺陷加固桩的极限应力随钢管数量增加而上升，数量达到3以上超越正常桩，达到极限应力的同时其应变值均小于正常桩，说明钢管在恢复桩身承载力的同时对桩身应变发展有较好的控制作用。缺陷加固桩上升段斜率均大于或约接近正常桩，并随钢管数量的递增斜率增加，由此可分析缺陷桩经加固后刚度较正常桩有所提升，桩身抵抗变形的能力增加。中部缺陷下降段趋势与正常桩均表现出脆性破坏。下部缺陷下降段较正常桩更缓和，钢管长度增加后，其延性稍有改善。对比以上数据，使用相同数量的钢管对中、下部两种缺陷部位进行加固，下部缺陷的加固效果优于中部缺陷，纵向对比i=1～5时，下部缺陷加固桩的对桩身的恢复强度均高于中部缺陷加固桩，提高幅度在1.2%～5.6%，说明缺陷部位离桩的底部越近，缺陷上部的桩身混凝土不受缺陷的影响，可以发挥尽可能大的承载力，缺陷对桩的整体影响也就越小。随着缺陷位置的深入，所需钢管加固的长度也相应增长，有利于桩身的整体性，有助于桩身强度的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]饱和土中大直径缺陷桩水平振动响应研究[J]. 范小雪,李原,吴文兵,陈耀春,王新国,刘浩,梁荣柱. 岩石力学与工程学报. 2020(02)
[2]低应变法在基桩检测中几种典型缺陷桩的实例分析[J]. 唐秋惠,欧燕章,陈永茹,杨昌斌,贠鹏. 工程地球物理学报. 2019(04)
[3]缺陷桩周围成层土振动响应解析解及其在旁孔透射波法中的应用[J]. 吴君涛,王奎华,刘鑫,肖偲. 岩石力学与工程学报. 2019(01)
[4]滑坡涌浪对桩柱冲击压力分布特征及计算方法[J]. 白薇,程永舟,黄筱云. 中国安全科学学报. 2017(02)
[5]桩土作用下缺陷大管桩单桩极限承载力理论计算[J]. 袁谱,应宗权,苏林王. 水运工程. 2016(05)
[6]桩基动刚度影响因素分析[J]. 马蒙,刘建磊,孙宁,柯在田,李林杰. 岩土力学. 2015(07)
[7]几种缺陷单桩竖向承载性状的现场模型试验研究[J]. 王成华,李全辉,张美娜,苏娟,占川. 岩土力学. 2014(11)
[8]含扩径桩的群桩基础竖向承载性状数值分析[J]. 王成华,安建国. 岩土力学. 2011(S2)
硕士论文
[1]刚性承台下含缺陷桩群桩竖向承载力分布研究[D]. 谢达奔.湘潭大学 2019
[2]缺陷桩身钢管与注浆加固受力特性试验分析[D]. 唐力.广西大学 2017
本文编号：3038507
【文章来源】：建筑科学. 2020,36(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
中部、下部缺陷加固尺寸示意图及注浆孔平面布置图
缺陷加固桩主要分三段浇筑，浇筑第一段混凝土时，浇筑至缺陷部位以下30mm处放置直径为40mm且已经封底的PVC圆管，之后继续浇筑混凝土至缺陷下部，期间保持圆管不发生偏移，待初凝后拔掉PVC圆管，形成深度30mm，直径40mm的预留孔洞。随后插入直径32mm的加固钢管，用水泥净浆浇筑钢管内部、外壁与预留孔洞之间的间隙，待初凝后进行第二段缺陷部位的制作，插入PVC圆管，将砂石混合物灌入至指定高度，大致刮平表面，灌入水泥浆液，水泥浆液会渗入砂石混合物，不振捣使之形成胶结不完全的砂石水泥混合物，由此模仿夹泥、蜂窝麻面、空洞等此类桩身缺陷。随后浇筑第三段混凝土，待其初凝后，拔掉PVC圆管，往钢管内部与间隙注入水泥净浆。所有模型桩制作完毕后静置至达到脱模要求，随后进行养护。部分模型桩制作步骤见图2。1.3 模型桩竖向抗压试验
由应力-应变曲线图3、图4，曲线具有明显的上升段及下降段。缺陷加固桩的极限应力随钢管数量增加而上升，数量达到3以上超越正常桩，达到极限应力的同时其应变值均小于正常桩，说明钢管在恢复桩身承载力的同时对桩身应变发展有较好的控制作用。缺陷加固桩上升段斜率均大于或约接近正常桩，并随钢管数量的递增斜率增加，由此可分析缺陷桩经加固后刚度较正常桩有所提升，桩身抵抗变形的能力增加。中部缺陷下降段趋势与正常桩均表现出脆性破坏。下部缺陷下降段较正常桩更缓和，钢管长度增加后，其延性稍有改善。对比以上数据，使用相同数量的钢管对中、下部两种缺陷部位进行加固，下部缺陷的加固效果优于中部缺陷，纵向对比i=1～5时，下部缺陷加固桩的对桩身的恢复强度均高于中部缺陷加固桩，提高幅度在1.2%～5.6%，说明缺陷部位离桩的底部越近，缺陷上部的桩身混凝土不受缺陷的影响，可以发挥尽可能大的承载力，缺陷对桩的整体影响也就越小。随着缺陷位置的深入，所需钢管加固的长度也相应增长，有利于桩身的整体性，有助于桩身强度的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]饱和土中大直径缺陷桩水平振动响应研究[J]. 范小雪,李原,吴文兵,陈耀春,王新国,刘浩,梁荣柱. 岩石力学与工程学报. 2020(02)
[2]低应变法在基桩检测中几种典型缺陷桩的实例分析[J]. 唐秋惠,欧燕章,陈永茹,杨昌斌,贠鹏. 工程地球物理学报. 2019(04)
[3]缺陷桩周围成层土振动响应解析解及其在旁孔透射波法中的应用[J]. 吴君涛,王奎华,刘鑫,肖偲. 岩石力学与工程学报. 2019(01)
[4]滑坡涌浪对桩柱冲击压力分布特征及计算方法[J]. 白薇,程永舟,黄筱云. 中国安全科学学报. 2017(02)
[5]桩土作用下缺陷大管桩单桩极限承载力理论计算[J]. 袁谱,应宗权,苏林王. 水运工程. 2016(05)
[6]桩基动刚度影响因素分析[J]. 马蒙,刘建磊,孙宁,柯在田,李林杰. 岩土力学. 2015(07)
[7]几种缺陷单桩竖向承载性状的现场模型试验研究[J]. 王成华,李全辉,张美娜,苏娟,占川. 岩土力学. 2014(11)
[8]含扩径桩的群桩基础竖向承载性状数值分析[J]. 王成华,安建国. 岩土力学. 2011(S2)
硕士论文
[1]刚性承台下含缺陷桩群桩竖向承载力分布研究[D]. 谢达奔.湘潭大学 2019
[2]缺陷桩身钢管与注浆加固受力特性试验分析[D]. 唐力.广西大学 2017
本文编号：3038507
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