旋喷桩地基加固方案及效果研究

发布时间：2017-08-14 16:40

  本文关键词：旋喷桩地基加固方案及效果研究

  更多相关文章： 旋喷桩 水泥土桩 高压喷射注浆技术 复合压缩模量 优化设计

【摘要】：旋喷桩是一种水泥土桩,设置在软土地基中与桩间土共同承载构成旋喷桩复合地基。旋喷桩采用高压喷射注浆技术,具有桩土结合紧密、成桩形状灵活、施工设备简单和环境影响较小等优势,特别适合用于工程落成后的地基加固,具有广泛应用。但目前旋喷桩理论的研究落后于工程实践,设计上偏于保守造成浪费。本文以陕北某工程地基不均匀沉降的加固治理项目为研究对象,以ANSYS软件为研究工具,分别选取桩长(L)、桩径(D)、桩间距(S)等3个参数对旋喷桩地基加固的效果进行专门研究,每个参数均选取5种不同方案进行效果对比,同时具体针对每一个参数,又进一步细分为总沉降量、水平变形量、应力分布等3个部分进行详细展开,取得了以下研究成果：1)承载力计算,对比分析常用的面积比法和应力比法,得出旋喷桩设计推荐采用面积比法,并提出了适用于旋喷桩托换工程的面积置换率计算方法。2)加固区沉降量计算,常用的复合模量法中关键参数为复合压缩模量Esp,本文建立了考虑桩和土承载力发挥系数的复合压缩模量Esp的计算公式。3)旋喷桩复合地基有限元模型多采用等截面方桩代替实际中的圆桩,建模简单但误差较大。本文采用圆桩、按实际工程分四层土建立了模型,并全部采用六面体网格划分。4)本文针对工程实例,将不同桩长(L)、桩径(D)、桩间距(S)的旋喷桩地基加固方案分别建模计算、分析效果并汇总结果,提出了5个旋喷桩加固方案的优化原则。5)按照优化原则,本文对旋喷桩加固方案进行了优化设计,将桩长减少0.5m并合理调整桩间距,取得了良好的加固效果和经济效益。
【关键词】：旋喷桩 水泥土桩 高压喷射注浆技术 复合压缩模量 优化设计
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU753.8
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 高压喷射注浆技术概述8-9
• 1.1.2 高压喷射注浆技术发展9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国内研究应用10-12
• 1.2.2 国外研究和发展现状12-13
• 1.3 课题提出背景13-14
• 1.3.1 工程需求13
• 1.3.2 现有研究不足13-14
• 1.4 研究目的与本文主要内容14-16
• 1.4.1 研究目的14
• 1.4.2 研究内容14-16
• 2 旋喷浆液材料配比与固结体强度16-23
• 2.1 旋喷浆液材料的特性16-17
• 2.2 旋喷浆液材料与配比17-20
• 2.2.1 浆液材料的选择与配比17-19
• 2.2.2 浆液材料的使用数量19-20
• 2.3 旋喷浆液在土中的硬化机理20-21
• 2.3.1 水泥水化机理20
• 2.3.2 水泥与土硬化机理20-21
• 2.4 旋喷固结体强度的影响因素21
• 2.5 本章小结21-23
• 3 旋喷桩复合地基的加固机理及承载力研究23-31
• 3.1 旋喷桩复合地基加固机理及优缺点23-25
• 3.1.1 高压喷射流的种类及构造23-24
• 3.1.2 高压喷射流破土机理24
• 3.1.3 旋喷桩成桩机理24-25
• 3.1.4 旋喷桩复合地基的优缺点25
• 3.2 旋喷桩复合地基承载力计算方法25-29
• 3.2.1 单桩竖向承载力26-27
• 3.2.2 面积比法27-28
• 3.2.3 应力比法28-29
• 3.3 旋喷桩复合地基承载力计算公式的对比分析29
• 3.4 本章小结29-31
• 4 旋喷桩复合地基沉降研究31-41
• 4.1 旋喷桩复合地基沉降机理31-32
• 4.1.1 旋喷桩桩土共同作用机理31
• 4.1.2 旋喷桩复合地基破坏形式31
• 4.1.3 旋喷桩复合地基沉降机理31-32
• 4.2 旋喷桩复合地基沉降计算方法32-37
• 4.2.1 加固区沉降量计算32-35
• 4.2.2 下卧层沉降量计算35-36
• 4.2.3 旋喷桩复合地基沉降量计算36-37
• 4.3 旋喷桩复合地基沉降数值分析37-38
• 4.4 复合压缩模量计算公式的建立38-41
• 4.4.1 计算公式建立所用假设38
• 4.4.2 计算公式建立过程38-40
• 4.4.3 计算公式建立成果分析40-41
• 5 旋喷桩地基加固有限元分析及优化41-64
• 5.1 ANSYS有限元软件简介41
• 5.2 DP非线性材料简介41-42
• 5.3 有限元模型的建立及分析42-60
• 5.3.1 有限元模型的建立42-44
• 5.3.2 不同桩长(L)旋喷桩地基加固的效果研究44-50
• 5.3.3 不同桩径(D)旋喷桩地基加固的效果研究50-55
• 5.3.4 不同桩间距(S)旋喷桩地基加固的效果研究55-60
• 5.4 旋喷桩地基加固方案的优化研究60-64
• 5.4.1 不同方案分析结果汇总60-61
• 5.4.2 旋喷桩加固方案的优化原则61
• 5.4.3 旋喷桩加固方案的优化设计61-64
• 6 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68-69
• 致谢69-71

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