不同长径比桩端后注浆灌注桩承载性状对比试验研究

发布时间：2017-10-13 12:14

  本文关键词：不同长径比桩端后注浆灌注桩承载性状对比试验研究

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【摘要】：桩端后注浆技术具有提高桩基承载能力、降低沉降值等优点,已经被广泛地应用于高层建筑及大跨桥梁等一系列工程中。国内外研究人员展开了大量的研究工作,其中在施工工艺、作用机理及承载性状等方面的研究较为集中,而对不同长径比桩端后注浆灌注桩对其承载性状的影响规律研究较少;在后注浆灌注桩的设计施工中,经常遇到不同桩长和桩径的情况,选型是否合理,是一个重要的科学问题,同时也要考虑是否会影响工程造价和施工工期;因此,开展不同长径比桩端后注浆灌注桩承载性状对比研究具有重要的工程实用价值和科学意义。本文针对以上问题,依托于郑州市107辅道快速化桩基工程,对比研究两种长径比桩端后注浆灌注桩承载力、桩侧阻力、桩端阻力、桩端桩侧荷载分担比及桩土相对位移的变化规律;利用数值方法分析两种长径比桩端后注浆灌注桩承载性状,剖析桩长、桩径对桩端后注浆灌注桩承载性状的影响。主要研究结论包括:(1)与大长径比桩相比,相同荷载作用下小长径比桩能更好的控制桩顶沉降量,相同沉降量情况下其承担荷载值更大,且桩身轴力沿深度变化较为缓和,分布形式较稳定,轴力竖向传递的能力较强,说明小长径比桩的承载性能更优越。(2)当桩土相对位移达到一定程度时,小长径比桩上部土层桩侧摩阻力增长幅度逐渐变小并趋于稳定,中下部土层桩侧摩阻力随着桩土相对位移的增加而增加,呈硬化型;在荷载作用下大长径比桩上部土层桩侧摩阻力得到充分发挥,但下部土层桩侧摩阻力发挥程度明显小于小长径比桩,并出现桩侧阻力软化现象,在一定程度上削弱了桩基的承载力。(3)在相同荷载下,小长径比桩桩端阻力发挥程度较大,在加载初期桩端阻力发挥较快,而大长径比桩桩端阻力发挥有延迟现象;随桩端位移增加,桩端阻力呈硬化型增长,且小长径比桩桩端阻力增长速率大于大长径比桩。(4)在桩长一定的前提下,增大桩径促使单桩的承载力增加,但存在着最优桩径,当桩径大于该最优桩径时,单桩的极限承载力增长幅度变缓。(5)在桩径一定的前提下,增大桩长促使单桩的承载力增加,但存在着最优桩长,当桩长大于该最优桩长时,单桩的极限承载力增长幅度变缓。与改变桩长相比,桩径的变化对桩端后注浆灌注桩承载力的影响更为显著。
【关键词】：桩端后注浆灌注桩 长径比 对比试验 承载性状 数值模拟
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U443.15
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 桩端后注浆钻孔灌注桩国内外研究现状11-14
• 1.2.1 桩端后注浆钻孔灌注桩国外研究现状11
• 1.2.2 桩端后注浆钻孔灌注桩国内研究现状11-14
• 1.3 本文的研究方法及内容14-16
• 2 桩端后注浆灌注桩静载荷试验方案设计16-32
• 2.1 试验概况16-18
• 2.1.1 工程概况16
• 2.1.2 地质条件16-18
• 2.2 现场试验后注浆方案18-22
• 2.2.1 试桩设计18-19
• 2.2.2 注浆装置制作及安装19-20
• 2.2.3 注浆量及注浆压力20-21
• 2.2.4 注浆材料及浆液水灰比21
• 2.2.5 终止注浆的条件21
• 2.2.6 后注浆施工流程21-22
• 2.2.7 试验注意事项22
• 2.3 单桩竖向抗压静载试验方案22-25
• 2.3.1 试验加载方式22-23
• 2.3.2 桩顶加载数值及荷载分级23-24
• 2.3.3 沉降观测24
• 2.3.4 极限荷载的确定条件24-25
• 2.3.5 试验卸载要求25
• 2.4 桩身应变监测25-29
• 2.4.1 钢筋应力计25-28
• 2.4.2 分布式光纤传感28-29
• 2.5 试验桩头处理29-30
• 2.6 本章小结30-32
• 3 桩端后注浆灌注桩对比试验研究32-58
• 3.1 试桩承载力对比分析32-38
• 3.1.1 场地1试桩承载力对比分析32-35
• 3.1.2 场地2试桩承载力对比分析35-38
• 3.2 试桩桩身轴力对比分析38-40
• 3.3 试桩桩侧阻力对比分析40-43
• 3.3.1 场地1试桩在各级荷载作用下的桩侧阻力40-42
• 3.3.2 场地2试桩在各级荷载作用下的桩侧阻力42-43
• 3.4 试桩桩侧阻力与桩土相对位移关系对比分析43-50
• 3.4.1 场地1试桩桩侧阻力与桩土相对位移关系44-47
• 3.4.2 场地2试桩桩侧阻力与桩土相对位移关系47-50
• 3.5 试桩桩端阻力及桩侧阻力分析50-55
• 3.5.1 试桩桩端桩侧荷载分担比对比分析50-51
• 3.5.2 试桩桩顶荷载与桩侧阻力分析51-52
• 3.5.3 试桩桩端阻力分析52-55
• 3.6 本章小结55-58
• 4 桩端后注浆灌注桩数值模拟分析58-69
• 4.1 桩端后注浆灌注桩静载荷试验的数值模拟58-61
• 4.1.1 基本假定58
• 4.1.2 数值模型的建立58-60
• 4.1.3 模拟分析及加载过程60-61
• 4.2 数值模拟结果分析61-65
• 4.2.1 桩端后注浆灌注桩承载力分析62-63
• 4.2.2 桩端后注浆灌注桩桩身轴力分析63-64
• 4.2.3 桩端后注浆灌注桩桩侧阻力分析64-65
• 4.3 桩端后注浆灌注桩承载性状影响因素分析65-67
• 4.3.1 不同桩径条件下桩端后注浆灌注桩承载力分析65-66
• 4.3.2 不同桩长条件下桩端后注浆灌注桩承载力分析66-67
• 4.4 本章小结67-69
• 5 结论与展望69-71
• 5.1 主要研究结论69-70
• 5.2 后续工作展望70-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 个人简历74

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本文编号：1024775