大直径超长灌注桩泥浆重复利用及分布式压浆施工技术

针对黄河湿地自然保护区环保要求高、应用分布式后压浆工艺、传统拔除钢护筒方法难以实施等一系列桩基施工难题,采用泵吸反循环施工,创造性研发出泥浆自循环系统,实现泥浆零污染零排放。使用分布式后压浆技术,压浆管、声测管双管合一,桩侧、桩端同步压浆,显著提高桩基承载力,并运用智能化建造技术对压浆过程进行实时监测和控制,压浆量、压浆压力自动采集并实时上传。通过采用空压机气顶技术拔除钢护筒,施工方便、环保经济,最终实现主桥72根桩基施工。

黏性土中分布式桩侧后压浆桩水平承载机制试验研究

通过在黏性土中开展未压浆桩、环向点式后压浆桩、分布式后压浆桩的水平静载模型试验对比研究,探究分布式后压浆对黏性土中桩基水平承载性状的影响,基于开挖试验分析浆液在黏性土中的扩散情况,揭示分布式后压浆水平受荷桩-土相互作用机制。结果表明,桩侧后压浆可大幅度提升黏性土中桩基水平承载力,且分布式后压浆对提高黏性土中桩基水平承载能力优于环向点式后压浆;在相同荷载条件下分布式后压浆桩的桩侧土水平抗力系数的比例系数m值大于环向点式后压浆桩,且均大于规范推荐的未压浆桩m值的取值范围,并给出了软塑状黏土中桩侧后压浆钢管桩m值的推荐取值范围为3.1~3.7MN/m^(4);与环向点式后压浆相比,分布式后压浆可以更有效地增强上部桩周土体强度,改善桩身荷载传递规律及弯矩分布特征,且对控制桩身侧向位移与提高桩侧土抗力更为显著。此外,通过开挖试验与水平承载机制分析得出浆液在黏性土中主要以劈裂方式扩散,而分布式后压浆桩注入的浆液沿着桩身更为均匀地覆盖外侧表面,使其形成了更为稳定的桩-土相互作用体系,进而提高了桩基水平承载能力。

基于分布式后压浆的灌注桩承载力试验研究

介绍了一种灌注桩分布式后压浆工艺及实现方法,相比于传统后压浆工艺,分布式压浆工艺利用声测管实现桩端、桩侧组合压浆,解决了传统后压浆装置出浆口断面间距大、压浆孔开塞率低及浆液分布不均匀等问题,提高了浆液利用率,实现了声测管的一管两用,极大减少了后压浆预埋管数量,提升了施工效率。基于河南省安罗高速黄河特大桥项目3根大直径灌注桩,利用桩基自平衡承载力测试法开展压浆前后承载力试验,对比研究了不同压浆工艺对桩基承载力提升的影响,结果表明:分布式压浆工艺在同等压浆量的情况下承载力提升优于传统压浆;分布式后压浆工艺相比传统后压浆工艺,施工更为便捷,浆液分布更均匀、浆液利用率更高,更加适用于大直径超长灌注桩的后压浆施工。

分布式后压浆超长大直径灌注桩竖向承载性能试验研究

基于山东小清河复航工程开展2根超长大直径灌注桩压浆前后现场静载试验,对比分析组合式后压浆桩与分布式后压浆桩压浆前后的承载性状,研究分布式后压浆对超长大直径灌注桩承载变形、荷载传递特性以及桩侧摩阻力与桩端阻力的影响。结果表明:相比压浆前,组合式后压浆桩与分布式后压浆桩的承载力提高幅度分别为39.6%、52.2%,分布式后压浆桩的承载性能较组合式后压浆桩的更优,其改善桩基荷载传递特性更为明显;在极限状态下,组合式后压浆桩与分布式后压浆桩的侧摩阻力与端阻力均得到了显著提高,有效地改善了桩侧与土体的边界条件和桩端承载条件,提高了桩侧与桩端土体的强度与刚度;在相同条件下分布式后压浆桩的侧摩阻力增强系数较组合式后压浆桩的略大,且侧摩阻力增强系数随埋深的增加整体上呈现增大趋势,侧摩阻力增强系数存在深度效应。此外,通过透明土可视化模型试验进一步证实,分布式后压浆具有小间距、多断面、高密次以及多深度压浆等特点,使其注入的水泥浆液沿桩身分布更均匀,从而形成了更为紧密且稳定的桩-水泥土-土体系,对改善桩基承载特性的效果更为显著。

深厚卵石层后压浆灌注桩承载性能研究

为研究深厚卵石层后压浆灌注桩的承载性能,以湖北观音寺长江大桥为背景,通过现场自平衡静载试验进行后压浆灌注桩承载性能研究。采用分布式后压浆技术,通过试桩现场试验获取压浆前、后深厚卵石层桩土接触界面桩侧摩阻力τ~桩土相对位移s、桩端阻力q u~桩端位移s u关系曲线,揭示后压浆对桩土接触界面剪切力学特性的影响,通过压浆前、后的桩侧、桩端初始刚度变化揭示压浆效应对深厚卵石层桩基承载能力增强的作用机理。结果表明:卵石层灌注桩采用分布式后压浆可以有效提高桩基的极限承载力,减小桩顶沉降;压浆后灌注桩桩侧摩阻力、桩端承载力得到提高,桩侧、桩端初始刚度得到增强,承载性能明显改善;现场实测桩基各承载性能指标约为理论值的1.1倍;压浆后桩基各承载性能指标为压浆前的1.8~2.0倍。