组合压浆增强风化岩大直径桩桩-土界面力学特性试验研究

依托深圳某棚户区改造项目,对超高层建筑的两根超长大直径钻孔灌注桩进行了大吨位静载试验,同时结合室内剪切试验和数值模拟,研究了组合压浆对风化岩层灌注桩承载性状的影响。结果表明,组合压浆通过改善桩周土体弹性模量,可以有效控制桩基沉降并增强桩基的侧阻和端阻,组合压浆后试桩极限承载力最大增幅达127%。组合压浆可以增强风化岩桩-土界面的抗剪强度并提升剪切强度的发挥速度。最后,基于双曲线函数构建了荷载传递子程序模型,该模型能有效地模拟出压浆前后风化岩大直径钻孔灌注桩的竖向承载特性。研究成果可对深化组合压浆大直径嵌岩桩承载特性的认识提供理论依据。

公路桥梁钻孔灌注桩组合压浆设计与应用

桩基组合压浆是在桩端桩侧注入高压力水泥浆,通过浆液在土体中渗透、劈裂等作用,有效消除传统钻孔灌注桩桩底沉渣及桩身泥皮等固有缺陷,并强化桩端及桩侧土体强度,从而提高桩基承载力及减小桩基沉降。该文采用有限元软件对组合压浆桩基和不压浆桩基进行数值分析,对比组合压浆对桩基承载力及沉降的影响,并以JTG 3363—2019《公路桥涵地基与基础设计规范》对桩基压浆技术参数的规定为设计指导,分析确定设计采用的桩端桩侧摩阻力增强系数及理论压浆量等参数,进行组合压浆设计。采用组合压浆桩基试验对设计成果进行试验验证,保证设计的可靠性,研究成果可为公路桥梁采用组合压浆设计与应用提供参考。

洞庭湖地区桥梁组合压浆灌注桩竖向承载性能试验研究

为研究组合压浆对湖南洞庭湖地区桥梁灌注桩竖向承载性能的影响,以伍益高速公路工程为项目依托分别展开组合压浆试桩的自平衡及堆载静载试验。结果表明:经组合压浆后试桩极限承载力提高显著,桩侧阻力最大增幅度达81%,桩端阻力最大增幅达105%。利用自平衡法可在桩端处设置荷载箱这一特点,直接测算出洞庭湖地区灌注桩的极限端阻力发挥情况,对比发现当前公路桥涵规范所编纂的地勘报告中桩端计算值一定程度上偏于保守,未来桩基设计中可采用自平衡检测与组合压浆工艺相结合方式来进一步优化桩径及桩长。

长江下游粉砂土层中组合后压浆灌注桩承载特性研究

基于南京钢铁某项目2根试桩静载试验,通过对比分析未压浆桩与压浆桩实测结果,研究组合后压浆技术对南京地区粉砂土层中灌注桩的承载特性、桩端阻力及桩侧摩阻力的影响。现场试验结果表明:组合后压浆技术可显著提高桩基承载力并有效控制桩顶沉降,较小的桩土位移就可以发挥出较大的桩侧摩阻力。压浆后桩端承载力提升154.9%,桩侧摩阻力提升91.4%,将静载试验实测值与规范推荐值进行对比分析,发现规范推荐值在一定程度上偏于保守,考虑到组合后压浆技术能显著增强该地区粉砂土层中桩基承载力,在未来的设计应用中可以通过应用组合后压浆技术来进一步优化桩径和桩长。

超厚粉细砂地层组合压浆桩压浆效果试验

为了研究超厚粉细砂地层中桩端、桩侧组合压浆效果,基于石首长江公路大桥工程中6根超长大直径钻孔灌注桩原位静载荷试验,通过对比分析组合压浆前、后钻孔灌注桩的试验结果,研究组合压浆对超长大直径钻孔灌注桩承载力性状、桩端阻力及桩侧摩阻力的影响。通过钻孔取芯、标准贯入试验分别对水泥浆液影响范围和桩基组合压浆的影响效果进行综合分析,得到该工程主桥试桩压浆前、后粉细砂土层侧阻力经验系数,建立压浆后侧摩阻力与压浆前标贯击数N的关系式。研究结果表明:与组合压浆前相比,组合压浆后的桩端阻力与桩侧摩阻力均有大幅度增加,且灌注桩极限承载力提高幅度为94.25%~151.51%,由此可见组合压浆的效果非常显著;组合压浆桩的承载性能明显优于桩端压浆桩,其对桩基的荷载传递特性产生了明显影响;钻孔取芯试验明确了水泥浆液在桩周和桩端以下一定范围的分布情况,证实了组合压浆的有效性;标准贯入试验结果表明组合压浆后桩侧土的标贯击数N明显提高,研究成果可直接运用于该大桥桩基设计,并可为类似超厚粉细砂地层中桥梁桩基工程提供参考。

基于沉降控制的组合后压浆灌注桩承载力计算研究

以沉降控制标准为原则来确定后压浆灌注桩的承载力有着重要的实际意义。基于石首长江公路大桥工程开展的6根大直径钻孔灌注桩现场静载试验,通过对比分析桩端桩侧组合压浆桩压浆前后的试验结果,研究了组合后压浆对深厚细砂层钻孔灌注桩承载变形性状的影响,在此基础上通过统计得出了在不同桩顶沉降条件下桩端阻力增强系数、桩侧阻力增强系数的取值范围,并给出了一种基于沉降控制标准的组合后压浆桩承载力设计方法,最后通过工程实例验证了该设计方法的合理性。结果表明,组合后压浆条件下的深厚细砂层钻孔灌注桩承载变形性能显著提升,且承载力提高幅度随着桩顶沉降的增加逐渐增大;组合后压浆桩加载至极限状态时,其极限承载力至少提高66%,且能有效地控制桩基沉降量;同时组合压浆后能有效地改善桩端支承性能与桩侧受力特性,显著提高桩端阻力和桩侧摩阻力,并对桩基的荷载传递特性产生明显影响。此外,设计计算方法能较好地给出组合后压浆桩荷载沉降关系的范围,可保守地将计算结果的下限作为工程设计使用。

组合压浆技术在软弱地层桥梁钻孔桩中的应用研究

以江汉平原区石首长江公路大桥工程为依托,结合试桩、工程桩的施工情况、检测结果,参考最新的理论研究成果及相关行业技术,了解工程桩组合压浆的加强机理,运用相应的计算方法及技术措施,指导石首长江公路大桥桥梁桩基的优化设计,取得了良好的技术经济效益,可为江汉平原区软弱地层中的其他桥梁桩基的优化设计提供参考。

桩端沉渣对后压浆钻孔灌注桩侧阻力影响的现场试验研究

现有的钻孔灌注桩设计方法未考虑施工效应和桩端沉渣对侧阻力的影响。依托黄河下游地区某铁路桥梁工程的2根大直径组合压浆灌注桩自平衡静载试验,研究了组合压浆前后施工效应和桩端沉渣对大直径钻孔灌注桩侧阻力弱化效应的影响。现场试验结果表明:施工效应和桩端沉渣会造成大直径钻孔灌注桩侧阻力弱化,桩端沉渣越厚则侧阻力弱化效应越严重,而组合压浆可以减弱这类侧阻力弱化效应并提升侧阻力的调动速度,改善大直径桩的端阻力和承载力。研究成果为合理修正传统桩基承载力计算方法,优化桩基设计和提升桩基承载力提供一定参考。

组合后压浆对灌注桩承载力的增强作用研究

组合后压浆技术作为一种新型桩基技术,可有效改善传统单一桩端或桩侧压浆技术对桩基承载力增强效果不理想的问题。基于德龙烟铁路公铁立交工程项目展开组合后压浆试桩的自平衡静载试验,试验结果表明:组合压浆对灌注桩极限承载力增强作用明显,其中桩侧阻力增幅达102%,桩端阻力增幅达119%,桩顶沉降量可减少26%。组合压浆相较于单一的桩端压浆或桩侧压浆对桩侧阻力的增强效果更好,利用水泥浆液的填充渗透和挤密作用,有效强化桩端和桩侧土层的力学性质,通过桩端压浆产生的成拱效应及桩侧浆液上返,大幅提高桩侧阻力及桩端阻力。

高速公路桥梁大直径组合后压浆灌注桩自平衡试验研究

对琉璃街特大桥桩基项目中的两根钻孔灌注桩在组合压浆前后分别进行静载自平衡试验,研究桩端桩侧组合压浆对桩基承载特性的影响。试验结果表明:相较于普通桩,组合压浆桩的桩基承载力最大增幅达118.4%;经组合压浆后,桩侧浆液上返下渗能够明显改善桩周土层力学性质条件,对桩基荷载传递特性产生了明显变化,且桩侧摩阻力最高提升至145kPa;桩端压力浆液的渗透压密作用能有效地改善桩端附近土体边界条件,加强了桩端土的刚度及强度,桩端阻力提高幅度为117.4%~133.8%;组合后压浆对改善桩基工作性能效果显著,该研究成果可为类似公路桥梁桩基工程提供参考。

黄河下游地区桥梁后压浆桩承载特性现场试验研究

为解决在应用现行规范进行桩基设计时,会出现软土地质条件下后压浆桩极限承载力计算值偏低的问题。依托山东德龙烟铁路公铁立交项目,对11根组合压浆钻孔灌注桩及1根非压浆桩进行自平衡静载试验,根据试验结果对黄河下游地区铁路桥梁后压浆桩的承载特性进行了详细分析。结果表明,压浆后试桩的Q-S曲线由陡降型转变为缓变型,压浆后试桩桩顶沉降量最大减幅达47.3%,试桩极限荷载最大增幅达78.3%。试桩压浆后,在如粉砂及粗砂等粗粒土层中桩侧极限摩阻力的增强效果最为显著,桩端位移发生时桩端承载力发挥更为有效迅速。通过整理现场试验数据对现行规范中压浆增强系数在黄河下游地区的合理取值进行进一步优化,为该地区后压浆钻孔灌注桩的设计及施工提供一定参考。

不同成桩工艺对后压浆灌注桩承载特性影响的试验研究

为研究不同成桩工艺对后压浆灌注桩承载特性的影响,基于石首长江公路大桥工程开展了1根回旋钻孔灌注桩和1根旋挖钻孔灌注桩的压浆前、后静载试验,对比分析了未压浆灌注桩与后压浆灌注桩的承载变形性能,探讨了后压浆对不同成桩工艺的灌注桩侧摩阻力和端阻力增强作用效果的影响,进而揭示了不同荷载水平下不同成桩工艺的后压浆灌注桩受力性状的差异.结果表明,组合后压浆能显著提升不同成桩工艺的灌注桩承载变形性能,且后压浆回旋钻孔灌注桩表现出的承载特性要优于后压浆旋挖钻孔灌注桩;不同成桩工艺不仅会影响后压浆灌注桩侧摩阻力与端阻力发挥特性,还会对灌注桩压浆过程中的浆液压力和压浆水泥用量造成影响,致使后压浆的加固作用效果不同,不同成桩工艺的后压浆灌注桩表现出不同的承载特性.

深圳地区入强风化岩后压浆灌注桩承载性状现场试验研究

基于深圳地区8根大直径入强风化岩灌注桩的静载试验,通过对比压浆前后桩基承载力实测结果,研究桩端、桩侧联合后压浆对嵌岩桩承载力的提升效果,分析压浆对桩端阻力、桩侧摩阻力发挥性状的影响机理。结果表明:桩端、桩侧联合后压浆令桩基极限承载力了115%~261%,其中端阻力提高了93%~176%、侧摩阻力提高了116%~339%,改善由于施工造成的不利影响,减少了成桩质量的变异性;后压浆令桩端和桩侧阻力的发挥体现出高承载刚度以及极限强度,其随位移发展趋势可用双曲线模型拟合;联合压浆可令嵌岩桩的桩端、桩侧承载力分量均得到大幅提高。

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。

强风化岩层大直径后压浆嵌岩桩承载性状试验研究

为研究组合后压浆对强风化岩层大直径嵌岩桩承载性状的影响,对深圳地区超高层建筑的2根直径为2800 mm的嵌岩灌注桩进行了大吨位静载试验,对比分析了高水平荷载作用下未压浆桩与组合后压浆桩的承载、变形特性与荷载传递规律,将得到的试验数据与现行规范及地勘报告中的推荐值进行对比,并在统计分析的基础上给出了强风化岩层的大直径后压浆桩侧摩阻力与端阻力增强系数,并验证了增强系数取值的合理性与可靠性。结果表明:与未压浆桩相比,组合后压浆桩侧摩阻力与桩端阻力均大幅度提高,且对桩基荷载传递特性产生显著影响,使得强风化岩层中组合后压浆桩表现出更高的承载与变形控制能力;在极限荷载作用下,未压浆桩与组合后压浆桩均表现为端承摩擦型桩,即组合后压浆不改变大直径嵌岩桩的承载性状。此外,采用现行规范中的增强系数计算将低估压浆桩的实际承载力,而由试验得到的强风化岩层侧摩阻力、端阻力增强系数取值范围分别为2.49~3.05、2.24~2.43,以此计算后压浆桩的承载力更为合理可行。