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随着国家经济建设力度的逐渐加大,高层建筑和桥梁工程也随之快速兴起,此类工程中钻孔灌注桩基础被广泛采用,工程中对钻孔灌注桩单桩承载力的要求也越来越高。由于钻孔灌注桩在施工过程中存在桩侧泥皮、桩底沉渣、混凝土浇筑引起的质量问题等一系列固有缺陷,致使灌注桩桩端承载力严重降低,进而提高单桩承载力的研究也逐步深入。
为了改善桩周土的物理力学性质,提高单桩承载力,利用后压浆技术对钻孔灌注桩进行加固压浆,在工程中普遍兴起。后压浆技术是一种能显著提高桩基承载力,有效减小建筑物沉降的钻孔灌注桩后处理技术。通过提前设置在桩身或桩侧的压浆装置向桩周土体压浆,来改善桩周土体特性。该工艺是将钻孔灌注桩技术与压浆技术的有效结合,利用浆液对桩周土层的压密固结、渗透、填充、劈裂扩径等作用,使浆液和桩周土层相结合,形成新的桩周土层。通过后压浆技术从一定程度上有效地消除了传统钻孔灌注桩在施工中的固有缺陷,改善了桩周土层的物理力学性质,以及桩与土之间的边界条件,有效地降低了桩的沉降量,显著提高了单桩承载力。
本文在查阅大量文献的基础上,对后压浆施工工艺、作用机理进行分析探讨;对传统钻孔灌注桩的固有施工缺陷以及通过后压浆技术提高桩端承载力的机理进行分析;对影响后压浆桩桩端承载力的因素以及后压浆桩承载力计算方法进行了分析,最后进行了工程实例分析。
主要研究内容及结论有:(1)通过对后压浆施工工艺研究,提出了后压浆施工参数(主要参数压浆压力及压浆量)的确定方法以及后压浆施工的注意事项及控制标准,为后压浆施工起到一定的借鉴性;
(2)通过分析后压浆对土层、桩侧土层以及桩端土的压浆原理,提出后压浆改变桩土界面性质的作用途径,在总结前人理论研究成果的基础上,提出后压浆对砂土地层、粘性土地层作用的相关计算公式;
(3)深入分析传统钻孔灌注桩施工的固有缺陷,提出通过后压浆技术改善桩周土体特性、提高承载力的机理。分析桩周土层性质、压浆量、压浆压力、桩长、桩径以及浆液类型等因素对桩端后压浆桩提高承载力的不同影响;
(4)通过后压浆桩承载力现有计算公式进行总结,得到针对强渗透性土层和中低渗透性土层中的计算公式;
(5)通过以往工程数据和工程实例分析,验证了钻孔灌注桩桩端后压浆提高桩端承载力的有效性;
(6)最后结合工程实例对后压浆实际应用的结果进行分析,通过压浆桩承载力和未压浆桩承载力对比,评价应用效果,指出后压浆的可行性。