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桩侧注浆提升既有桩基承载特性试验与数值模拟

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科学技术与工程 2023年第21期23卷 9226-9232页

作者：王伟李召峰许彬王凯林春金都君琪王衍升山东高速股份有限公司济南250014 山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061

为揭示粉质黏土地层既有桥梁桩基的桩侧注浆加固机理,通过模型试验研究了注浆压力、水灰比对桩侧土体加固模式及加固效果的作用关系,采用数值模拟获取了桩侧注浆对既有桩基承载特性作用规律。研究结果表明,水泥单液浆在粉质黏土地层中... 详细信息

为揭示粉质黏土地层既有桥梁桩基的桩侧注浆加固机理,通过模型试验研究了注浆压力、水灰比对桩侧土体加固模式及加固效果的作用关系,采用数值模拟获取了桩侧注浆对既有桩基承载特性作用规律。研究结果表明,水泥单液浆在粉质黏土地层中以挤密劈裂的加固方式为主,水泥浆液扩散模式呈现直线式、放射式;粉质黏土注浆加固效果与注浆压力正相关,随水灰比的升高而呈现先升高后降低的趋势。桩基桩侧加固可以有效地提高加固范围内的侧摩阻力,桩基深部相较浅部侧摩阻力提升更明显。

关键词：桩基础粉质黏土地层桩侧注浆承载特性数值模拟

桩侧注浆提升粉质黏土地层既有桩基承载力试验研究

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隧道与地下工程灾害防治 2022年第1期4卷 38-47页

作者：周勇李召峰左志武王川王钰鑫林春金张新张乾青姚望王凯山东高速集团有限公司山东济南250101 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 山东高速股份有限公司山东济南250014

针对处于粉质黏土地层的既有桩基础承载力不足问题,通过注浆模拟试验,对桩侧注浆提升既有桩基承载力的效果进行系统研究。其加固机理主要是通过注浆材料对桩周土体的挤密作用,增大桩侧-土界面的摩擦阻力,限制桩身沉降,提高桩基础的承载... 详细信息

针对处于粉质黏土地层的既有桩基础承载力不足问题,通过注浆模拟试验,对桩侧注浆提升既有桩基承载力的效果进行系统研究。其加固机理主要是通过注浆材料对桩周土体的挤密作用,增大桩侧-土界面的摩擦阻力,限制桩身沉降,提高桩基础的承载能力。试验结果表明:浆液水灰比、注浆压力、注浆孔布设位置与注浆量为桩基加固效果的4个主控因素。浆液水灰比和注浆压力两者综合作用,通过对浆脉形态的控制,直接影响浆液对粉质黏土地层的挤密效果。根据挤密效果的不同,将不同水灰比与注浆压力的组合分成强、中、弱3个加固设计区,其中,选用浆液水灰比0.8与注浆压力2 MPa的挤密土体在最大程度上提升了物理力学强度。桩基础承载力的提升幅度与注浆量呈正相关关系,与浆脉形成位置距桩身的距离呈反比例关系,根据浆脉形成位置距桩身的距离、注浆加固土体范围被分成了强作用区与弱作用区。桩侧注浆对侧摩阻力的提升主要产生于桩身的中下段,在实际工程中,着重对该段进行加固将大量减少对人力、物力的消耗。

关键词：桩侧注浆桩基承载力粉质黏土注浆模型试验

粉质黏土地层桩侧注浆对既有桩基承载力提升机理研究

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粉质黏土地层桩侧注浆对既有桩基承载力提升机理研究

作者：都君琪山东大学

学位级别：硕士

桩基作为桥梁主要承载结构,可大幅提高地基承载力,降低桥梁沉降,提升上部结构稳定性,在我国交通工程发展过程中发挥了十分重要的作用。然而由于地基累计变形过大、局部地质条件变化、周边工程扰动等原因,大量在役桥梁桩基出现承载力不... 详细信息

桩基作为桥梁主要承载结构,可大幅提高地基承载力,降低桥梁沉降,提升上部结构稳定性,在我国交通工程发展过程中发挥了十分重要的作用。然而由于地基累计变形过大、局部地质条件变化、周边工程扰动等原因,大量在役桥梁桩基出现承载力不足、沉降不均影响上部结构安全等一系列问题,特别是处于粉土、粉质粘土、沙土等软弱地层的桥梁桩基,桩基承载力不足的问题尤为普遍和严重。此外,随着经济社会的快速发展,许多高速公路因交通量饱和、通行能力不足、安全事故增多而必须实施改扩建工程,涉及到大量桥梁桩基不能满足改扩建后的承载要求。桩侧注浆技术作为一种提升桩基础承载力的技术手段,被广泛应用于实际工程中,能提升桩基础承载力,不影响建筑物正常使用;并且桩基础桩侧注浆加固技术具有成本低、节约人力、物力、时间等优点。然而,由于桩周及桩基服役环境的复杂性,导致目前桩侧注浆加固机理不明确,地层特性、注浆效果、桩基承载性能之间的内在关联机制有待于进一步研究。本文针对粉质黏土地层桩基承载力的注浆提升机理这一关键科学问题,通过模型试验、数值模拟、理论分析等手段对其进行研究,提出了适用于桩侧注浆提升桩基承载力的理论计算方法,揭示了桩侧粉质黏土地层的注浆加固机理,明确了桩侧注浆对桩基承载特性的强化作用特征,结合系统的数值模拟分析提出了粉质黏土地层桩侧注浆提升桩基承载力的最优控制方法。本文的工作和成果如下:（1）通过查阅资料及理论分析,在现有桩基础承载力计算方法基础上,以β法为基础,引入桩侧注浆系数a这一概念,确定了注浆参数与桩基承载力提升幅度之间的量化关系,建立桩基础桩侧注浆承载力计算公式。（2）通过自主研发的注浆模型装置,分析了注浆参数和地质参数对粉质黏土注浆加固作用规律。基于注浆参数以及地质参数对粉质黏土地层浆液扩散模式和注浆加固效果的作用关系,提出了注浆参数设计方法,为粉质黏土地层中桩侧注浆提供理论指导。（3）基于桩基础桩侧注浆模拟实验,分析了不同注浆条件对桩基轴力分布、侧摩阻力、荷载（Q）-沉降（S）曲线等承载特性的作用规律,揭示了桩侧注浆提升桩基承载力的作用机理,并修正完善了桩基础桩侧注浆承载力计算方法。（4）采用有限差分软件FLAC3D建立不同加固位置、桩长、桩径、注浆压力的桩基础承载力计算模型,监测了其对桩侧摩阻力、桩端阻力、荷载-沉降等数据的作用规律,提出了粉质黏土地层桩基承载力注浆提升关键控制方法。

关键词：桩基础粉质黏土桩侧注浆承载力数值模拟

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既有建筑桩侧分级注浆施工工艺探讨

中国建材科技 2022年第1期31卷 103-105,96页

作者：李杭杭甘肃省建筑科学研究院有限公司甘肃兰州7300700

随着地下水位的变化及周边超大基坑的开挖,部分既有建筑基础出现不均匀下沉现象。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,但对既有建筑结构较长的桩,其不仅提升了施工难度,还增加了工程成本。本文对既有建筑结构采用桩... 详细信息

随着地下水位的变化及周边超大基坑的开挖,部分既有建筑基础出现不均匀下沉现象。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,但对既有建筑结构较长的桩,其不仅提升了施工难度,还增加了工程成本。本文对既有建筑结构采用桩侧分级注浆法的施工工艺、作用机理等进行研究,分析桩侧注浆后桩侧摩阻力对结构承载力的影响。

关键词：既有建筑桩侧注浆桩侧摩阻力承载力

粉质黏土地层桩侧注浆对既有桩基承载力提升研究

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粘接 2022年第6期49卷 124-128页

作者：房雷罗金波张永安郝志斌山西冶金岩土工程勘察有限公司

针对粉质黏土地层桩侧注浆技术受桩周和桩基服役环境复杂性造成的注浆效果与桩基承载性能间的内在关联机制不明确的问题，通过模型设计提出桩侧注浆提升桩基承载力的理论计算方法。首先对注浆模型装置进行研发，并通过该装置对粉质黏土... 详细信息

针对粉质黏土地层桩侧注浆技术受桩周和桩基服役环境复杂性造成的注浆效果与桩基承载性能间的内在关联机制不明确的问题，通过模型设计提出桩侧注浆提升桩基承载力的理论计算方法。首先对注浆模型装置进行研发，并通过该装置对粉质黏土注浆加固作用规律进行分析。然后以桩基础桩侧注浆模拟实验为基础，对不用注浆条件影响承载特性作用规律进行分析，修正了桩基础桩侧注浆承载力的计算方法，为工程施工提供一些数据参考。

关键词：桩基础粉质黏土承载力桩侧注浆

粉质黏土地层桩侧劈裂注浆参数设计与效果评价

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山东大学学报（工学版） 2023年第6期53卷 70-81页

作者：王钰鑫吕思忠姚望林春金张明李召峰张健王衍升山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 山东高速股份有限公司山东济南250014

针对粉质黏土地层在役桩基础承载力不足问题,采用数值模拟和现场试验相结合的方法实现在役桩基注浆加固参数设计与加固效果评价。通过浆脉施加体积应变的方法建立注浆压力传递有限元模型,研究不同注浆工况下粉质黏土地层桩侧径向压力的... 详细信息

针对粉质黏土地层在役桩基础承载力不足问题,采用数值模拟和现场试验相结合的方法实现在役桩基注浆加固参数设计与加固效果评价。通过浆脉施加体积应变的方法建立注浆压力传递有限元模型,研究不同注浆工况下粉质黏土地层桩侧径向压力的分布规律,提出注浆参数设计方法。土压力随距离的衰减是非线性的,在一定的土体参数下注浆压力为2.0 MPa,注浆孔与桩侧距离为0.5 m时,传递到桩侧的径向压力较大。以京台高速改扩建现场桩基为模型,绘制不同工况下桩基承载力提升幅度等值线图,注浆加固后桩基承载力提高了30.3%~89.4%,为在役桩基加固效果提供参考。

关键词：粉质黏土桩侧注浆桩基承载力数值模拟加固效果评价

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灌注桩桩侧注浆加固机理及试验研究

灌注桩桩侧注浆加固机理及试验研究

作者：王华强浙江大学

学位级别：硕士

桩侧注浆是近年来新出现的一种技术形式,针对桩侧注浆提高侧摩阻力的机理,本文从室内多尺度试验、现场注浆实时监测以及实际工程实例对比等方面展开研究。桩基所受到的水平向应力对于桩端沉降具有重要影响,通过分析水平向应力在... 详细信息

桩侧注浆是近年来新出现的一种技术形式,针对桩侧注浆提高侧摩阻力的机理,本文从室内多尺度试验、现场注浆实时监测以及实际工程实例对比等方面展开研究。桩基所受到的水平向应力对于桩端沉降具有重要影响,通过分析水平向应力在超固结土再次沉降中的作用,得出了超固结情况下沉降的计算公式并且给出了相应的解析解。对于灌注桩的泊松效应引起的桩周土压力变化做了分析,从而在力学机理上对于桩侧注浆提高侧摩阻力给出了解释。对室内重塑土样进行不同水泥掺入比例试验,在扫描电子显微镜下观察掺入水泥的土与未掺入土、不同水泥掺量的土之间以及掺水泥的土与实际工程中注浆后土的性状比较,发现土体在掺入水泥之后细观结构发生了显著变化,土颗粒胶结程度随水泥掺量提高而提高,注浆后的土在水泥胶结程度上要比水泥掺入量30%的土还要高,从而对水泥注浆后土体各项参数发生变化而提供了细观依据。采用室内剪切试验研究了不同种类的土不同水泥掺量的直接剪切和土与水泥土的界面剪切试验,发现水泥土的剪切与界面剪切强度指标随着水泥的掺入量均有明显的变化,但界面剪切指标的增长幅度不如水泥土的相应指标大;随着水泥掺量的增加,水泥土的剪切破坏形式也由塑性破坏向脆性破坏转变。对温州某工程361根工程桩的注浆压力进行实时监控,将压力与时间的相互关系归纳为五类,并有针对性的提出了五类曲线形成的原因与注浆过程中需要注意的问题。同时对注浆开塞压力和终止注浆压力的影响因素进行分析,并得出了成桩龄期对开塞压力有很大影响,而对终止注浆压力基本无影响的结论。通过上海某重大工程地下室抗浮的实例分析,比较了扩底抗拔桩和桩侧注浆桩的抗拔性能,在设计承载力下桩端上拔量、桩顶上拔量以及承载力的离散程度几个指标上,桩侧注浆桩的性能要优于扩底抗拔桩。

关键词：灌注桩桩侧注浆水平应力超固结土泊松效应多尺度试验注浆压力抗拔对比

桩侧注浆技术在预应力砼管桩加固中的应用——兼谈瑞华高科技电子工业园(厦门)有限公司电子厂房工程

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南昌高专学报 2006年第4期21卷 105-106页

作者：游兆源厦门市第二建筑工程公司福建厦门361003

静压预应力砼管桩,遇粗砂层无法沉桩,采用桩侧钻孔对桩底和桩侧注浆,提高单桩承载力、减小沉降量。

关键词：静压预应力砼管桩桩侧注浆桩基加固

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后注浆技术在粉细砂地层灌注桩中的应用

桥梁建设 2019年第A01期49卷 127-132页

作者：刘彦峰胡晓明马远刚刘少成中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034 桥梁结构健康与安全国家重点实验室湖北武汉430034

在粉细砂地层中,灌注桩易出现桩侧泥皮和桩端沉渣,为增强桩基承载力,采用后注浆技术改善桩土界面条件。以某预应力混凝土桥桩基工程为依托,对大桥北岸引桥区域处的2根试桩进行了桩端及桩端和桩侧联合注浆后静载试验,测试各级荷载下的桩... 详细信息

在粉细砂地层中,灌注桩易出现桩侧泥皮和桩端沉渣,为增强桩基承载力,采用后注浆技术改善桩土界面条件。以某预应力混凝土桥桩基工程为依托,对大桥北岸引桥区域处的2根试桩进行了桩端及桩端和桩侧联合注浆后静载试验,测试各级荷载下的桩顶位移、不同桩长范围内桩侧摩阻力和桩端阻力。结果表明:桩侧注浆后,桩基的承载和控制变形能力得到提升;桩端注浆过程中注浆液会沿桩身上返,形成的胶结体会影响上返区段内桩侧注浆效果;经桩端及联合注浆后,当桩顶沉降为10mm时,桩侧摩阻力与极限侧阻力Rs的比值分别为60.7%、73.3%,此时桩端应力可忽略不计,当桩顶沉降为40mm时,该比值分别为167.8%、237%,桩端应力分别为1.2MPa、1.0MPa,可为基于沉降控制的桩基设计提供参考。

关键词：钻孔灌注桩试桩工程桩粉细砂后注浆技术桩端注浆桩侧注浆承载力桩顶位移