浅谈桩底灌浆钻孔灌注桩坚向承载特性研究及工程应用

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1、西南交通大学博士学位论文桩底灌浆钻孔灌注桩坚向承载特性研究及工程应用姓名：王旭申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：赵善锐1999.12.1——堕塑壅望奎兰翌壅生堡圭兰竺堡圣．——摘要本文从国内广泛采用的钻(冲、挖)孔灌注桩施工及承载过程中存在的现实问题出发．分析了泥浆护壁钻孔灌注桩存在的I"I题和对承载性质的影响及承载效益问题。提出了用于解决桩底沉渣的压密灌浆工艺方法与用于钻孔灌注桩桩侧灌浆套阀管工艺，进而提出了钻孔灌注桩桩底灌浆的开式灌浆和闭式灌浆的概念．对F各种灌浆方法如压密灌浆、劈裂灌浆、渗透灌浆应用于桩底灌浆的优缺点进行了分析。从现场试验(实证)和数值模拟的

2、技术路线出发，通过大量的桩底灌浆钻(冲、挖)孔灌注桩现场试验结果，包括桩底持力层为粘性土、砂性土、黄土地层、砾卵石、强风化岩层等(岩)土层中桩底灌浆的实测资料．对比分析了各种(岩)土层中桩底灌浆钻孔灌注桩的承载特性，得出了能够用于工程实践的有益的结论。桩底灌浆用于不同桩底持力层中的钻孔灌注桩都可以在不同程度上提高桩的竖向承载力，并同时使桩顶沉降量减小，技术和经济效益显著。文中运用孔穴扩张理论分析了桩底持力屡为中密细砂中桩底灌浆桩桩端周围的应力分布，作者认为桩底灌浆靠近桩底以上3d范围内桩侧摩阻提高的原因在于桩侧法向应力的提高。文中应用状态矢量法对比分析了桩底持力层为砂性士

3、中不同长径比、不同桩底条件下(包括空底桩、软底桩、实底桩、扩底桩、桩底灌浆桩)钻孔灌注桩的竖向荷载传递特性，指出对于桩底持力层为砂性土的桩底灌浆短桩的桩端阻与桩侧阻具有同步承载的效应：而对于钻孔灌注长桩而言，由于桩侧摩阻的提高，使桩端阻率减小。桩底持力层为砂性土的钻孔灌注桩采用桩底灌浆工艺提高桩的竖向承载力提高2倍以上，并分析了其中的原因，其一是桩底土刚度的增大，其二是桩侧摩阻力的提高，其三是桩底支承面积的增大。桩底灌浆钻孔灌注桩桩在承载时主要以弹性变形为主，残余变形很小。文中对不同桩底持力层桩底灌浆桩的破坏模式进行了讨论，认为当桩底持力层为细砂层、中砂层尤其是砾卵石、强

4、风化岩时，其破坏模式为桩底土的压缩破坏，同时桩身材料强度也可能成为桩的竖向承载力的控制因素。文中提出了不同土层中桩宦灌浆桩竖向承载力的设计方法，给出了相应计算公式，对各种情况F的参数取值提出了建议，并对桩底灌浆施工过程的关键环节和需注意的问题进行了讨论。J[关键词】钻孔灌注桩桩底沉渣桩周轶弱夹层泥浆护壁桩底灌浆压密灌浆工艺桩侧灌浆套阈管壬菪桩底持力层粘性土砂性土黄土地层风化岩砾卵石孔宾扩张理论荷载传递状态矢量法竖向承载特性长径比刚度比设计方法施工方法摘要ABSTRACTCast‘in-situboredpileshavebeenwidelyusedinthepastsev

5、eraldecadesShinydrilledmethodisthemostcon％rflonconstructionmethodatpresent．Sedimentsatbaseandclayslurrylubricatingjacketalongboredholeshaftcarmotbeavoidedinconstructionprocedure．theyareexitingevenifcastingconcreteiso、，er．Practiceprovedthatbasesedimentsandslurrylubricatingjacketcouldsevere

6、lydecreaseeffectedthepile’Sbearingcapacityandincreasethesettlementoftheboredcast·in-situpiles．Otherwise，thebearingefi％ienc3’ofaboredcast·in-situpileisratherlowerthanthatofdrivenpileinthesaineplace．Therefore，theauthordesignedanapparatusappliedinbasecompactgroutingandsleevemethodusedinshaft

7、grouting．Thoauthordiscussedtheadvantagesandweaknessesofvariousmethodssuchascompactgrouting，splitgroutingandseepagegroutingwhichwhereusedinpilebasegrouting，andraisedtheideasofopen-groutingandclose—grouting．Inthepastdecade，theapparatusWasappliedinaserialsfieldexperime