高压旋喷桩加固地基仿真研究.pdf

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1、第38卷第12期建筑技术开发Vo1．38，No．122011年12月BuildingTechniqueDevelopmentDec．2O11高压旋喷桩加固地基仿真研究陈月顺刘莉马重刚钱波(1．湖北工业大学土木工程与建筑学院，武汉430068；2．湖北工业大学图书馆，武汉430068；3．中国建筑第三工程局有限公司，武汉430072；4．中南建筑设计院股份有限公司，武汉430070)[摘要]高压旋喷桩常用于地基加固，但目前国内外旋喷桩施工经验较少，同时施工中易受到地层物理性质、力学性质、埋深、地下障碍物等多种因素的影响。采用有限元方法就旋喷桩对被加固

2、地基的影响进行仿真分析。从而为高压旋喷注浆技术在不同工况下的施工工艺参数的合理选择提供理论支撑。[关键词]高压旋喷桩；地基加固；仿真分析[中图分类号]TU473．1[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2011)12—0009-04RESEARCHoNTHESIMULATIoNoFTHEHIGH-PRESSUREJETGRoUTINGPILESFoUNDATIoNREINFoRCEMENTChenYue-shuLiuLiMaChonggangQianBo[Abstract]Thehigh·pressurejetgroutingpilesh

3、avebeenusedinfoundationreinforcementcommonly，buttherewaslessconstructionexperieneeofhigh—pressurejetgroutingpileindomesticandforeignpresently，ontheotherhandtheconstructionwaseasilybeaffectedbystrataphysicalproperties，mechanicalproperties，depth，undergroundobstructionsandotherfa

4、ctors．Inthispaper，thefiniteelementmethodhasbeenusedtosimulatetheaffectiononreinforcedfoundationofjetgroutingpile．Thentheoreticalsupportforareasonableparameterchoicehasbeenprovidedtohigh—pressurejetgroutingtechnologyindifferentconditionsoftheconstructionprocess．[Keywords]high-p

5、ressurejetgroutingpiles；foundationreinforcement；simulationanalysis高压旋喷注浆法20世纪60年代末始创于日1分析模型建立一本，它在化学注浆法的基础上，以水泥为主要原料，以有限单元法进行分析时，首要步骤即是建立采用高压水射流切割技术发展起来¨。高喷法具分析模型。本文以三维网格模拟土体及高喷桩。三有成本较低、施工速度较快、固结体强度大、可靠性维实体单元如图1所示。高等优点，可用于提高地基承载力，止水防渗，减少支挡结构物的土压力，防止砂土液化等。但高压旋喷注浆法的施工易受到诸如地层物理性质

6、、力学性质、埋深、地下障碍物等多种因素的影响。。，如何确定合理的施工参数以达到理想的加固效果就十分必要。本文借助于大型商用非线性有限元软件Msc．图1三维单兀及其Gauss积分点Marc，对旋喷桩、土以及路基填土之间相互作用机理进行仿真分析。从而为高压旋喷注浆技术在不同工地基加固土体的分析模型包括喷射桩的几何形况下的施工工艺参数的合理选择提供理论支撑。状、土层分布、未加固土体与加固土体界面等。本文中将喷射桩断面简化为圆形断面，Msc．Marc网格如收稿日期：2011—09—15图2所示，其中圆柱部分为喷射桩，其余为未加固土作者简介：陈月顺(1975

7、-)，男，湖北人，毕业于华中科技大学，工学博体。为简化网格将三根喷射桩连结成一体分析。假士，副教授，现从事结构检测工作。设近远域边界为100m。9第12期陈月顺，等：高压旋喷桩加固地基仿真研究第38卷表1土体参数层序soillsoil2土层名称灰色粉砂灰色淤泥质粘士y／(kN／m)l8．7I6．9——c／kPa3ll／(。)339．5其中参数换算公式为：2(a)单根桩=3fc一等)(1)=—=二兰二二=(2)~／3(3c一)-，=√(3J+trJ)一tr=0(3)2．3覆土厚度及桩数根据施工方案，最终确定覆土厚度取10m、16Ill及20m三种。桩

8、数选择单桩和三桩两种情况，桩径2In。为简化网格将三根喷射桩连结成一体分析。(b)三根桩3仿真结果分析与讨论3．1喷射桩顶