泥皮对灌注桩承载能力的影响研究

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1、中国农村水利水电·２０１５年第６期１３３文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０６－０１３３－０６泥皮对灌注桩承载能力的影响研究戚蓝，于泳（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津３０００７２）摘要：灌注桩桩侧泥皮的存在改变了桩土相互作用性状，降低了单桩承载力。以往对泥皮缺陷桩的各种实验研究都得出泥皮的存在会降低桩的极限承载力的结论，然而对其中的影响机理和改善措施却缺乏进一步的研究。鉴于对施工质量的需要，结合天津市某原水枢纽泵站工程，利用有限元法分析了泥皮对灌注桩承载力的影响，并且证明了有效改善泥皮桩承载

2、性状的后注浆施工工艺。结果表明泥皮的存在使桩和土之间的法向应力减小，并且泥皮的润滑作用使桩土之间的极限剪应力减小。桩端后注浆技术显著的提高了桩侧摩阻力，改变了桩身轴力分布，延长了桩基弹性工作阶段，提高了单桩承载力，减小了桩基沉降。关键词：钻孔灌注桩；泥皮效应；有限元法；承载性状；后注浆技术＋中图分类号：ＴＵ４７３．１１文献标识码：ＡＡｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＳｌｕｒｒｙＳｋｉｎｏｆｔｈｅＢｏｒｅｄＰｉｌｅｓａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓＱＩＬａｎ，ＹＵＹｏｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬ

3、ａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＳａｆｅｔｙ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｌｕｒｒｙｓｋｉｎｏｆｂｏｒｅｄｐｉｌｅａｇｇｒａｖａｔｅｓｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｐｉｌｅｓａｎｄｓｏｉｌａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｐｉｌｅｓ＇ｂｅａｒｉｎｇｃａ－ｐａｃｉｔｙ．Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅｄｅｆｅｃｔｉｖｅｐｉｌｅｓｈａ

4、ｖｅｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｓａｍｅｒｅｓｕｌｔｓｔｈａｔｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｓｌｕｒｒｙｓｋｉｎｄｉｍｉｎｉｓｈｅｓｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｎ＇ｔｅｘｐｌｏｒｅｄｔｏｏｍｕｃｈ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｌｕｒｒｙｓｋｉｎｅｆｆｅｃｔｉｎｒｅａｌｐｒｏｊｅｃｔｉｎＴｉａｎｊｉｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｍａｎｉｆｅｓｔｔ

5、ｈａｔｔｈｅｓｌｕｒｒｙｓｋｉｎａｇｇｒａｖａｔｅｓｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｉｎｔｗｏｗａｙｓ：ｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎｐｉｌｅｓａｎｄｓｏｉｌ．Ａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｐｏｓｔ?ｇｒｏｕｔｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｉｎｇｌｅｐｉｌｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｐｉｌｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｒｅｄｐｉｌｅ；ｓｌｕｒｒｙｓｋｉｎｅｆｆｅｃｔ；ＦＥＭ；ｂｅａｒｉｎｇ

6、ｃａｐａｃｉｔｙ；ｐｏｓｔ－ｇｒｏｕｔｉｎｇ钻孔灌注桩的优点在于桩长和桩径可以灵活选取，施工不的存在会降低桩侧摩阻力的结论，然而对于泥皮桩承载性状的受季节限制，无挤土，能广泛应用于各类土质并能提供巨大的研究未深入研究其承载机理。本文在以上研究成果的基础上结单桩承载力。但在实际施工中，由于地质条件、施工工艺和地合天津市某原水枢纽泵站实际工程，利用有限元法对泥皮桩的下水等因素的影响，在桩表面与孔壁之间会形成一层叫做泥皮承载性状进行了模拟分析，主要从接触面的法向应力和切向应的软弱薄层体。Ｈｏｓｏｉ（１９９４年）通过实验

7、得出混凝土与泥皮之力对桩侧摩阻力和轴力的影响来分析泥皮对单桩竖向承载力的间的摩阻力明显小于混凝土与无泥皮土之间的摩阻力。霍凤影响机理。并且提出有效改善泥皮桩承载性状的后注浆施工工［１０］民（２００２年）利用钢筋计现场实测泥皮对桩侧摩阻力的影艺，利用有限元法对其有效性进行数值模拟和证明。［３］响。张忠苗（２００６年）等采用离心模型试验研究了泥皮的存在对单桩极限承载力和桩侧摩阻力的影响。同年，张广兴１数值分析模型（２００６年）［５］利用三轴不排水实验和室内常规实验分析了桩侧１．１工程概况和参数设定泥皮对钻孔灌注桩桩侧

8、摩阻力和承载力的影响。董志高（２０１０天津市某原水枢纽泵站场地属液化场地，液化等级为轻微［１２］年）等用折减桩土接触面参数的方法分析不同分布高度的泥液化。该场地浅部土体多为软塑～流塑状土，工程性质差，须皮对桩承载性状影响。上述对泥皮缺陷桩的研究都得出了泥皮对基坑边坡稳定、钻孔灌注桩等工程采取相应安全措施。该工程中钻孔灌注桩主要为厂区四周围封防渗墙及调节池中部隔收稿日期：２