樁端后注漿過程中漿土相互作用及其對(duì)樁基性狀影響研究.pdf

1、樁端后注漿技術(shù)已經(jīng)成為提高樁基承載力，控制樁基沉降的重要措施，已在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。本文在分析土體可注入性的基礎(chǔ)上，對(duì)不同的漿土相互作用方式進(jìn)行了分析，分別分析了漿液從可注入到部分可注入再到不可注入等過程中滲透、濾過、壓密和水泥漿壓濾等一系列問題，在此基礎(chǔ)上分析了后注漿對(duì)樁基性狀的影響。本文主要的工作和成果如下:
　　(1)分析了土體的可注入性對(duì)漿液擴(kuò)散及漿土相互作用的影響，研究了濾過效應(yīng)對(duì)漿液滲透擴(kuò)散的影響，在質(zhì)量守恒

2、的基礎(chǔ)上引入線性濾過定律，建立了考慮濾過效應(yīng)的漿液球形滲透擴(kuò)散模型，得到了漿液濃度、土體孔隙率、漿液注入的水力梯度等隨注漿過程的變化情況。分析結(jié)果表明:由于濾過效應(yīng)的影響，漿液在注入過程中，水泥顆粒逐漸濾出，土體的孔隙率逐漸減小，注漿水力梯度逐漸增加，離注漿孔越近，土體孔隙率降低越大，水泥顆粒的濾出量隨時(shí)間、濾過系數(shù)、注入速率、初始半徑的增加而增加，隨水灰比的增加而降低。注漿后通過樁端土層不同位置處動(dòng)力觸探試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，離樁基越近，動(dòng)力觸探

3、擊數(shù)越大，土體的加固效果越好。
　　(2)考慮滲透注漿過程中注漿壓力逐漸轉(zhuǎn)化為滲透力的作用，分別分析了漿液球孔、柱孔擴(kuò)散條件下滲透作用對(duì)土體的影響，得到了漿液滲透力作用下土體中的應(yīng)力和變形情況，結(jié)果表明:球孔、柱孔條件下滲透產(chǎn)生的徑向應(yīng)力隨水灰比和土體滲透系數(shù)的減小而增大，徑向變形隨土體模量增大而降低。分別給出了考慮滲流作用的球狀、柱狀壓密注漿模型，將注漿壓力分為直接作用在土體上轉(zhuǎn)換為有效應(yīng)力的面力αp0和作為體力的滲流力(1-α

4、)p0，分別考慮了兩部分對(duì)土體的作用，結(jié)果表明在離孔較近的主要加固區(qū)土體中的徑向應(yīng)力和徑向位移隨著α值的減小而減小。利用傳統(tǒng)孔擴(kuò)張壓密注漿理論得到結(jié)果偏不安全。
　　(3)在分析水泥漿液特性的基礎(chǔ)上，采用漿液泌水分界水灰比將漿液壓濾過程分為自由排水階段和非自由排水階段，在自由排水階段根據(jù)體積守恒得到漿液自由排水模型，在非自由排水階段借鑒固結(jié)排水理論，考慮漿土界面排水連續(xù)性，推導(dǎo)了漿液壓濾固結(jié)模型，通過對(duì)影響漿液非自由排水階段參數(shù)的

5、分析表明，在非自由階段，漿體內(nèi)的超孔隙水壓力隨著時(shí)間不斷的消散，漿體脫水能力也逐漸降低，壓濾系數(shù)越大，漿土界面排水能力越好，漿體內(nèi)的超孔壓消散越迅速。進(jìn)行了室內(nèi)單向壓濾試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行反分析得到了不同注漿壓力和不同水灰比時(shí)壓濾系數(shù)的取值范圍。
　　(4)分析了樁端注漿預(yù)壓作用對(duì)樁基端阻力、側(cè)阻力的重要影響，考慮漿液上返對(duì)樁側(cè)阻力的加固作用，分析了漿液上返的條件，給出了考慮成層地層中漿液上返的計(jì)算方法，并通過工程實(shí)例說明了該方法

6、的可行性;在分析不同注漿方式加固機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的樁側(cè)阻力、樁端阻力經(jīng)驗(yàn)公式，分別給出了后注漿樁側(cè)阻力和端阻力的分析方法。并通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)后注漿的加固作用進(jìn)行了分析，結(jié)果表明漿液對(duì)砂性土的擠密效果較好;距離樁基越近，對(duì)土體的加密效果越好。
　　(5)給出了兩種計(jì)算后注漿樁沉降的方法，在荷載傳遞法的基礎(chǔ)上，采用雙曲線的荷載傳遞函數(shù)，推導(dǎo)了后注漿樁樁身荷載沉降關(guān)系曲線;通過對(duì)后注漿樁承載力提高量的統(tǒng)計(jì)分析得出了在不同樁頂位移條件