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公路 2009 年 6 月第 6 期 HIGHWA Y J un 2009 No 6
文章编号: 0451 - 0712 (2009) 06 - 0089 - 05 中图分类号: TU473 16 文献标识码:B
后压浆桩基础承载性能的
仿真分析与静载试验研究
党延兵1 , 李春轩2
(1. 陕西省交通建设集团公司西安市 710075 ; 2. 陕西通宇公路研究所有限公司西安市 710075)
摘要: 为研究桥梁桩基后压浆对桩基础承载性能的影响,通过采用 MARC 有限元软件,对后压浆桩基础的承
载性能进行仿真分析和现场桩基静载试验,对压浆桩与未压浆桩的桩侧摩阻力、桩端阻力的性状进行了对比分析。
有限元数值仿真分析说明,桩周浆体与桩底土体在自身压缩模量增加和桩侧摩擦系数增大的共同作用下,能够明显
增大桩体承载力。现场试验数据显示,后压浆桩较未压浆桩的桩基荷载传递减缓,各级荷载的沉降减小,沉降稳定较
快;桩侧阻力及桩端阻力发挥充分,增长速度快。结果表明:采用后压浆技术, 能够明显减小桩基沉降量,并可有效提
高桩基承载力。
关键词: 钻孔灌注桩; 后压浆; 承载力; 仿真分析; 静载试验
现阶段桥梁建设中各种类型灌注桩的使用越来主;对粉质黏土等高压注浆,表现为以劈裂为主。实
越多,但单一工艺的灌注桩往往不能满足桥梁对桩质上用水泥类化学注浆加固地基时,渗透、劈裂和挤
基承载力的要求。进入 20 世纪 90 年代以来,随着密是相辅相成的。在劈裂注浆中,没有劈裂就没有
灌注桩缩颈补强、断面抽淤注浆、桩端压力注浆和桩挤密,而在渗透注浆中,没有劈裂浆液就不能更有效
侧压力注浆等技术的进一步发展,灌注桩后压浆技地渗透到周围土体中。
术逐渐得到应用和完善。从初压到压浆后期,由于压浆压力和持力层土
进行后压浆时,高压力的水泥浆在桩端及桩侧渗透性的变化,水泥浆与土层发生挤密、渗入、充填、
运动,通过渗透作用挤走孔隙水并排开桩底沉渣,填劈裂等过程,从而会使注浆压力泵的压力表现为下
充孔隙,让更高强度的结石体替换灌注桩侧面附近降与回升的反复波动现象,这是水泥浆与土体共同
的扰动土,增大桩侧土体对结石体的侧压力,增强结作用的结果。但总的趋势是随着注浆量的增加,注
石体与土体之间的黏结力,因而可大大提高桩基承浆扩散半径增大,注浆压力升高。
载力,减少桩基顶面沉降量,避免桩基质量事故,对当浆液与砾石层充分接触时,化学机理将更加
延长桥梁使用寿命具有重要意义。突出,加固机理如下。
普通硅酸盐水泥主要是由 CaO , SiO2 ,Al2 O3 ,
1 后压浆的力学机理分析 Fe2 O3 及 SO2 等组成,这些不同的氧化物分别组成
后压浆是用注浆泵将浆液(常为水泥类浆液) 通了不同的水泥矿物,如硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三
过注浆管压入到桩底持力层及桩周土而提高桩基承钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。这些矿物与水发生水解
载力的一种压浆技术。和水化反应,减少了被加固土中的含水量,增加了土
在实施压浆过程中,压浆加固桩底土体的工作颗粒间的黏结性,同时生成氧化钙、水化硅酸钙、水
原理一般分为渗透、压密和劈裂三大类。三种压浆化铝酸钙、水化铁酸钙等。
工作方式可以是单独的,但更多是三种