大型深水橋梁鉆孔樁樁端后壓漿技術(shù)

前言

　　自20世紀(jì)90年代以來，我國自主建設(shè)了大量的大跨徑橋梁，無論規(guī)模、數(shù)量、跨徑均已名列世界前茅，舉世公認(rèn)我國已步入了世界橋梁大國行列?！笆晃濉睍r期是我國全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵時期，高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)對交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了新的要求。隨著跨?？缃笮蜆蛄汗こ探ㄔO(shè)的日益增多，深水鉆孔灌注樁由于承載力大、成樁不受地層條件限制、施工設(shè)備可靠、適應(yīng)性強(qiáng)等特點，應(yīng)用非常廣泛。但單一工藝的鉆孔灌注樁，由于成孔工藝的固有缺陷等因素（如樁底沉渣和樁側(cè)泥皮的存在），導(dǎo)致樁端阻力和樁側(cè)摩阻力顯著降低，而且影響因素具有很大的隨機(jī)性，使得深水鉆孔灌注樁的單樁承載力往往表現(xiàn)出很大的離散性?！　°@孔灌注樁樁端后壓漿技術(shù)是成樁時在樁底預(yù)置壓漿管路和壓漿裝置，待樁身達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過壓漿管路，利用高壓注漿泵壓注以水泥為主劑的漿液，對樁端沉渣和樁側(cè)泥皮進(jìn)行固化，從而消除傳統(tǒng)灌注樁施工工藝所固有的缺陷，達(dá)到提高樁的承載力，減少沉降量，并提高樁身質(zhì)量的目的，是一種科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)方法?！　∽髡邔抖撕髩簼{技術(shù)的基本原理、設(shè)計、施工、檢測成套技術(shù)進(jìn)行了深入的探討，并成功應(yīng)用于多項重大橋梁工程的深水基礎(chǔ)，為優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)，節(jié)約了工程造價，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，目前我國已將該技術(shù)納入相關(guān)規(guī)程。　　鑒于問題的復(fù)雜性，該技術(shù)的許多方面都還有待于進(jìn)一步研究和實踐，我們深信，在廣大同行的共同努力下，樁端后壓漿技術(shù)必將日臻完善，并在我國樁基工程中得到廣泛應(yīng)用。　　在編寫本書的過程中，得到了各位前輩及同行的鼓勵和支持，也得到了許多博士生及碩士生的幫助，更得到了眾多設(shè)計人員、施工單位、建設(shè)單位的鼎力相助，在此一并致謝。　　限于作者水平，本書必定存在不足甚至錯誤之處，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《大型深水橋梁鉆孔樁樁端后壓漿技術(shù)》系統(tǒng)介紹了樁端后壓漿技術(shù)的基本原理和設(shè)計、施工、檢測成套技術(shù)，以及在典型深水橋梁基礎(chǔ)工程中的具體應(yīng)用，同時還包括該項技術(shù)在國內(nèi)外推廣應(yīng)用的成果，以及東南大學(xué)課題組近10年的研究成果總結(jié)?！洞笮蜕钏畼蛄恒@孔樁樁端后壓漿技術(shù)》可供從事樁基礎(chǔ)設(shè)計、施工、監(jiān)理工作的工程技術(shù)和科研人員，以及高等院校師生參考使用。

書籍目錄

第1章　緒論1.1　研究背景1.2　后壓漿技術(shù)的產(chǎn)生1.3　后壓漿樁的分類1.3.1　后壓漿樁的定義1.3.2　樁端后壓漿施工工藝分類1.4　后壓漿樁技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.4.1　國外研究現(xiàn)狀1.4.2　國內(nèi)研究現(xiàn)狀1.5　樁端后壓漿樁的優(yōu)缺點1.5.1　優(yōu)點1.5.2　缺點第2章　樁端后壓漿提高承載力的原理2.1　傳統(tǒng)鉆孔樁的工藝缺陷2.2　泥皮、沉渣對樁承載力的影響2.2.1　泥皮對樁承載力的影響2.2.2　沉渣對樁承載力的影響2.3　提高承載力的機(jī)理分析2.3.1　壓漿適應(yīng)的地層及其選擇2.3.2　灌注理論2.3.3　影響樁端后壓漿樁承載力的主要因素2.3.4　提高承載力的機(jī)理2.4　柱球擴(kuò)張理論在后壓漿理論分析中的應(yīng)用2.4.1　基本假定2.4.2　樁端土的球穴擴(kuò)張問題2.5　室內(nèi)注漿試驗研究2.5.1　飽和與非飽和土注漿效果研究2.5.2　不同注漿壓力的注漿效果研究2.5.3　注漿固化物強(qiáng)度隨時間發(fā)展規(guī)律的研究2.5.4　不同注漿添加劑的注漿效果研究2.5.5　不同外界條件對固化物強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的影響分析2.5.6　注漿機(jī)理小結(jié)第3章　樁端后壓漿的數(shù)值模擬分析3.1　后壓漿有限元分析3.1.1　土的本構(gòu)模型3.1.2　計算模型3.1.3　樁端加固體參數(shù)對樁端承載力影響的計算3.1.4　蘇通大橋二期試樁有關(guān)參數(shù)的反分析3.2　考慮時間效應(yīng)的有限元分析3.2.1　有限元模型3.2.2　計算結(jié)果分析3.2.3　樁端后壓漿作用長期效應(yīng)的原位試驗第4章　樁端后壓漿樁設(shè)計4.1　引言4.2　已有估算公式的評價4.2.1　合理壓漿量4.2.2　壓漿壓力4.2.3　后壓漿樁承載力4.3　后壓漿樁的建議計算公式4.3.1　后壓漿樁注漿量的建議公式4.3.2　后壓漿樁承載力計算的建議公式4.4　后壓漿樁的沉降計算方法第5章　樁端后壓漿施工與檢測5.1　后壓漿施工工藝5.1.1　工藝流程5.1.2　壓漿管的布置及壓漿管的制作要求5.1.3　漿液性能要求5.1.4　壓漿工藝系數(shù)及控制5.1.5　壓漿順序和時間5.1.6　施工技術(shù)要求5.1.7　設(shè)備要求5.1.8　壓漿施工注意事項5.1.9　壓漿施工中出現(xiàn)的問題和處理措施5.2　壓漿效果檢測5.2.1　取芯檢測5.2.2　CT檢測5.2.3　靜載試驗第6章　工程應(yīng)用6.1　蘇通大橋6.1.1　工程概況6.1.2　試樁結(jié)果分析6.2　東海大橋6.2.1　工程概況6.2.2　試樁結(jié)果分析6.2.3　壓漿效果分析6.2.4　樁端壓漿施工工藝6.3　杭州灣跨海大橋6.3.1　工程概況6.3.2　試樁結(jié)果分析6.4　上海滬崇蘇通道上海長江大橋6.4.1　工程概況6.4.2　試樁結(jié)果分析6.5　印尼Suramadu大橋6.5.1　工程概況6.5.2　試樁結(jié)果分析第7章　結(jié)論與展望7.1　結(jié)論7.2　展望附錄附錄1　總承載力數(shù)據(jù)統(tǒng)計附錄2　端阻提高系數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計附錄3　樁側(cè)摩阻力提高系數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計附錄4　側(cè)阻提高系數(shù)方程式形式數(shù)據(jù)統(tǒng)計附錄5　總承載力方程形式數(shù)據(jù)統(tǒng)計參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章　樁端后壓漿提高承載力的原理　　2.1　傳統(tǒng)鉆孔樁的工藝缺陷　　鉆孔灌注樁承載性能與樁側(cè)摩阻力和樁端阻力大小及作用特性有關(guān)，而樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的大小及作用特性除與土層條件、樁的幾何尺寸有關(guān)外，還受施工工藝影響。鉆孔灌注樁一般采用泥漿護(hù)壁，成樁質(zhì)量不穩(wěn)定，其中孔壁泥皮和孔底沉渣是影響樁基承載力的主要因素。傳統(tǒng)灌注樁的施工工藝缺陷包括以下幾個方面?！　。?）無論采用何種先進(jìn)的二次清渣工藝，由于施工時使用泥漿作沖洗介質(zhì)，不可能將鉆渣完全攜帶至地面，同時在灌注樁身混凝土前的第二次清渣與樁身混凝土首次灌注工序之間有一定的時間間歇，在此期間，孔內(nèi)泥漿中的部分鉆渣將沉淀于孔底，形成孔底沉渣，孔底沉渣的存在使樁端巖土持力層性質(zhì)發(fā)生了變化，形成高壓縮的“軟墊”，是影響泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁單樁承載力的重要原因之一?！　。?）在灌注樁身混凝土?xí)r，由于灌注導(dǎo)管長而細(xì)，且管內(nèi)充滿泥漿液體，樁身混凝土首灌時在導(dǎo)管內(nèi)落差大，流動時間長，會導(dǎo)致首灌混凝土離析，在樁底處會產(chǎn)生“虛尖”、“干渣石”等弊端，使樁端混凝土強(qiáng)度降低，從而影響單樁承載力。　　總之，由于施工工藝、施工方法、現(xiàn)場管理、施工操作及地層土質(zhì)等因素影響，泥漿護(hù)壁鉆孔樁的工程實踐中上述現(xiàn)象屢見不鮮，暴露出許多問題?！　。?）孔壁的完整性不好，原因如下?！　、巽@具的導(dǎo)向性差，鉆桿在鉆進(jìn)過程中會向擺動方向運(yùn)動。　?、谕翆拥慕Y(jié)構(gòu)不是很嚴(yán)密，土層有孔隙、孔洞?！　、坫@具上下提動會產(chǎn)生抽吸力、壓力等作用。　?、艿叵聺B水壓力引起土層流砂現(xiàn)象等?！　。?）泥皮效應(yīng)。在成孔過程中，為了保持孔壁穩(wěn)定，不致產(chǎn)生塌孔和縮頸現(xiàn)象，一般需要采用特制泥漿護(hù)壁。泥漿中的黏土顆粒在循環(huán)過程中吸附于孔壁，形成泥皮，厚度為2—5mm，在孔壁形成一層保護(hù)膜，阻礙了樁身混凝土與樁周土的黏結(jié)，相當(dāng)于在樁側(cè)涂了一層潤滑劑，這種涂抹作用不同程度地降低了樁側(cè)摩阻力?！　　?/pre>








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