基于桩端压浆后钻孔灌注桩的承载力试验与理论研究

由于桩端和桩侧注浆技术兴起较晚，且在实际工程中应用较广泛，但该项技术理论比实践要晚。解决实际问题的根本还必须要从事物的本质去揭示事物的规律，因此，该项技术还有很多理论体系需要完善。特别是对于我们浙江而言尤为重要。目前，高层建筑越来越多，荷载也越来越大，这样对基础的要求就很高。而软土地基往往使用桩基，但对于某些土层，桩基也存在许多问题。

例如，在绍兴第8号砂卵石层，如果将持力层置于该层，建筑物荷载很大时，桩的承载力不能满足要求。但是使桩击穿该层，施工又存在很多问题。而桩端注浆能够解决上述问题，对于浙江软土底层中有着得天独厚的条件，前景非常广阔。因此，很有必要对桩端注浆的承载机理以及该技术的理论展开实验和理论研究。

在工程中，由于该技术理论不成熟，即便是在实际工程中也是摸索前进，没有太多的理论做支撑。前人虽然对该项技术进行了研究，但是许多结论值得思考。有些工程注浆后承载力提高到原来承载力的两倍等结论有待考证。还有，对于该技术虽然也做了很多静载荷试验，但是都是单桩的载荷试验。而实际工程中往往是采用群桩基础，而注浆单桩的承载机理和注浆群桩的承载机理有很大的区别，特别是在软土地基中。本项目是在该背景下申请立项。

在项目开展过程中，主要进行了以下工作：

1. 桩端后注浆原位测试和室内实验：为了研究注浆桩的竖向承载力，首先做了原位载荷试验的测试、浆泡室内单轴抗压强度实验研究，为撰写论文和专利提供基础数据。

2. 有限元模型的建立及分析：进行注浆单桩破坏模式的有限元分析和注浆群桩承载力的有限元分析，为撰写论文和专利提供模拟技术支持。

3. 桩端注浆承载力的机理研究：在桩端承载力机理方面，桩端注浆后对桩体端部的岩土体而言，结果是改善了桩端下部土体的模量。对桩侧而言，由于浆液沿桩体侧壁向上爬升，填充了由于混凝土收缩和桩侧土体的间隙，增加了桩侧的摩阻力。这是为撰写论文和专利提供论据。

迄今为止，国内对于钻孔灌注桩桩端后注浆载荷试验和《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008对比分析并提出合理建议、注浆桩的破坏模式分析和未注浆群桩受力特性与注浆群桩的受力特性的对比研究工作还未见到报道。因此，本项目的研究将为钻孔灌注桩桩端后注浆承载力的设计与施工提供全新的解决方案，并在以下方面取得突破：

1. 基于注浆单桩的载荷实验结果对比《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008中注浆桩的承载力的计算结果，分析两者的差别。同时，研究注浆单桩承载力提高的影响因素并进行分析。到目前为止，还没有相关文献的报道。

2. 对注浆群桩的影响因素进行了分析，并对群桩的受力机理和桩的破坏模式进行理论研究，提出注浆的承载力提高的实质。

3. 群桩中关于群桩效应对桩基础工程是不利的，但注浆群桩恰恰相反，通过对比分析未注浆群桩与注浆群桩的受力分析和研究，提出注浆群桩的承载力影响因素。

项目验收之前，已经发表学术论文6篇，其中浙大核心期刊3篇，EI收录2篇；发明专利和实用型专利各授权各一项。

由于桩端和桩侧注浆技术兴起比较晚,且在实际工程中应用又较广阔,但该项技术理论比实践要晚, 解决实际问题的根本还必须要从事物的本质去揭示事物的规律,因此,该项技术还有很多理论体系需要完善,特别是对于我们浙江而言尤为重要,目前的高层建筑越来越多,荷载也越来越大,这样对基础的要求就很高,而软土地基往往使用桩基,但对于某些土层,桩基也存在许多问题。如绍兴第8号砂卵石层而言,如果将持力层置于该层,建筑物荷载很大时,桩的承载力不能满足要求,但是使桩击穿该层,施工又存在很多问题。而桩端注浆能够解决上述问题,对于浙江软土底层中有着得天独厚的条件,前景非常广阔,因此很有必要对桩端注浆的承载机理以及该技术的理论展开实验和理论的研究。在工程中由于该技术理论不成熟,即便是在实际工程中也是摸索前进,没有太多的理论做支撑,前人虽然对该项技术经过研究,但是许多结论值得思考,有些工程注浆后承载力提高到原来承载力的两倍等结论有待考证。还有,对于该技术虽然也做了很多静载荷试验,但是都是单桩的载荷试验,而实际工程中往往是采用群桩基础,而注浆单桩的承载机理和注浆群桩的承载机理有很大的区别,特别是在软土地基中,本项目是在该背景下申请立项。 在项目开展过程中,主要进行了以下工作： 1. 桩端后注浆原位测试和室内实验 为了研究注浆桩的竖向承载力,首先做了原位载荷试验的测试、浆泡室内单轴抗压强度实验研究,为撰写论文和专利提供基础数据; 2. 有限元模型的建立及分析 进行注浆单桩破坏模式的有限元分析和注浆群桩承载力的有限元分析,为撰写论文和专利提供模拟技术支持; 3.桩端注浆承载力的机理研究 在桩端承载力机理方面,桩端注浆后对桩体端部的岩土体而言,结果是改善了桩端下部土体的模量,对桩侧而言,由于浆液沿桩体侧壁向上爬升,填充了由于混凝土收缩和桩侧土体的间隙,增加了桩侧的摩阻力。这是为撰写论文和专利提供论据。 迄今为止,国内对于钻孔灌注桩桩端后注浆载荷试验和《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008对比分析并提出合理建议、注浆桩的破坏模式分析和未注浆群桩受力特性与注浆群桩的受力特性的对比研究工作还未见到报道,因此,本项目的研究将为钻孔灌注桩桩端后注浆承载力的设计与施工提供全新的解决方案,并在以下方面取得突破： 1.基于注浆单桩的载荷实验结果对比《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008中注浆桩的承载力的计算结果,分析两者的差别。同时,研究注浆单桩承载力提高的影响因素并进行分析。到目前为止,还没有相关文献的报道。 2.对注浆群桩的影响因素进行了分析,并对群桩的受力机理和桩的破坏模式进行理论研究,提出注浆的承载力提高的实质。 3.群桩中关于群桩效应对桩基础工程是不利的,但注浆群桩恰恰相反,通过对比分析未注浆群桩与注浆群桩的受力分析和研究,提出注浆群桩的承载力影响素数。 项目验收之前,已经发表学术论文6篇,其中浙大核心期刊3篇,EI收录2篇;发明专利和实用型专利各授权各一项。