桩底复合式后注浆灌注桩的竖向承载特性研究

Study on vertical bearing characteristics of composite post grouting cast-in-place pile at pile bottom

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摘要为减小沉降、固化沉渣、提高灌注桩承载力,提出一种灌注桩桩底复合式后注浆工艺,利用安装在桩底的钢板胶囊通过胶囊内外(开-闭-开式)的复合式注浆方式加固桩端周围土体.基于西凌井公路大桥工程进行灌注桩后注浆及静载试验,研究在后注浆过程中注浆压力、注浆量、桩顶位移的实时响应规律,探究桩底复合式后注浆桩的承载特性.利用 ABAQUS 软件对该工程桩底复合式后注浆灌注桩的承载特性进行数值模拟,并探讨注浆量及注浆体强度对承载力的影响.结果表明:桩底开-闭-开式交替注浆的 3 次注浆量均达到设计值,稳定时段的注浆压力平均在 4.4 MPa左右,桩顶位移累计抬升 1.01 mm;复合式后注浆桩比常规桩的极限承载力提高 1.9 倍左右,同时在桩端以上 2.5d(d 为桩半径)左右的范围内,复合式后注浆桩侧摩阻力明显增大,平均侧阻达到189.7 kPa,侧阻增强系数为 3.45,侧摩阻力呈"R"形分布;随着注浆量及注浆体强度的增大,起初桩基承载力增长较快,在扩大头半径约为 2.5 倍的桩半径,弹性模量约为 50 倍的地基土弹性模量之后,承载力增长幅度较小.