摩擦型高压旋喷桩在观音店桥软土地基中的应用研究

摘要

高压旋喷注浆法又称旋喷法，自20世纪70年代从日本引进到我国将近50年了。因其适用土质范围广、施工方便、噪音小、固结体形状可控和具有良好的经济效益，现已被广泛运用于建筑地基加固、基坑与边坡支护、堤坝防渗、盾构隧道沿线加固等方面，但目前旋喷注浆法的理论研究落后于工程实践，设计时往往偏于保守而造成不必要的浪费。　　本文以观音店桥建设项目为案例，因其特殊的工程地质条件，地基处理方案选择为摩擦型高压旋喷桩复合地基。首先通过理论分析计算、数值模拟方法得到该项目地基处理的最优方案，接着进行设计，最后再进行施工与沉降监测。针对该桥梁建设项目的地基处理方案开展了以下工作：　　（1）根据观音店桥场地的工程地质条件，对该桥梁墩台基础的方案选择进行了分析与说明；　　（2）采用有限元分析软件ABAQUS建立桩土复合地基模型，主要通过变化荷载、桩长、桩径、桩距等参数对摩擦型高压旋喷桩复合地基的沉降变形、桩身轴力、桩间土受力以及桩土应力比的情况进行分析研究；　　（3）根据规范推荐的沉降计算公式，对该复合地基的沉降变形进行计算，并与模拟值进行了对比分析，从而得到地基处理的最优方案；　　（4）根据地基处理的最优方案，对该场地复合地基进行了设计与计算，同时建立了1/2场地复合地基模型，对相邻墩台之间的相互影响进行了分析与探讨；　　（5）对观音店桥进行了为期一年的沉降变形监测，根据监测结果推导了墩台的沉降预测公式，并将最终沉降预测值与理论计算值、模拟值进行了对比分析。　　本次摩擦型高压旋喷桩在观音店桥软基中的应用取得了良好的加固效果和经济效益，能够为以后类似的工程提供合理的参考建议。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 高压旋喷桩的研究现状

1.2.1 高压旋喷桩的技术概述

1.2.2 研究现状

1.3 研究内容及课题创新性

（1）研究内容

（2）技术路线

（3）课题创新性

2 旋喷桩复合地基技术

2.1 复合地基分类

2.2 旋喷桩复合地基的加固机理及优缺点

2.2.1 旋喷注浆法的加固方法分类及构造

2.2.2 旋喷注浆法的加固机理

2.2.3 旋喷注浆法的优缺点

2.3 旋喷桩复合地基的承载力计算

2.3.1 单桩竖向承载力特征值

2.3.2 复合地基承载力

2.4 旋喷桩复合地基的沉降计算

2.4.1 加固区变形计算

2.4.2 下卧层变形计算

2.4.3沉降变形总量计算

2.5 本章小结

3 观音店桥场地工程地质条件

3.1 观音店桥建设项目概况

3.2 自然地理条件

（1）位置与交通

（2）地形地貌

3.3 地层岩性

3.4 岩土主要物理力学指标

（1）室内土工试验

（2）岩土物理力学指标建议

3.5 基础方案选择

3.6 本章小结

4 摩擦型高压旋喷桩复合地基有限元分析

4.1 数值模拟方法及理论基础

4.1.1 ABAQUS有限元软件简介

4.1.2 接触建立

4.1.3土体的本构模型

4.2数值模拟方案

4.2.1 模型的基本假设

4.2.2 有限元模型及材料参数

4.2.3 边界条件及网格划分

4.2.4初始应力场的建立

4.2.5 模型合理性的验证

4.3 无桩时有限元分析

4.4 旋喷桩复合地基结构参数分析

4.4.1 荷载对旋喷桩复合地基性状的影响

4.4.2 桩长对旋喷桩复合地基性状的影响

4.4.3 桩径对旋喷桩复合地基性状的影响

4.4.4 桩距对旋喷桩复合地基性状的影响

4.4.5 褥垫层厚度对旋喷桩复合地基性状的影响

4.4.6 褥垫层模量对旋喷桩复合地基性状的影响

4.4.7 旋喷桩模量对旋喷桩复合地基性状的影响

4.5 本章小结

5 旋喷桩结构参数优化分析

5.1 理论分析

5.2理论计算与有限元计算对比分析

5.2.1 桩长对沉降影响的对比分析

5.2.2 桩径对沉降影响的对比分析

5.2.3 桩距对沉降影响的对比分析

5.3 旋喷桩复合地基结构参数优化结果

6 摩擦型旋喷桩复合地基设计

6.1 旋喷桩复合地基设计

6.2优化方案有限元分析

6.2.1 墩台有限元分析

6.2.2 复合地基场地有限元分析

6.3 沉降监测

6.4本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2展望

致谢

参考文献