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微型桩是直径30cm以下钻孔注浆桩的总称,桩体主要由压力灌注的水泥(砂)浆或细石无砂混凝土与加劲材组成,其主要特点为直径小于传统桩基、注浆成桩和对施工场地要求较小。微型桩因其具有适用范围广、承载提高幅度大、可调性强,工后沉降小、施工质量容易保证、经济效益好等特点,在工程中被广泛应用。但是微型桩的承载机理研究尚不成熟,一些设计人员在某些工程中盲目增加桩长或用桩量,以致产生很大的浪费,因此,研究微型桩荷载传递机理不仅是桩基理论自身发展的需要,更是工程界的迫切要求。
本文回顾了微型桩的研究和发展现状,详细论述了微型桩构造和施工工艺,并从现场试验和数值模拟两方面对微型桩在地基加固中的承载性状进行了研究和探讨,主要工作如下:
1.从微型桩的承载力和变形性状两方面阐述了微型桩通过渗透、劈裂、充填、压密等作用,改善了桩端、桩周土体的物理力学性质,使桩的承载力明显提高,沉降减少。
2.通过埋设在桩身的应变片,对桩进行现场静载荷试验,对荷载一沉降曲线、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力的实测结果进行了详细的分析,对几种承载力的计算方法作了对比,并通过高压注浆微型桩与普通注浆微型桩、高压注浆微型桩和普通后压浆桩做对比,分析了微型桩的承载机理及影响其承载力的主要因素,得出了一些有益的结论。
3.借助ANSYS有限元分析软件,在弹性理论基础上,模拟桩加载过程,从桩的变形和受力两方面,分析了加载过程中微型桩工程特性的变化过程。将数值计算的结果与试验结果进行比较,指出了数值计算的可行性,分析了计算结果的合理性。