黄土地区基坑注浆微型桩内置型钢的拔除研究

• 作 者: 徐飞
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 注浆微型桩 水泥土强度 拔除试验 剪应力 有限元分析

随着城市建设的快速发展,大量市政工程投入建设,特别是地下管廊、城市地铁涉及到地下空间开发,但大多数工程位于繁忙的街道,施工受环境影响较大,一般采用微型桩支挡技术的基坑工程,常常面临着其桩体和内置加筋材料残留在原有土体中,影响后续地下空间利用的问题。本文以水泥土注浆微型桩作为研究对象,对其型钢的拔除时的受力性能、荷载传递机制进行研究,实现微型桩内置型钢的回收利用。主要研究内容及结论如下:(1)本文进行了水泥黄土的无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验,分析了水泥掺入比对水泥黄土的强度的影响。试验结果表明:随着水泥掺量的增加,水泥土的无侧限抗压强度和弹性模量都逐渐增大;水泥黄土具有脆性材料的特性,随着水泥掺入比的增加,水泥黄土的峰值强度和残余强度逐渐增加,同时其初始切线模量有所提高;通过绘制应力莫尔圆可以得到水泥黄土的抗剪强度指标,结果显示水泥掺入比增加对水泥黄土的内摩擦角φ和黏聚力c都有不同程度的提高。(2)在现场试验中,通过设计不同水泥掺入比和是否涂抹减摩剂进行试桩型钢拔除,分析了型钢的拔除荷载-位移曲线,型钢轴力和剪应力分布规律。结果表明:型钢拔除大致可以分为4个阶段:缓慢滑移阶段、快速滑移阶段、破环阶段和水平阶段;拔除极限荷载随水泥掺入比呈线性增长,涂抹减摩剂型钢的残余荷载约为其极限荷载的59%,未涂抹减摩剂型钢的比值有所提高;在相同水泥掺量下,涂抹减摩剂的型钢极限荷载为未涂抹减摩剂型钢的49%左右。(3)利用ABAQUS有限元软件,建立现场试桩有限元模型,与现场试验结果对比分析。结果表明:有限元模拟结果与现场试验结果吻合良好,说明有限元模型的参数设置合理,有限元模型能够较为准确地反映型钢在拔除过程中的受力情况;此外,利用有限元软件对不同尺寸的型钢的拔除进行模拟,表明单位剪应力与接触面积大小关系不明显,与水泥土和型钢的粘结界面表面状况有关。