基于钻孔灌注桩孔径变化规律研究

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1、申请间济大学工学硕士学位论文钻孔灌注桩孔径变化规律研究培养单位：一圾学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程岩土工程薛金贤赵春风教授摘要钻孔灌注桩因其对各种地层的适应性强、无挤土效应、无振害、无噪声、承载力高、成本适中等优点，成为高层建筑的主要桩型。由于钻孔灌注桩施工是在地下或水下进行的，属于隐蔽工程，影响成桩质量的不确定性因素较多，成桩质量是人们最为关心的问题。在成孔之后对孔径大小进行检测，所测得的孔径数据中包含着丰富的信息，各种因素对成桩质量的影响能够通过孔径的变化“解读”出来。本文

2、以成孔后孔径的变化规律为切入点，分析研究各种因素对孔径变化和成桩质量的影响，所得主要结论如下：(1)孔壁粗糙度是反映钻孔灌注桩孔径变化的重要特征，本文在凹凸度因子RF的基础上，提出了对于不同土层粗糙度的计算方法，从而能够更为准确的描述钻孔孔径在不同土层内的变化特点。(2)在上海地区，采用下循环方式成孔时，GPS．10型钻机成孔的孔径大易坍孔，GPS．15型钻机的稳定性好，孔壁成锯齿桩，有利于侧摩阻力的发挥；采用反循环成孔，孔壁较光滑，对于以摩擦桩和端承摩擦桩为主的上海地区，不利于承载力的发挥；随着钻头

3、直径的增大，孔径的扩大值会减小，中下部的土层的孔径扩大值小于上部土层，这一现象在选取钻头直径时应引起足够重视，确保孔径大小满足设计要求。(3)由于泥浆正循环的特点，泥浆比重、粘度的增加会使泥皮加厚，平均孔径、孔壁平均粗糙度都会减小，泥浆比重、粘度的增加对深部土层的影响比对上部土层影响大。施工时，在能保证清孔质量和孔壁稳定的情况下，尽量减小泥浆的比重和粘度。(4)随着钻孔耗时的增长，平均孔径会表现为波动下降的趋势，在钻孔时间超过“时问区分点”以后，平均孔径的波动较大，且不同土层平均孔径波动的特点和维持稳

4、定的时I’日J有差异。随着成孔时l’日J的增长，上部粘土层坍孔和缩径同时存在，孔壁粗糙度变化较小，对侧摩阻力的发挥影响较小；下部砂土层摘要主要以缩径为主，加上泥皮变厚，造成羊H糙度降低，孔壁变得光滑，严重影响了侧摩阻力的发挥。对试成孔采用公式D／00=A+B·exp(一x／t)对孑L径一时I'日J变化规律进行拟和，拟和度较高，说明此公式能够反映出孔径变化的特点和规律。(5)运用弹性理论，结合拟和公式，推导出符合粘弹性特点的孔径变化公式和能够反映出孔壁稳定性的公式，并合理地解释了造成不同土层稳定性差异的

5、原因。关键词：钻孔灌注桩，粗糙度。平均孔径，泥皮，侧摩阻力AbstractABSTRACTCast—in-placebecametheprimarypilemodelofhigh-risebuildings，becauseitpossessmanymeritssuchascallbeadaptedtodiversestratums，withoutsoilcompactingeffectandshaking，lackofnoise，canprovidehighbearingcapacitywithmed

6、iumcost．Theconstructionofcast·in—placepile，whichbelongingtoconcealedwork，iscardedoutundergroundorbeneaththewatertable．Thepilequalitycallbeinfluencebymanyuncertainfactors，sothepilequalitybecamethemostconcernedissue．Porediameterismeasuredafterporeforming,

7、theporediametercontainsplentyinformmion．Theeffectsofvariousfactorstopilequalitycanbeunscrambled，Thisdissertationmainlystudiedontheaverageporewholechangingrule，meanwhilethemechanismofdifferentfactorshowtoaffectthepilequalityisresearched．Theprimaryconclus

8、ionsareasfollowing．Theroughnessofwallofholeisasignificantdata，whichcanreflecttheporeholechangingrule．BasedonthetheoryofconcaveconvexfactorREthecalculationmethodofroughnessofwallwholeinsinglestratumisbringforward，hereintheporehole