樁基水下混凝土灌注過程的有限元模擬及研究.pdf

1、自水下混凝土灌注樁問世,至今已經(jīng)有整整50年的歷史。水下混凝土灌注樁出現(xiàn)的時間早,應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,但是灌注時由于操作不當引起的樁基混凝土質(zhì)量事故仍然層出不窮。本文通過 ANSYS模擬樁基水下混凝土的流動過程,以提高工程技術(shù)人員對水下混凝土灌注工藝的認識,對減少樁基質(zhì)量事故的發(fā)生有重要的指導(dǎo)作用。
　　本文回顧了水下混凝土灌注樁的發(fā)展歷史,指出了本課題的研究目的及意義。根據(jù)水擊壓強理論解釋了抖動導(dǎo)管輔助混凝土流動時導(dǎo)管容易破裂的原

2、因,詳細描述了導(dǎo)管破裂的特征,提出了避免導(dǎo)管破裂的有效方法。本文研究了施工現(xiàn)場觀察到的管涌現(xiàn)象,指出了水下混凝土灌注樁管涌形成的原因及造成的嚴重危害,提出了避免管涌現(xiàn)象的措施。在深入了解傳統(tǒng)的二次拔球的基礎(chǔ)上,本文改進了傳統(tǒng)二次拔球施工工藝,設(shè)計了一套簡易的施工裝置和簡便的施工方法。改進的二次拔球施工工藝避免樁基混凝土內(nèi)部形成一層松散的薄弱混凝土。改進的二次拔球施工工藝在樁基混凝土還未初凝時,用于處理樁基灌注事故可以挽回重大經(jīng)濟損失。本

3、文用ANSYS模擬了樁基混凝土的拔球過程,研究了導(dǎo)管懸空高度和孔底形狀對混凝土流動的影響,發(fā)現(xiàn)大量比較差的混凝土保留在渦旋區(qū)降低了樁底混凝土的質(zhì)量,說明了施工人員隨意抬高導(dǎo)管懸空高度和不規(guī)則的孔底形狀對樁底混凝土質(zhì)量的嚴重影響。根據(jù)理論研究和實踐總結(jié),提出了合理的導(dǎo)管懸空高度,建議淘汰錐形和臺階形孔底,推廣普及流線型孔底。本文用ANSYS模擬了樁身混凝土的流動過程,提出了灌注樁基水下混凝土時合理的卸料方法,指出了導(dǎo)管埋深對樁身混凝土質(zhì)量

4、產(chǎn)生的影響,發(fā)現(xiàn)了樁基混凝土上升時孔壁和導(dǎo)管外壁之間混凝土形成突出部位,混凝土以振蕩的方式向上運動,解釋了孔壁和導(dǎo)管外壁附近混凝土質(zhì)量差的原因,總結(jié)了一套提高樁身混凝土質(zhì)量的方法。本文分析了樁基混凝土頂面浮漿形成的原因,研究了樁頭混凝土與浮漿之間的相互作用過程,指出了混凝土的振蕩過程加劇了樁頭混凝土與浮漿的相互作用。結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗,本文總結(jié)出了一套確保樁頭混凝土質(zhì)量的有效方法。
　　在深入了解混凝土流動的基礎(chǔ)上,本文把混凝土流動