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第57卷第3期工程科学与技术Vol.57No.3

2025年5月ADVANCEDENGINEERINGSCIENCESMay2025

•土木工程•

DOI:10.12454/j.jsuese.202301044

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基于相似原理的荷载传递模型及桩侧挤密加固效果数值分析

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王衍升，李召峰，张明，林春金，吕思忠，姚望

(1.山东大学岩土与地下工程研究院，山东济南250061；2.山东高速股份有限公司，山东济南250014)

摘要：粉质黏土‒粉砂地层桩侧注浆参数设计和桩基加固效果评价是在役桩基加固的关键和难点。针对在役摩擦

桩桩侧注浆加固工程，采用桩基模型试验、数值模拟及现场试验，实现粉质黏土‒粉砂地层桩基注浆加固。研发桩侧

挤密注浆模型装置，将注浆加固体假设为沿桩长方向的圆柱体，采用圆柱形气囊的横向膨胀模拟桩侧挤密注浆加固

方式，揭示桩侧挤密注浆提升在役摩擦桩承载力的作用机理。桩基模型试验中，注浆孔与桩侧距离15cm、注浆压

⩾

力0.50MPa时桩基注浆加固效果明显。基于相似原理，通过桩基模型试验建立桩侧注浆加固荷载传递模型；并且，

在数值分析软件中嵌入荷载传递模型以实现实际工程条件下桩侧注浆加固数值计算。数值模拟结果表明：桩基荷载

传递符合指数模型，数值计算承载力与工程静载试验误差小于5%，具有可靠性。进一步分析加固位置和加固长度对

桩基承载力的影响规律，结果表明：桩长40%~90%处加固效果最好，加固段长为4m时承载力提升幅度10.7%~

13.7%，实现粉质黏土‒粉砂地层桩基承载力分析。随着加固长度的增加，桩基的极限承载力逐渐增加，当加固长度

超过16m（约占桩长的70%）时，能够大幅度提升桩中下部的极限摩阻力。研究结果可为在役桩基桩侧注浆加固提

供指导。

关键词：摩擦桩；挤密注浆；荷载传递模型；数值模拟；承载力

中图分类号：TU473.1文献标志码：A文章编号：2096-3246（2025）03-0134-13

进入21世纪以来，中国公路、铁路等交通基础设地层产生压力，挤密地层实现荷载的传递，提升地层

[1‒2]

施建设蓬勃发展，桥梁桩基建设规模巨大。桥梁在力学参数。因此，摩擦桩注浆加固可有效地增强桩侧

[10]

交通工程建设中发挥了十分重要的作用，截至2022年摩阻力、提升桩基承载力。但是，注浆工程具有一定

底，中国公路桥梁总数达96.11万座，铁路桥梁总数约的隐蔽性，地质条件和注浆效果难以准确预测，因此桩

9.2万座，高铁桥梁累积长度超过1万千米，约占已通侧注浆参数设计和桩基加固效果评价成为研究的难点。

车的高铁运营里程的一半。摩擦桩是指桩底位于较近年来，国内外研究者采用物理试验、数值模拟

软的土层内，其轴向荷载由桩侧摩擦阻力和桩底土反和工程现场试验，对桩基注浆加固开展研究工作，并